中国近海海雾特征

第八章 塞壬的歌声——海雾

1.认识海雾

海雾是海洋上低层大气中的一种水汽凝结(华)现象,由于水滴或冰晶(或二者皆有)的大量积聚,使水平能见度降低到1千米以下,雾的厚度通常在200~400米。海雾在海上形成后,会随风逐流,向风的下游扩展。在沿海地区,海雾可以登陆深入陆地,有时达几十千米,登陆后的海雾,仍保持海雾的特征,但在新的环境影响下,很快变性消散,或变成低云。在近海处,登陆的海雾虽不断消散,却又不断有新的海雾从海上补充,所以沿海地区有时海雾会持续几天。

海雾无论在海上还是在沿岸地带,都因其恶劣的能见度对交通运输、海洋捕捞和海洋开发工程以及军事活动等造成不良影响,雾水中的盐分对建筑物的侵蚀也是不可忽视的。因此海雾是一种灾害性天气。海雾预报不仅对海上和沿海地区的工交和农渔业很有意义,而且对海军和航空部队尤其重要。

2.海雾的形成条件

海雾是指在海洋影响下生成在海洋上的雾,它是在特定的海洋水文和气象条件下产生的,换句话说,海雾在那些经常可以满足成雾条件的海区出现的机会多,反之亦然,因而海洋上海雾的分布具有很强的区域性和季节性。海洋上雾的绝大多数是平流雾,因此这里将着重介绍平流雾的形成条件。

冷的海面

大量观测结果证实,平流雾大都出现在冷海面水域上空。尤其在沿着气流方向海水表面温度迅速降低的水域,即寒暖流交汇区的冷水面上或水平温度梯度较大的海陆交界地区,移经其上的暖湿气流更容易变性冷却使水汽凝结,雾在这些水域就更加频繁多见。例如,发源于白令海和鄂霍茨克海的亲潮寒流在北海道东岸与黑潮相遇,形成强大的冷暖流锋区,它是日本以东洋面成为“海上雾都”的主要原因。冷的海面是形成海雾的重要条件,但是海水表面温度“冷”有一临界值,观测表明,海雾发生地区域大致限于表面水温低于20%的冷海面。我国沿海水域的海雾发生区域大多与这个水温界限相符合。例如,2月华南沿海正是海雾最多的水域,而此时从北部湾经琼州海峡直到台湾海峡,表面水温均低于20摄氏度,与多雾区域十分吻合。5月份。表面水温等20摄氏度线推移到浙江沿海和东海中部,而此时正是这个海区海雾最为频繁的时期。对于20℃表面水温这个界限,也并非各海区都是一样的,像黄海北部8月份的雾就发生在表面水温低于24℃的海面上。海雾发生与否并不完全取决于单一的海面水温条件,只有当水温条件和气象条件都合适,才可能有利于雾的发生。例如,2月黄海和东海的表面水湿虽然不到20℃,但时处隆冬,风大,空气中水汽含量少,不能提供合适的成雾气象条件,所以海雾很少。4、5月之后,黄、东海表面水温仍低于20℃,但此时气象或雾条件优越,多有海雾发生。

一定的海气温差

平流雾的生成,除了表面水温低于某界限值的条件之外,还取决于海面水温和气象条件的配合,其中就有水温与气温之间的配合。但是,海水表面温度与其上的空气温度之间差值(即气温与海面水温之差)究竟达到多大时,才最有利于雾的生成呢?对于这个问题,过去曾经有人认为,海气温差愈大,愈有利于雾的形成。其实不然,大量的观测事实表明,当气温高于海面水温1℃左右时,雾出现最多。在气温高于水温的情况下,雾次数随着气温与水温差值的增大而逐渐减少,当差值大于8℃以后,雾就很少发生。这是因为海水有着巨大的热容,海面水温不会很低,若气温比水温高得多时,空气的饱和水汽压就变大,难以达到饱和,从而不利于海雾的生成。另外,当在气温稍低于水温时,也可以见到有相当数量的雾出现,并且雾次数随着水温高于气温的差值的增大丽不断减少。以长江口外海域为例,在气温高出海温2~3℃时雾最常见,雾大多集中在气温高出海温0~6℃范围内。当温差达到8℃以上时雾极少出现。

