福州区域能见度变化特征分析

摘要：利用1968～2007年共40年的福州区域9个气象站的历史地面观测资料，分析福州区域能见度的变化特征。结果表明：（1）不论是08时、14时、20时，还是日平均能见度，平潭站均最小；08时平均能见度罗源最大，14时、20时、日平均能见度永泰最大。（2）40年来，除永泰站外，其余各站全天候能见度和霾雾天气能见度均呈明显的下降趋势，但近年来下降趋势趋缓，霾雾天气能见度的下降幅度小于全天候能见度。（3）前20年，福州区域各站08时能见度主要集中在6级、7级和8级；后20年，6级能见度出现概率明显上升，8级能见度的出现概率明显减少，3级以下能见度（＜1Km）的出现概率有所减少。（4）全天候能见度的年变化为单峰型，能见度最低值出现在春季的3月或4月，峰值出现在7月；雾霾天气能见度的年变化与全天候能见度的年变化相类似，但其变化幅度小于全天候能见度。

关键词：能见度; 雾霾天气; 变化特征

中图分类号： X511文献标识码：A文章编号：1007-0370（2011）07-0051-02

引言

能见度作为大气环境的一个重要物理参数,通常被视为反映大气环境质量好坏的指标[1]。城市工业的发展和城市规模的扩大,增加了有害颗粒物的排放,城市污染日益加重,导致城市能见度不断降低[2]。我国学者先后对国内多个城市大气能见度的变化趋势和特征以及影响因素进行了分析研究。林盛群等[3]研究了香港大气能见度与污染物长期变化特征和相互关系；黄健等[4]对1954—2004年珠江三角洲大气能见度变化趋势表明，近50年来,珠江三角洲城市能见度呈显著下降趋势，能见度与当地的人口增加和经济发展程度有密切的关系；钱峻屏等[5]对汕尾市雾霾天气的能见度进行多时间尺度的特征分析。

福州地处东南沿海,区域经济发展迅速,工业化的发展造成近地层污染物、粉尘等微小颗粒物浓度增加,加之近地层逆温等特殊的天气条件,雾霾等灾害性天气现象时有发生，致使能见度降低，城市空气污染加重。本文利用40年（1968～2007年）福州区域9个气象台站的各时次能见度资料，分别研究各站全天候和霾雾天气下能见度的变化特征，为城市能见度预测预报奠定基础,为城市污染治理和改善大气能见度提供依据。

1资料来源和处理方法

1.1资料来源

1968～2007年共40年的福州区域福州、闽清、闽侯、罗源、连江、永泰、长乐、福清、平潭9个气象站的历史地面观测资料。地面观测资料中国家气候观象台和国家气象观测一级站每天4个时次资料（02、08、14、20时），国家气象观测二级站每天3个时次资料（08、14、20时），这些资料均经过省气象台审核科的审核，其可靠性有保证。地面资料内容为：气压、气温、水汽压、相对湿度、总云量、低云量、能见度、风向、风速、降水、天气现象等。

1.2处理方法

（1）计算日平均能见度和年平均能见度时，采用对各时次能见度的算术平均，各个时次的能见度资料必须是连续观测的，若某站因台站调整，02时资料不连续，则02时数据不列入平均。

（2）全天候能见度定义：1968～2007年每天的平均能见度，不考虑天气现象；霾雾天气能见度定义：出现雾、轻雾和霾这三种视程障碍现象时该日的平均能见度；非霾雾天气能见度定义：未出现雾、轻雾和霾这三种视程障碍现象时该日的平均能见度。

（3）统计各站的雾日数、轻雾日数和霾日数时，以天气现象观测记录为准，一天中只要出现雾、轻雾或霾现象,即记为一个雾、轻雾或霾日，若一天中同时出现两种或三种天气现象，则重复统计（如，某日的观测记录中有雾和轻雾，该日即统计为雾日，也统计为轻雾日）。

2福州区域能见度空间分布特征

表1为福州区域各站08时、14时、20时和日平均能见度。从表1可看出：不论是08时、14时、20时，还是日平均能见度，平潭站均最小；08时平均能见度罗源最大，达20.40Km，14时、20时、日平均能见度永泰最大，分别为33.05Km、26.53Km和25.90Km。

上述分布很大可能的原因是：永泰站虽然雾和轻雾日数多[6]，但大多为辐射雾，太阳出来后逐渐消散，且由于其大气污染水平低，导致08时能见度一般，14时、20时能见度最好；平潭站地处海岛，大气中海盐气溶胶丰富，导致各时次能见度均最小。

表1福州区域各站各时次和日平均能见度（千米）

3能见度变化特征分析

统计资料表明：

（1）40年来，除永泰站外，其余各站全天候年平均能见度和霾雾天气年平均能见度均呈明显的下降趋势，但近年来下降趋势趋缓。霾雾天气能见度的下降幅度小于全天候能见度。

（2）1980年以前，各站年平均全天候能见度一般在20～35Km之间，年平均霾雾能见度一般在15～25Km之间；近几年各站年平均全天候能见度一般在10～20Km之间，年平均霾雾能见度一般在8～15Km之间。

