雾对我国交通运输的不利影响及对策

书书书第２６卷第２期２０１０年４月气象与环境学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＭＥＴＥＯＲＯＬＯＧＹＡＮＤＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＶｏｌ．２６Ｎｏ．２Ａｐｒｉｌ２０１０收稿日期：２０１０－０１－２２；修订日期：２０１０－０３－０２。基金项目：中国科学院学部咨询评议项目“高影响天气气候事件对我国可持续发展影响及对策”资助。作者简介：赵慧霞，女，１９７８年生，工程师，主要从事环境气象与决策气象研究，Ｅｍａｉｌ：[e-mail]。雾对我国交通运输的不利影响及对策赵慧霞　王维国　李泽椿　王月冬（国家气象中心，北京１０００８１）　　摘　要：随着我国公路、航空和水运等交通运输业的快速发展，雾的不利影响越来越明显，也越来越受到人们的关注。如何有效降低雾对交通运输的不利影响，已成为交通管理和气象部门的重要工作目标之一。通过分析雾的发生特点及雾的时空分布特征，针对雾对交通运输的不利影响，提出从加大能见度监测仪设置密度、提高交通气象预报精度、制订严格的高速公路雾天交通运行规定、加强和完善雾天交通预警系统等几个方面积极采取应对措施，最大程度降低雾对我国交通运输的不利影响。关键词：雾；交通运输；不利影响；对策　　中图分类号：Ｘ９５１　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１６７３－５０３Ｘ（２０１０）０２－００５８－０５１　引言雾是指近地面层空气中悬浮的大量水滴或冰晶微粒的乳白色集合体，并使水平能见度降至１０００ｍ以下的天气现象［１］，也常称为大雾，是我国比较常见的灾害性天气之一。随着我国公路、航空和水运等交通运输业的快速发展，雾的影响越来越明显，也越来越受到人们的关注。雾使近地面层能见度降低，造成车辆船只滞留、交通堵塞，航班延误，甚至引发严重的交通事故，带来惨重的人员伤亡和巨大的经济损失。因此，雾对公路、航空、航海和内陆水运来说都是高危险天气。降低雾对交通运输造成的不利影响已成为目前交通部门和气象部门重要的工作目标之一。近年来，众多学者对我国不同空间尺度（全国、区域、重要交通干线沿线等）雾的气候特征、发生发展特点及其与气象要素的关系等进行了分析研究。如刘小宁等［２］、王丽萍等［３］分析了我国雾的空间和时间分布特征；吴兑等［４］、郭刚等［５］、李岚等［６］分别对南岭山地、辽西地区和沈大高速公路进行了雾的时空变化特征及气象要素研究。雾的预报方法及数值模拟也有了较快发展，梁爱民等［７］、马学款［８］、李法然等［９］对不同地区的雾进行了数值模拟或就预报方法进行了探讨。另外，雾的物理学研究和人工消雾试验也一直倍受研究者重视［１０］。在应用实践方面，主要表现在高速公路等交通干线雾天低能见度条件应急系统［１１］、管理系统［１２－１３］或预警系统［１４－１５］的建立。袁成松等［１３］人对高速公路低能见度进行了数学描述，从能见度突变、车辆制动距离的需求和能见度监测数据等方面，论证了对低能见度监测与预报的必要性和可行性，并构建高速公路雾天交通管理系统。这些研究成果及实践经验都为有效降低雾对我国交通运的不利影响提供了参考和借鉴。本文在分析雾的发生特点及我国雾情时空分布和变化特征的基础上，提出降低雾对我国交通运输不利影响的对策措施。２　雾的发生特点当大雾天气发生时，大气能见度明显降低。这是雾对交通运输产生不利影响的主要原因。能见度是反映大气透明度的一个指标，是具有正常视力的人在当时的天气条件下能够看清楚目标轮廓的最大距离［１］。在气象行业标准《地面气象观测规范》中，将水平能见度距离５０—５００ｍ之间的雾称为浓雾，水平能见度不足５０ｍ的雾称为强浓雾［１］。浓雾和强浓雾的出现对交通运输的危害更大。雾通过近地面空气的降温和增湿两个途径使空气达到饱和而形成的。根据成因，雾可以分为辐射雾、平流雾、混合雾和蒸发雾等［２］。