适宜的风场

海上风速的大小与海雾的形成也有着密切的关系。风速过大,会使空气层中产生较强的湍流交换,促使上层空气的热量往下传送,妨碍低层冷却,不利于雾的形成;风速太弱,一方面空气中的湍流交换相当弱,只能使海面上很浅薄的一层空气冷却,同时风速太弱也不能大量输送暖湿空气到达海面,即使有雾生成,也不能长久维持。例如,西北太平洋和北大西洋,海雾发生时的风力多为2~3级或3~4级,风力2~4级时出现的雾频率可达全部雾的70%以上;风力在1级以下和6级以上时,雾较少出现。

暖湿气流的长时期存在,对海雾的生成与发展相当重要,它可以不断向雾区补充成雾必需的大量水汽和热量。所以有雾生成时,一般盛行偏南或偏东气流。在我国,有利于雾形成的风向随海区而异。一般说来,东中国海水域,以偏南风时雾最多,南海则以偏东风时雾最为常见。

充足的水汽含量

海雾形成时的相对湿度并不一定达到100%,有时相对湿度在80%以上便有雾发生,这可能与海上有丰富的吸湿性极强的凝结核(盐粒)有关。相对湿度的大小和雾的关系还有某种日变化的特征。一般凌晨和夜晚时刻发生的雾大多数出现在空气处于或接近饱和状态之下,并且随着相对湿度值的稍稍减小,雾次数会迅速减少;当相对湿度低于95%,就不再有雾生成,在中午时间,雾次数随相对湿度的减小变化不大,当相对湿度低到88%时,还能有雾发生。

较强的逆温层结

雾是大气处在稳定层结状态下的一种凝结现象。在海雾的形成过程中,低层大气通常总有逆温层存在,它像一个无形的盖子,阻挡着水汽向上空扩散,抑制低层大气的对流发展,使水汽和凝结核聚积在低空,对雾的形成极为有利。在稳定性的雾中,最典型的温度垂直廓线是雾层中表现为微弱的降温和等温.而在其上则是逆温。平流雾雾层上的逆温的出现率约为90%。通常逆温强度越强时,逆温层的厚度越大,常见的逆温层厚度在400~500米。

特定的大气环流形势

海雾的形成往往与一定的天气系统活动相关联,特别是在高气压区域内,对雾的生成和维持最为有利。虽然雾多见于高压区内,但其他天气系统伴随的雾也有一定的比重。例如,日本海的雾主要出现在北太平洋高压和鄂霍次克海高压区内,约占36%;冷暖锋产生的锋面雾也不少,约占30%,由于雾是稳定层结下出现的天气现象,所以锋面雾多出现在锋面降水不活跃的地方,像低压后部、暖锋前的降水区域等。其余雾产生在低压区,低压边缘和静止锋等天气系统内。

3.海雾的种类

按照雾的形成原因,大致可以将雾分为两大类:一类是受下垫面影响而形成的雾,如平流雾、混合雾和辐射雾等;另一类是受特定天气系统影响而生成的雾,如锋面雾。其他还有受海岛、海岸等地形影响形成的雾。另外,空气层结的改变,可使海雾升高变为层云,也可以使层云降低变成海雾。中国东海岸和美国西海岸都有这种现象。

海洋上的雾主要是平流雾,其次是锋面雾,平流雾是在某些特定的天气形势下,低空暖湿气流移到冷海面上形成的。由于海洋表面热力状况在短时间内相对稳定少变,因此天气条件是平流雾能否生成的主要因素。锋面雾更是和冷暖空气活动紧密联系在一起。实际上,同一天气系统在不同海区其性质上的差异可以很大,在不同季节和海区,成雾的天气形势也可能不同。