（3）福清站的年平均全天候能见度年均下降速率最大，为－0.4674Km/年，最大值（31.64Km，1971年）和最小值（11.66Km，2002年）相差近20Km；罗源站的年平均雾霾能见度年均下降速率最大，为－0.3936Km/年；永泰站变化最小，年平均全天候能见度和雾霾能见度的年均变化速率分别为0.0013Km/年和－0.0628Km/年。

图1 为1968～2007年永泰、福清、罗源三地全天候年平均能见度和霾雾天气年平均能见度的趋势变化，其它各站图略

408时能见度等级概率分析

为了更清楚地了解福州区域各站能见度的下降原因，我们将能见度的观测分为10个观测等级，各级代表的能见度范围如表2。分别统计了福州区域各站前20年（1968～1987年）和后20年（1988～2007年）08时能见度各等级的出现概率，列于表2。

表2福州区域各站08时各级能见度出现率（%）

能见度（V）距离观测等级划分：0级，v<50 m；1级，50≤v＜200 m；2级，200≤v＜500 m；3级，500≤v＜1000 m；4级，1000≤v＜2000 m；5级，2000≤v＜4000 m；6级，4000≤v＜10000 m；7级，10000≤v＜20000 m；8级，20000≤v＜50000；9级，≥50000 m。

从统计结果上看：

（1）前20年，福州区域各站能见度主要集中在6级（能见度4～10Km）、7级（能见度10～20Km）和8级（能见度20～50Km），三种等级出现概率之和均超过总天数的90%。闽清、闽侯、连江、永泰、平潭站7级能见度出现概率最多，为42.22%～56.92%，对应天数为3084～4158天；其余站8级能见度出现概率最多，为44.02%～56.10%，对应天数为3216～4098天。

（2）对比前20年，后20年间6级能见度出现概率明显上升，从6.60%～19.81%上升到17.56%～32.64%，与7级和8级的出现概率大致相当。相应的，8级能见度的出现概率明显减少。

（3）5级以下能见度出现概率不高，一般小于5%，这说明福州区域各站能见度虽然出现明显下降，但低能见度出现几率（＜4Km）还不高。而且，由于各站雾日数的减少[6]，3级以下能见度（＜1Km）的出现概率还有所减少。

5能见度季节分布特征

图2和图3分别为福州区域各站全天候能见度和霾雾天气能见度的月变化曲线。图中全天候能见度的年变化为单峰型，能见度最低值出现在春季的3月或4月，随后能见度上升，峰值出现在7月，7月以后能见度值下降；此外，冬春两季（冬半年）的能见度低于夏秋两季（夏半年）。雾霾天气能见度的年变化与全天候能见度的年变化相类似，但其变化幅度小于全天候能见度，除永泰外，能见度变化范围为10～17Km。

图2 福州区域各站全天候能见度月变化曲线

图3 福州区域各站雾霾天气能见度月变化曲线

6小结

通过对40年福州区域9个气象台站的各时次能见度、霾雾天气能见度和全天候能见度变化特征的分析，得到以下结论：

（1）不论是08时、14时、20时，还是日平均能见度，平潭站均最小；08时平均能见度罗源最大，达20.40Km，14时、20时、日平均能见度永泰最大，分别为33.05Km、26.53Km和25.90Km。

（2）40年来，除永泰站外，其余各站全天候能见度和霾雾天气能见度均呈明显的下降趋势，但近年来下降趋势趋缓。霾雾天气能见度的下降幅度小于全天候能见度。福清站的年平均全天候能见度年均下降速率最大，为－0.4674Km/年，罗源站的年平均雾霾能见度年均下降速率最大，为－0.3936Km/年；永泰站变化最小，年平均全天候能见度和雾霾能见度的年均变化速率分别为0.0013Km/年和－0.0628Km/年。

（3）在08时能见度上，前20年，福州区域各站能见度主要集中在6级、7级和8级，三种等级出现概率之和均超过总天数的90%；后20年，6级能见度出现概率明显上升，与7级和8级的出现概率大致相当，8级能见度的出现概率明显减少。5级以下能见度出现概率不高，一般小于5%，由于各站雾日数的减少，3级以下能见度（<1Km）的出现概率还有所减少。

（4）全天候能见度的年变化为单峰型，能见度最低值出现在春季的3月或4月，随后能见度上升，峰值出现在7月，7月以后能见度值下降；冬春两季（冬半年）的能见度低于夏秋两季（夏半年）。雾霾天气能见度的年变化与全天候能见度的年变化相类似，但其变化幅度小于全天候能见度，除永泰外，能见度变化范围为10～17Km。

参考文献

[1] Watson J G.Visibility: science and regulation[J]. J. Air and Waste Management Association, 2002,52:628-713.

[2] 王淑英,张小玲,徐晓峰.北京地区大气能见度变化规律及影响因子统计分析[J] .气象科技, 2003(02): 109-114.

[3] 林盛群，林莽,万军明，等. 香港大气能见度与污染物长期变化的特征和相互关系.中国环境科学，2009,29(4)：351～356.

[4] 黄健，吴兑，黄敏辉，等.1954—2004年珠江三角洲大气能见度变化趋势.应用气象学报，2008，19(1):61～69.

收稿日期：2011-05-06

作者简介：叶光营(1974-)，男，应用气象工程师，研究方向：应用气象科学研究.

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