海洋上的雾

第九节海洋上的雾2019/12/22YSH2雾与航海的关系雾与风暴不同，风暴伴随狂风、暴雨、巨浪呼啸而来。雾则是静悄悄地来，造成一场混乱后，又静悄悄地离去，是航海的天敌。据世界海事组织统计，有60～70％的海事与雾有关系。雾不仅影响船舶的航行安全，还影响船舶天、地文的定位。雾中含有许多有毒物质。对人体十分有害。52年伦敦的大雾，造成4800多人死亡。1922年，英邮轮“埃及”号在法国沿岸雾中与法破冰船“西奈”号相撞，船上的近百名旅客和8000公斤黄金、3万公斤白银一同沉入大海，被称为“吞金夺银的雾”。2019/12/22YSH3雾与航海的关系雾是影响海面能见距离的首要因素。无论在海洋上还是在港口，当发生浓雾时能见度十分恶劣，给航行带来很大困难。国内外大量统计数字表明，即使备有雷达等现代化导航仪器，仍常有偏航、搁浅、触礁或碰撞等恶性事故发生。因此掌握雾的生消规律具有重要意义。雾(Fog)是大量的小水滴、小冰晶或者两者的混合物悬浮在贴近地面的气层中，使水平能见度小于10km(或5nmile)的天气现象。轻雾：水平能见度在0.5～5海里。浓雾：水平能见度小于0.5海里。2019/12/22YSH4教学要求基本要求：掌握雾的分类和特征平流雾的生消条件和海洋上雾的分布了解海雾的简易测算方法重点：雾的分类和特征平流雾的生消条件海洋上雾的分布2019/12/22YSH5§1.9.1雾的分类与特征根据雾的成因和特点，可大致分为两大类：一类主要受下垫面影响而形成的雾，如平流雾、辐射雾、蒸汽雾、地形雾等；另一类与某些天气系统的活动直接有关，如锋面雾。2019/12/22YSH6§1.9.1雾的分类与特征一、平流雾(AdvectionFog)1.概念暖湿空气流经较冷的下垫面（水面或陆面）时，受到冷面的影响，气温下降，当空气达到饱和状态时，其中过剩的那部分水汽就会凝结出来，这样形成的雾，称为平流雾。海洋中冷、暖海流之间，海洋、河流、湖泊、港湾或洼地与沿岸之间，只要存在着一定的温度对比，当空气从暖面移往冷面，速度适宜，都可能在冷面上形成平流雾。它是出现最多，对航海影响最大的一种雾，故有时又称为海雾(SeaFog)2019/12/22YSH7§1.9.1雾的分类与特征2.特点浓度和厚度可以很大。平流雾的浓度往往很大，能见度恶劣，甚至会出现水平视程小于50m的情况，严重影响天、地文定位。水平范围广。通常可达数百甚至数千公里，形成大片雾区。持续时间长。平流雾不仅可以整日不消，而且可以维持几天甚至一周以上。一日之中任何时刻都可能产生，在大洋中没有明显的日变化，但在沿海或岛屿等浅海地区却有明显的日变化。随风漂移，常伴有较多的层云。在近岸处，平流雾来临时，往往先见到大片破碎的层云，随后就是贴近海面的大雾涌上岸来。2019/12/22YSH81）冷的海面统计资料表明，当表层海水温度低于某个临界值时可能发生海雾，而高于此值时则不能发生海雾。在北太平洋海雾发生的区域大致限于表层水温低于20℃的冷海面上。因此，4～9月份海雾的南界随着等水温线的季节性北上而相应地从30°N向较高纬度推移。在我国海域雾发生的区域也大致与这个水温界限相符。观测表明，水平温度梯度较大的海陆交界区域和冷暖海流交汇的水域是平流雾发生最多的地方，并且平流雾大都出现在冷暖海流交汇区的冷海面上。§1.9.1雾的分类与特征3.平流雾的形成条件冷的海面和适当海气温差适宜的风场充沛的水汽低层逆温层结2019/12/22YSH9§1.9.1雾的分类与特征2）适当的海－气温差当海温小于气温时，有利于平流雾的生成；当海温大于气温时，海雾会骤减。通常人们都认为海气温差越大越有利于海雾的形成。然而，大量的观测表明，长江口外海域和北海道以东洋面，海雾主要集中发生在海气温差为0～6℃的范围内，其中为2～3℃左右时雾出现的概率最大。在日本海和北太平洋，气温高于海面水温1℃左右时，雾出现最多；当海气温差大于8℃时，雾就很少发生。