平流雾

因空气平流作用在海面上生成的雾。它包括两种:(1)平流冷却雾。又称暖平流雾,有时简称平流雾,为暖气流受海面冷却,其中的水汽凝结而成的雾。这种雾比较浓,雾区范围大,持续时间长,能见度小,春季多见于北太平洋西部的千岛群岛,北大西洋西部的纽芬兰附近海域和我国黄海北部海域。(2)平流蒸发雾。海水蒸发,使空气中的水汽达到饱和状态而成的雾,又称冷平流雾或冰洋烟雾。冷空气流到暖海面上,由于低层空气下暖上冷,层结不稳定,故雾区虽大,雾层却不厚,雾也不浓。从两极区域流出的冷空气到达其邻近暖海面上或在巨大冰山附近的水域上时,均可生成平流蒸发雾。

混合雾

混合雾又分为冷季混合雾和暖季混合雾。(1)冷季混合雾。海上风暴产生的空中降水的水滴蒸发,使空气中的水汽接近或达到饱和状态。这种空气与从高纬度来的冷空气混合,就冷却而成雾。这种雾多出现在冷季。(2)暖季混合雾。海上风暴产生的空中降水的水滴蒸发,使空气中的水汽接近或达到饱和状态,这种空气与从低纬度来的暖空气混合,即冷却而成雾。这种雾多产生在暖季。

辐射雾

辐射雾,包括浮膜辐射雾、盐层辐射雾和冰面辐射雾三种。(1)浮膜辐射雾。漂浮在港湾或岸滨的海面上的油污或悬浮物结成薄膜,晴天黎明前后,因辐射冷却而在浮膜上产生的雾。(2)盐层辐射雾。风浪激起的浪花飞沫经蒸发后留下盐粒,借湍流作用在低空构成含盐的气层,夜间因辐射冷却,在盐层上面生成的雾。(3)冰面辐射雾。高纬度冷季时的海面覆冰或巨大冰山面上,因辐射冷却而生成雾。

锋面雾

从锋面以上暖空气里下降的雨滴洒落到冷空气里后,如果雨滴温度远高于其周围的冷空气温度时,雨滴会不断蒸发,使锋面以下的冷空气里水汽增多。当水汽多到不能被冷空气容纳时,就会有水汽的凝结现象发生。如果这种凝结现象出现在近地面层,就形成了雾,即所谓锋面雾。由于这种雾是与锋面降水同时发生的,所以又常称为雨雾。

地形雾

地形雾包括岛屿雾和岸滨雾。(1)岛屿雾。空气爬越岛屿过程中冷却而成的雾。(2)岸滨雾。产生于海岸附近,夜间随陆风漂移蔓延于海上。白天借海风推动,可漂入海岸陆区。

4.中国近海海雾特征

我国海域的雾主要集中出现在沿海水城。从北部湾、台湾海峡到黄、渤海海雾呈一带状分布,其宽度南北不一:南部宽100~200千米.舟山群岛雾区向东伸展较远,到126°E,宽三四百千米;北部海区有些月份雾区更宽,如黄海,6月几乎整个海域都是雾区。这反映出雾区范围南窄北宽的特点。

我国沿海海雾分布的另一个特点是南少北多。北部湾、舟山到长江口以及黄海中南部是三个相对多雾中心。我国海南岛以南的海面和台湾以东的海面,终年受暖流控制,水温较高,雾极少出现。琼州海峡和北部湾西北部冬春季节经常出现雾加毛毛雨的濛雨天气,年雾日可达20~40天;台湾海峡西岸和福建沿海年雾日达20~40天不等;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也达50~60天。山东半岛南部成山头一带海面,雾最频,年雾日可超过80天。从鸭绿江口、江华湾到朝鲜南端济州岛的朝鲜西部沿海雾也较多,年雾日超过50天,与山东南部沿海雾区遥相呼应,有时连成一片。渤海是我国的内海,水温比较均匀,雾较少,但在渤海海峡地区雾多一些,年雾日可达20~40天。

我国近海的海雾,以南海的雾最早出现,始于1月,2~3月雾最多,雾日可达2~5天。此后雾日锐减,5月以后已极少有雾生成,雾季持续4个月。东海海雾则始于3月,终于7月,以4~6日为最盛。进入黄海区,不但雾季的起止时间继续推迟,而且雾季也加长,从4月到8月,持续5个月的时间; 7月雾最多,像成山头一带,平均雾日可达25天,辽东半岛以东的黄海最北部,最盛雾期又进一步后延到海水湿度最高的8月份;此后,中国近海又极少见到雾了。由此可见,我国近海雾的季节变化特点是,从冬到夏,雾季南早北晚,先南后北,逐渐推迟。