在有利于空气低层冷却的地区，如果水汽充分，风力微和，大气层结稳定，并有大量的凝结核存在，便容易生成雾。同时，盆地、山谷等低洼地形有助于雾的形成与发展，导致局地性大雾，还可能出现小范围局地的浓雾、强浓雾或雾团，使交通事故频发。雾的生消变化可以是一个较为迅速的过程。监测表明，有些雾的生成过程仅需２０—３０ｍｉｎ的时间，能见度就可从１０００—２０００ｍ降至１００ｍ以下，有时甚至几分钟内能见度就可能急剧下降［１０，１３，１６］。我国部分地区交通沿线极易出现团雾（即团状雾，单位范围较小［１７］），造成能见度突然下降，司机来不及反　第２期赵慧霞等：雾对我国交通运输的不利影响及对策５９　　　应，极易导致交通事故。３　我国雾的时空分布和变化特征我国大雾天气的发生大致呈现东部多、西部少的态势［２，１８－２０］，其中东部沿海、四川盆地和长江流域东部以及云南南部等地是大雾天气最多的地区，年平均雾日数在６０ｄ以上［２］；而西部大部分地区、东北地区东部以及内蒙古大部分地区年平均雾日很少，均在２ｄ以下（图１）。这与我国大的地形和干湿状图１　１９６１—２００６年中国平均年雾日数分布（单位为ｄ）况分布有关。同时，有研究表明，能见度小于５００ｍ的浓雾空间分布表现出更强的局地性：集中分布在我国长江流域，沿海地区，四川盆地北部，沿长江一线的重庆、湖南西北部至湘赣交界地区［２１］。　　我国内陆大部地区的雾多属于辐射雾，在季节分布上，秋、冬季雾日最多，春、夏季明显偏少，其中１１月和１２月为多雾月，５月和６月为少雾月；而沿海城市以平流雾为主，春、夏季最多［３，１９］。雾的日变化也很明显，尤其是辐射雾，其持续时间一般不超过１０ｈ，主要发生在夜间到清晨，能见度较低的雾持续时间相对要长一些。平流雾、平流辐射雾和锋面雾，在一天内的任何时间都可以出现，而辐射因子则可使这些雾在夜间和清晨变得更浓［１８］。气象资料统计分析表明，近４０多年来我国大部分地区雾日呈减少趋势或变化趋势不显著［２－３，１８－２１］，但部分地区包括黄淮和长江中下游地区的雾日呈明显的上升趋势，尤其是四川盆地东部地区上升的幅度还比较大［２，１８］（图２）。同时，危害性更大、能见度小于２００ｍ的浓雾日数在华北平原南部等地有显著增加的趋势［３］。上述雾日显著增加的地区正是我国经济活跃、人口众多的区域，交通运输业发达，更易受到雾的影响，是需要重点关注的。４　雾对我国交通运输的不利影响能见度极低的雾易造成陆上交通（尤其是高速公路）、航空运输和水上运输等几乎陷入停顿，甚至出现交通事故、人员伤亡，并引发一系列社会、法律等问题，严重影响我国的经济发展和人们的日常生单位为ｄ／１０ａ图２　１９６１—２００６年中国平均年雾日数变化趋势分布活节奏。仅２００６／２００７年冬季，我国就因大雾引发交通事故造成９１人死亡。４１　雾对公路运输的不利影响由于雾滴聚集阻挡人们的视线，致使能见距离缩小，当能见度缩小到一定范围时，人对车距容易产生错觉，以致发生交通事故［２８－２９］。世界各国的高速公路运行管理经验表明：在所有不利气候条件中，大雾对高速公路运行所产生的危害最大［２４］。目前，我国主要是通过交通管制措施（限制车速、车距）、封闭道路和工程处置措施等方式保障高速公路雾天安全运行［１２］。近年来，我国高速公路交通运输业保持强劲的发展势头，但由于管理科技水平相对落后，雾几乎成为高速公路运输的头号“杀手”。据调查，在一些大雾多发地区的高速公路路段，因大雾引发的交通事故的死亡率达４０％［１４］。而且由于高速公路具有车流量大、行车速度快等特点，一旦雾天发生交通事故，经常会引起连锁反应，最终形成多车连环追尾相撞的重、特大恶性交通事故。２００７年１０月２３—２７日，受大雾影响，北京、天津、河北、山东、江苏和安徽的部分地区能见度不足１００ｍ，造成京福山东段、济青、同三、日东和京沪等多条高速公路的５２个收费站封闭，其中２５日，济馆高速公路距茌平出口５ｋｍ左右有６０辆货车、２１辆小车连环相撞，致使３人死亡，多人受伤［２４］。４２　雾对航空运输的不利影响由大雾引起的能见度降低对航空运输的影响主要有两种情况：（１）机场能见度较低时，造成航班延误、返航、取消、备降；（２）机场能见度较低时，发生航空事故，造成机毁人亡的重大事故。