2019/12/22YSH10§1.9.1雾的分类与特征适宜的风场据统计，有平流雾时的风力多在2～4级风之间。因为：风力太大时乱流强，容易将上层空气的热量向下传递，从而削弱低层空气的冷却作用，不易生成雾；风力太小时乱流很弱，暖湿空气的输送量不足，不利于海雾的形成。风力大于6级时出现平流雾的情况较少。就风向而言，要求它与表层海水等温线梯度方向大致相同为宜，如我国近海产生平流雾的有利风向为S～SE～E（在黄海北部还包括NE风），而在英吉利海峡则为SW风。2019/12/22YSH11§1.9.1雾的分类与特征充沛的水汽平流过来的暖空气要含有充沛的水汽，即湿度要大。当气流经过暖海流水面时，从中不断得到大量的水分和热量，一旦到达冷水面上，就极易生成雾。因此，源源不断的暖湿空气长期稳定地存在，对海雾的生成、发展与维持都是十分重要的。2019/12/22YSH12§1.9.1雾的分类与特征低层逆温层结据统计，在能见度小于500m的平流雾中，90％以上都有明显的逆温层结。低层逆温能有效地抑制大气中对流的发展，好像一个无形的盖子，阻挡水汽向高空的扩散，使水汽和凝结核大量聚集在底层大气中，对雾的形成和维持都极为有利。典型的温度垂直廓线是在雾中为微弱的降温或等温，在其上则为逆温。2019/12/22YSH13§1.9.1雾的分类与特征4.平流雾的消散条件由以上的分析可知，平流雾的生成和维持是以一定条件为依托的，一旦这些条件发生逆转或遭到破坏时，海雾即趋于消散，主要是：流场改变，暖湿平流中断，如冷锋过境或风向有较大角度的转变；低层空气增温；风速过大、近地（海）面层大气稳定状态遭到破坏。2019/12/22YSH14§1.9.1雾的分类与特征二、锋面雾(FrontalFog)1.概念暖锋前暖气团产生的水汽凝结物，在往地面降落时要穿过较冷的气团，同时水汽凝结物在下降的过程中是要蒸发的，当蒸发出的水汽不能被冷空气容纳时，又重新凝结成小水滴或小冰晶悬浮在近地面的低层空气中而形成的雾，称为锋面雾。因为这种雾是伴随降水同来的，所以又称为降水雾或雨雾。2019/12/22YSH15§1.9.1雾的分类与特征2.特点锋面雾对航海的影响仅次于平流雾。它具有如下特点：浓度较大、范围较广的锋面雾一般出现在锢囚锋两侧和暖锋前，但在冷锋前后也可以产生锋面雾。雾区沿锋线呈带状分布，长度可达几百海里，宽度50～100nmile。锋面雾随锋面和降水区的移动而移动，因此在局地持续时间一般较短。但当锋面和降水区移动缓慢或停滞不前时，持续时间就会延长。锋面雾出现的时间不受气温日变化的影响。2019/12/22YSH16§1.9.1雾的分类与特征三、蒸汽雾(SteamFog)1.概念寒冷而稳定的空气覆盖在暖海面上，海面蒸发使贴近海面的空气达到饱和状态而形成的雾，称为蒸汽雾。通常当气温低于水面温度15℃以上，并且空气层结稳定时，就会产生蒸汽雾。蒸汽雾多产生于极地冰原的边缘、冰间水面以及亚洲和北美的东海岸。例如，鄂霍茨克海、千岛北部、挪威和荷兰西岸沿海、我国渤海等海域经常出现这种雾。2019/12/22YSH17§1.9.1雾的分类与特征2.特点浓度不大，在多数情况下比较浅薄，占据的面积也不广，多限于高纬沿海、冰缘和冰间水边较狭窄的水带，稍远的地方就没有雾。陆地水面上的蒸汽雾多产生于清晨，日出后随气温的升高而慢慢消散。海上蒸汽雾无明显日变化。蒸汽雾的发生与风速无关，在5～40m/s的风速中均观测到蒸汽雾的发生，但风向改变可使蒸汽雾消散。2019/12/22YSH18§1.9.1雾的分类与特征四、辐射雾(RadiationFog)1.概念辐射雾是一种典型的“陆雾”，在海面上通常不能产生。在晴朗微风又比较潮湿的夜间，地面以长波辐射的形式损失热量，地表温度迅速下降，贴近地面的空气也几乎同步降温，当气温降低到露点或露点以下时而形成的雾称为辐射雾。晴夜、微风和近地面气层中水汽比较充沛，是形成辐射雾的三个主要条件。