海上雾以凌晨至早晨生成多一些,中午相对少些,但随地区和季节不同稍有差异。海上平流雾与陆地上的辐射雾不同,由于海面上的气温日变化比较和缓,海雾的变化并不像陆地上的辐射雾那样明显,尤其在雾季最盛,雾性最浓的时候,海雾往往能持续几小时,甚至连续数日不消。例如,浙江舟山群岛的嵊泗站全天各时都能生成雾,但主要集中在20: 00~24: 00和4: 00~8: 00,出现频数分别为26%和29%,傍晚成雾的几率最小,仅8%。

每次海雾由于不同的生消条件和过程,持续时间的长短可相差很大,短则只有几分钟,长则可达几十乃至几百个小时。例如,青岛历史上6月份曾出现过连续884小时的海雾,为全国之冠。就同一地点而言,雾季里的最长持续时间较长,而非雾季节里长持续时间相对少些。

5.当海雾成为灾害

自从人类开始进行航海活动之后,海雾就是航海的一大障碍。特别是在航海技术尚不发达的古代,多少航船因为大雾而迷失航向,造成海难事故。为了获得航海安全,人们在岸边设灯塔、安雾笛,在船上安装雷达等。尽管如此,数百年来,因海雾造成的海难事故仍不断发生。大雾笼罩时,能够遮掩海上的目标,若不高度警惕,常常容易使船舶偏航、触礁搁浅、相撞,发生严重的海损事件。1922年5月22日,英国轮船公司的邮船“埃及”号从伦敦开往印度孟买,当它开到法国西部的布勒特海角附近时,灰蒙蒙的浓雾笼罩了大海,因躲让不及与法国破冰船“西娜”号相撞沉没,有86名旅客和船员遇难,大批的财宝淹没在深邃的大西洋中,成为一起震惊世界的海难。

据有关资料统计,日本1948~1953年发生的910次海损事件中,由浓雾造成的竟占总数的60%左右。而从1979~1983年的5年中,日本船舶因海况和气象原因造成的海难共计348次,受害船舶443艘,人员伤亡972名。其中,由海雾造成的海难占总数的20%,居第二位。

海雾不仅影响海运,也影响空运。1949~1967年18年间,挪威奥斯陆机场,出现雾天的持续时间有的长达25~37小时,有一次为112小时。格陵兰因雾造成乳白景象,使得海上、陆地、天空一片雪白,混为一体,茫茫一片,分不清天地海洋,空难最易发生。中国长江口航行事故,也多是大雾迷航造成的。

海雾的危害还远非如此,它直接影响渔业的生产。因冷暖交汇的水域多为渔场,同时也是多雾区。渔汛期问,大雾弥漫,云集的渔船极易相撞。大雾影响太阳辐射,使海水透明度降低,使水质变坏,极易造成海水养殖虾贝等的大面积死亡,殃及沿海养殖。

海雾对沿海地区农业生产的危害也很大。中国山东半岛沿海一带,是我国农业重要的产区之一,每年的5~6月正是当地小麦扬花吐穗、籽粒灌浆的时节,急需日照。然而此时又是海雾多发的时期,若是遇上几天持续的海雾,常常导致小麦锈病的发生,轻者减产一成,严重时会减产2~3成。苹果生成期如遇大雾,好端端的苹果会长满雀斑,成为次品。

海雾还会影响大气环流,它能助桀为虐,诱使沿海城市的空气污染。二氧化硫、氮氧化合物等废气与含大量水分的海雾相遇,易形成酸性雾,严重危害人体健康。因酸性烟雾对人体毒性比干性二氧化硫气体要大4~20倍,老年慢性气管炎患者一旦较多地吸入酸性雾会使疾病加重。有资料统计,青岛地区气管炎的急性发作率寓值在5月、6月和7月,与青岛雾季吻合。持续降雾使城市污染物扩散危及人类。1952年12月,多雾的英国伦敦因浓雾经久不散和近低空逆温加重了煤烟型大气污染,致使4000多人丧生,两个月后又有8000人死亡,这就是有名的“伦敦烟雾”事件。海雾中含有盐分,遇到输电线路上绝缘瓷瓶,盐分会大量聚积,发生雾闪现象,造成断电事故。

