华南冬季雾日年际变化特征及其与ENSO的关系

本文基于1979~2016年华南地区52个台站逐日雾观测数据和ERA5再分析资料等,采用EOF分解等多种统计方法,研究了ENSO对华南冬季雾日年际变化的影响,并进一步探讨了华南冬季雾日年际变化与ENSO关系的年代际转变。结果表明:(1)华南地区冬季雾日具有区域一致的变化特征,呈现出明显的年际变化和线性增加的趋势。在冬季,华南地区近地面层北风减弱,大气层结更加稳定,同时温度露点差降低,空气中水汽含量增加,为雾的形成提供了有利的背景场条件。(2)ENSO与华南地区冬季雾日的年际变化存在显著相关关系,在El Niño年的冬季,菲律宾海上空存在一个异常的反气旋环流,反气旋西侧的异常暖湿西南气流给华南地区带来充沛的水汽,有利于雾日的形成。La Niña年雾日的变化则与El Niño年相反。这种显著相关关系主要取决于大雾日数,而非轻雾日数。(3)ENSO与华南地区冬季雾日年际变化的关系在1996年前后出现明显年代际转折,在1979~1996年期间,两者相关性较弱,1997年之后相关性显著增强。这种关系的转变可能受到北大西洋年代际振荡(AMO)的调控。

中国不同区域气候条件对冬季雾日形成的差异性分析

雾是一种严重的天气灾害,极大地影响了交通和日常生活,并可能带来巨大的经济损失。利用1958~2007年678个中国地面观测站点的雾日数资料,采用相关系数分析、合成分析等方法分析了冬季雾日数的时空特征,发现冬季多雾地区和年际变率较强地区集中在西南、华北和华南等地区。根据冬季雾日分布特征,将中国划分为3个较为独立的雾区,从水汽条件、大气稳定度及大气环流背景等方面讨论了区域气候条件差异对局地雾形成机制的影响,发现不同区域冬季雾日产生的气候条件有着明显的差异性。结论如下:西南区冬季雾的形成受水汽输送影响较小,受大气稳定度影响较大,且巴尔喀什湖东侧高压脊加强,冷空气南下,西南较易发生雾;华北冬季雾日的形成受水汽输送影响较大,伴随长江中下游水汽异常推进偏北,水汽异常大值中心偏北,且西伯利亚高压、东亚大槽以及东北低压减弱,冷空气活动较弱,华北较易发生雾。华南冬季雾日的形成受水汽输送影响较大,伴随长江中下游水汽异常推进偏弱,水汽异常大值中心偏南,且东亚大槽减弱,华南较易发生雾。

海南岛冬季雾日特征及其成因

利用海南岛18个国家气象观测站1966—2018年逐日数据及NCEP/NCAR风场再分析资料,对雾日偏多偏少年进行环流场合成分析,并对2018年2月海南岛大雾事件进行个例分析。结果表明:海南岛雾日最多的年份为1968年,全岛雾日平均约21 d;最少为2011年,全岛雾日平均约5 d;海南岛冬季雾日偏多年,对应海南岛上层、中层、低层大气的异常偏西气流;海南岛冬季雾日偏少年,对应海南岛上层、中层、低层大气的异常偏东气流;2018年2月海南岛大雾事件中,影响较为严重的时段对应海南岛上层、中层、低层大气的西风气流,这与气候成因是相符的。

海南岛冬季雾日异常气候背景分析

利用1980—2020年海南岛18个国家气象观测站的逐日地面观测数据、NCEP/NCAR再分析资料、NOAA海温及国家气候中心气候系统监测指数集,分析了海南岛冬季雾日的气候特征及其异常年海气背景特征.结果表明:(1)海南岛冬季雾日高值区集中在北部和中部内陆,低值区分布在东南部、西南部的沿海;近40年来冬季雾日呈显著下降趋势,2000年后处在偏少的年代际背景下,冬季日平均最低气温偏高和平均风速增大是造成2000年后冬季雾日偏少的直接原因;(2)冬季雾日偏多年,西太副高年际尺度上偏大偏强偏西;南方涛动处于负位相,我国华南地区海平面气压偏高;高层海南岛及南海区域为显著的辐合运动,对应有下沉运动;低层及近地层海南岛处在异常冷高压的西北侧,受西北侧异常西南暖湿气流影响,风速较小,相对湿度略大,空气扩散条件差,有利于雾的生成和维持,偏少年的情况则相反;(3)冬季雾日与海温异常变化有着密切的关系,其中秋冬季ENSO状态、前期南海至西太暖池以及我国东部海域海温对冬季大雾天气的发生和维持具有重要的指示意义,类ENSO海温分布型、西太暖池和我国东部海域海温对冬季雾日的预兆信号分别为超前1个季、3个季和1个季.