2019/12/22YSH19§1.9.1雾的分类与特征2.特点辐射雾的范围不广，它只占据局部地区，多见于峡谷、洼地、湿地或沿海地区。如遇到风向适宜，风力轻和，在沿海地区产生的辐射雾可随风缓慢地移往附近海面，但离岸很少超过10nmile，会给航行带来一定影响。雾层不厚，在雾中往往还可以见到大船的桅顶。沿岸港口的辐射雾会影响船舶进出港及港内的装卸作业。一年四季都能产生，尤以秋季和冬季最频。具有明显的日变化规律。晴天是产生辐射雾的有利条件，有云时不利于辐射雾的产生。辐射雾冬季消散慢，夏季消散快。形成辐射雾的有利风速是1～3m/s。2019/12/22YSH20§1.9.1雾的分类与特征五、地形雾由于海洋与岸滨或岛屿之间热力性质的差异以及动力作用的存在，在岸滨和岛屿附近常有雾形成，称之为地形雾。岛屿雾从海面吹向岛屿的暖湿空气，在迎风面上被迫抬升，因而产生绝热冷却作用，使空气达到饱和而产生雾，这种雾称为岛屿雾或上坡雾。例如，航行在马六甲海峡的船舶，常可见到马来西亚和苏门答腊的许多山头的迎风坡一侧被雾遮盖，给航行船舶寻找陆标造成一定困难。海陆轻风雾这是一种伴随海陆风而出现的海雾。在海岸附近，夏秋季节陆上暖湿空气流到海上，受海面降温增湿作用凝结成雾。北美东岸新英格兰的外海在夏季的6月就盛行这种雾。尽管它的范围很狭小，仅限于海岸附近，但常可封闭港湾，影响船舶的正常通航。2019/12/22YSH21§1.9.3海洋上雾的分布一、我国近海的雾1.地理分布我国海域是太平洋的多雾区之一。北起渤海湾，南至北部湾，大致呈带状分布。雾区范围具有南窄北宽的特点。南部宽约100～200km舟山群岛一带约400km北部更宽一些，如黄海6～7月几乎全部都是雾区。三个相对多雾中心：黄海中南部、长江口至舟山群岛和北部湾2019/12/22YSH22§1.9.3海洋上雾的分布另一特点是南少北多。琼州海峡和北部湾西北部冬春季多雾，年雾日20～30天；台湾海峡西部和福建沿海年雾日20～35天（台湾海峡东部、澎湖列岛一带却很少雾，只有4～5天）；闽浙沿岸到长江口一带，年雾日增加到50～60天；黄海中部水域年雾日达50～60天以上。山东半岛南部成山头和石岛一带海面雾最频，年雾日超过80天，最长连续雾日超过25天，有“雾窟”之称；从鸭绿江口到济州岛的朝鲜西部沿海海雾也比较多，年雾日达50多天，有时与山东南部沿海的雾区连成一片。2019/12/22YSH23§1.9.3海洋上雾的分布2.季节变化我国近海的雾在时间上从春至夏，由南向北推延，表现出南早北晚的特点：以南海北部沿海出现最早，始于头年12月，12～4月为雾季，2～3月雾最多。东海的雾始于3月，3～7月为雾季，其中浙江沿海至长江口4～6月最盛。黄海的雾始于4月，4～8月为雾季，6～7月最盛。8月，除黄海北部外，我国整个沿海的雾骤然减少。2019/12/22YSH24§1.9.3海洋上雾的分布3.成因我国海域的海流分布状况，在适宜的风场配合下，为平流雾的产生提供了必要的下垫面条件。春、夏季正是东亚夏季风控制的季节，东南气流源源不断地将黑潮上空的暖湿气流输送到我国近海。当这种气流抵达变性北缩的沿海冷流水面时，便在该冷水域形成雾区。外海流系：黑潮暖流及其支流（包括台湾暖流、对马暖流、黄海暖流）沿岸流系：由江河径流的淡水组成，包括渤海、黄海、东海和南海沿岸流。沿岸流的范围和流向直接受大陆径流和季风的影响，随季节而变化。冬半年受大陆低温和融化的冰雪影响，具有明显的冷流性质，势力较强。由春至夏受大陆增温的影响，冷流逐渐减弱北缩。进入盛夏后，沿岸流的低温性质便隐而不见了。主要与我国沿海的两支海流有关。2019/12/22YSH25§1.9.3海洋上雾的分布我国近海出现平流雾的几种典型地面天气形势：L2019/12/22YSH26§1.9.3海洋上雾的分布H2019/12/22YSH27§1.9.3海洋上雾的分布除上述外，其它