6.国内海雾灾害回顾

1979年5月,雾季来临,青岛黄岛附近海面,浓雾紧锁,几步开外就难以看清,一艘5万吨的油轮已行至油港码头还浑然不知,一头撞到码头上,油轮和码头丽败俱伤,损失惨重。

1985年5月,国家海洋局笫一海洋研究所利技人员乘“海监X”号完成海上调查任务后返回青岛。行至离千里岩20多海里处,主机发生故障,抛锚修理。此时正值雾季,白茫茫的大雾充斥着高空和大海的空间,除了脚下的一块地,其他什么也看不见。那天下午1点多钟,“海监X”号船员和调查人员正各自忙碌着,忽然脚下的甲板倒立起来,又猛地躺平。这时船剧烈晃动,海水汹涌湍急地涌上甲板,一看。原来船被一艘巨轮撞上。穿救生衣,放救生筏,抢救仪器和调查资料,忙碌近1个小时后,眼睁睁地看着“海监X”号沉入大海。

1993年5月2日清晨,中国舟山群岛海域薄雾缭绕,海面像蒙上了一层面纱。这个季节正是冷暖气团在东海交汇的时候,阵阵海雾由南向北袭来,整个海面上雾气腾腾,能见度很差,几十米远就看不清来往船只,加之渔汛期来临,东南沿海各省数以百计渔船云集这里,为繁忙的航线更增添了几分拥挤。这时,中国国家海洋局“向阳红16”号科学考察船,为执行1991年3月经联合国批准的中国大洋矿区调查任务,于5月1日从上海港起程,前往太平洋中部夏威夷附近海域,进行深海金属矿产的考察。当考察船驶出长江口外海,在29°12'N,124°28'E处,时针正指向5时5分,剧烈地震动使船舱里的物品纷纷落地,还在梦中的科考人员都被惊醒了,随后“嘎嘎”的钢板撕裂声,让人惊心动魄。紧接着船体剧烈地震动了几次。船上的报警信号骤然响起,可只响了两声便消失了。几分钟后,海水向船舱猛烈涌进,船体开始倾斜下沉,当确定已无力自救时,船长发出了“弃船”的命令。船员急忙施放救生艇,由于右舷已严重破损变形,悬挂在那里的救生艇已被撞坏,无法使用;人们自发地赶到左舷,用斧头砍断绳索,放下两艘救生艇和两个橡皮筏。5时37分,所有人员默视着为中国海洋事业做出巨大贡献的“向阳红16”号科学考察船,只见它船尾向下,船头朝上,急速地沉入东海。这次考察船的沉没,是几十年来罕见的事故。这次海难的起因是,一艘3.8万吨的塞浦路斯籍“银角”号货轮,漠视雾天航行的规则,从侧面撞击了“向阳红16”号船右舷。“银角”号巨大的船鼻,如一把利斧直湎入考察船的机舱,瞬间舱内便灌满了水,主机立即失去动力,电源中断,连第3声警笛都未来得及拉响就迅速下沉了。这次事故造成近亿元的损失,严重影响了中国向联合国承诺的勘察洋底锰结核任务,有3名科考人员斟舱门被挤压变形无法逃生而以身殉职。