２００７年１２月２２日，四川盆地出现区域性大雾，成都双流机场遭遇了近几年来最为严重的一场雾害，导致机场关闭达８ｈ，有１２５个进出港航班延误，１６个航班被迫取消，上万名旅客滞留机场［２３］。随着国民经济的发展，我国航６０　　　气象与环境学报第２６卷　空运输业呈迅猛增长趋势，特别是民航运输周转量发展更为迅速，能见度降低必将对我国未来航空运输业带来严重的不利影响。４３　雾对水运的不利影响当大雾困扰航道或港口时，船只无法航行，大量船舶积压，甚至造成严重碰撞事故。一些海上生产部门还将海雾称为“老虎天气”。２００５年１２月２５日，湖北荆州石首市出现大雾天气，江面能见度只有３—４ｍ，该市北门口江段发生一起轮船相撞事故，致使５人死亡，６人失踪［２５］。２００８年１月９日，京杭大运河扬州段因大雾天气停航１２ｈ，滞留船只１７００多艘，镇扬汽渡停航１４ｈ。同年２月２３日，浓雾突袭珠江口附近水域，最低能见度只有０２—０３海里（约３００—５００ｍ），浓雾导致多艘船舶航行受阻滞航，广州海事部门紧急启动应急预案［２６］。４４　雾对交通运输的间接影响及连锁反应雾对我国交通运输的影响，按其影响方式和途径可分为直接影响和间接影响。所谓直接影响是指能见度降低直接影响汽车、飞机、船舶的正常运行，前面三点已经详述；间接影响是指雾引发的次生灾害又作用在交通运输业上，如大雾引发“污闪”灾害（即雾滴附着在输电线路瓷瓶、吊瓶等绝缘设备表层，使输变电设备绝缘性能下降，导致高压线路短路和跳闸），进而影响交通运输业。２００１年２月２２日凌晨，沈阳市由于浓雾而发生“污闪”事件，全市７０％以上的地区停电，导致机场关闭、火车中断、高速公路封闭或限行等。同时，低能见度的雾还会引发交通系统内部相互作用、相互影响的连锁反应。２００４年１２月１至２日，受大雾影响，北京首都机场有１４００多架次航班延误，上万名旅客滞留首都机场，同时由于京津、京开、京沈和京石等高速公路相继封闭，铁路客流明显增加，北京站和北京西站比平日增加１万多人，北京市的交通事故发生率上升了１２０％。５　积极应对交通运输雾害的措施与建议我国交通运输业呈加速发展趋势，但目前由于相对缺乏交通沿线气象监测和高效的雾天管理对策，高速公路和机场往往因雾封闭，造成乘客滞留、交通堵塞，甚至引发交通事故。传统的封闭交通措施不是解决问题的唯一方式，在降低事故发生率而提高交通效率的原则下，加密交通沿线能见度监测、加强雾天交通管理以及提高交通专业气象预报精度等，可以最大限度减少雾对交通运输造成的负面影响。５１　加大交通沿线能见度监测仪的设置密度，增加车（船）前便携式小雷达租用，减少交通事故发生概率　　目前我国大多高速公路能见度监测还不够稠密，而且我国普遍采用的是前向散射能见度仪，其特点是体积小、安装方便和量程大，但测值仅代表测点附近的能见度情况，且准确率和分辨率均相对较低［２６］，而部分地区的雾又具有较强的局地性特征。为此，应根据公路的环境特点，合理加大布设能见度监测仪密度，防止能见度突然下降引发交通事故。建议引入市场机制，鼓励企业投资，在交通沿线适当加大能见度监测仪器的设置密度；同时，高速公路和航运部门也可通过雾天出租车（船）前便携式小雷达的方式，降低车辆和船只碰撞的机率。５２　提高交通专业气象预报精度和加快除雾技术的研发　　提高雾情预报的准确性将大大降低交通事故的发生率。实践证明，无论是大范围的平流雾、辐射雾还是局地性突发性的团雾都具有可预报性［１３］。目前气象部门对降水、大风和气温等常规气象要素的监测和预报方法均较先进，但对能见度、路面结冰方面的监测和预报方法相对薄弱，尤其是局地雾和路面结冰还没有纳入日常业务范围［２７］。气象部门应提高交通沿线雾情（能见度）预报的准确性、及时性和精细度，保障交通管理部门提前做好准备工作并采取相应的交通管理措施。另外，对于部分地区出现的局部且保持较长时间的团雾，必要时可以通过人工除雾措施来增加能见度。此外，加强民航机场的人工除雾技术的研究也尤为重要