1997年5月13日,位于辽东半岛的旅顺新港,船来车往,处在一片繁忙之中。下午2时34分,“鲁渤渡2”轮呜着长笛缓缓地驶出港湾。这是一艘由旅顺开往蓬莱的客货滚装船,属山东省烟台海运总公司。轮船驶出港湾不久,海面上飞来阵阵雾气,一堆堆、一团团如棉似雪,能见度越来越差,甲板上也不时地感到阵阵凉意,好奇的旅客不得不离开甲板回到客舱之中。海面上的雾气越来越浓,转眼间能见度仅有20米,人们站在驾驶台上连海面也看不清了。这时,只听一声惊天动地的巨响,顿时,桌上的杂物腾空而起,猛地摔向前方,滚落一地,椅子、凳子也都一齐摔倒了……人们冲出驾驶台,只见浓重的雾气中,一个庞然大物撞在船上,这是一艘由大连大窑湾港开往天津新港的外轮,属新加坡籍,船名“愉成”,船上装有159个集装箱。此时,“愉成”轮船头部的球鼻艄已撞进“鲁渤渡2”轮的左舷的机舱部位,凶猛的海浪冲进了机舱,“鲁渤渡2”轮船体急剧下沉,整个船体开始向左倾斜。经过奋力抢救,最后43名旅客获救,1名旅客失踪; 23名船员脱险,6名船员失踪。

2006年1月12日,长江口水域能见度普遍小于200米,长江吴淞口水域视程一度不足100米,对进出上海港的船舶带来严重影响。在长江口水域抛锚避雾的船舶近200艘,黄浦江19条轮渡线全部停航; 2006年3月8~11日,洋山国际深水港和东海大桥因浓雾被迫多次封港封桥。

我国1950~1987年的船舶海上航行事故统计显示,因恶劣能见度而造成的海难事故,占事故总数的首位,达33%。海雾浓重时,也严重影响着空中运输。沿海机场飞机的起降,常常因为海雾而造成事故。1997年冬季,持续几天的海雾,曾使天津、烟台的机场出现过短期的关闭,滞留旅客万人。

7.海雾的监测

我国气象部门基本台站的能见度观测曾经主要以人工目测为主,即以离测站一定距离的固定参照物为背景,以该物是否能见作为确定能见度的标准。一般,人工目测的人为主观影响大,规范性、客观性相对较差,时效和准确度较低。相对人工观测而言,器测较为客观和准确,如日本早在20世纪70年代运用能见度观测仪对森林烟雾进行监测;欧美一些国家相继在机场跑道、公路、港口设置了雾的监测仪器。安装在海岛和沿岸的能见度仪可用于海雾的观测。常用的能见度观测仪有芬兰的FD12P和美国的Model 8364能见度仪等。

近年来国内已有少数单位进行了气象能见度观测方法的研究和相关仪器的研制,如中国气象科学研究院大气探测研究所已经启动了国产化能见度观测仪的研制工作。江苏省在浓雾的地面监测、预警、预报和服务等方面也做了积极的前沿性探索,他们在吸取国际先进技术的同时,努力发展国产化能见度探测技术和相关设备研制,并在沪宁高速公路江苏段全长近250千米的公路沿线,建设安装了26套自主研制的集能见度等多个气象要素于一体的交通气象观测站,对沪宁高速公路沿线的低能见度浓雾进行实时监测、预报和服务,取得了较好的经济效益和社会效益。但国产能见度仪用于海雾的观测还少见报道。

利用卫星遥感监测海雾是海雾监测方法中最有发展前途的工具,它特别适用于站点稀少的广大海面。船舶在海上航行时,不管是否在雾中,如能知道周围的海雾分布实况,就可以及时采取相应的措施,以保证航行的安全;因此能及时确定雾区分布范尉有重要意义。用目视法分析卫星图片上的海雾主要是通过云图上图像的型式、边界形状、色调、纹理和暗影等来鉴别。在可见光图片上,海雾的边界非常清晰,色调从淡灰到白色不等,这主要决定于雾层的厚度和太阳高度角的大小。

一般说,雾层厚度在300米以上时呈白色,纹理光滑、均匀、无暗影。雾与层云的图像有相似性,其主要差别是:海雾比层云的边界更加清楚,在近海,海雾的边界与海岸线非常一致,而层云的边界常是参差不齐的。此外.层云有时有暗影,它的出现与层云相对于海面的高度有关。在红外图像上。雾区与四周海面色调的差异主要决定于表面温度的差别,其形状与可见光图像上的类似,即边界清楚、纹理均匀光滑,特别是在白天的图像上,它会更清楚一些。

卫星云图上的海雾特征,由于所处纬度的不同,亦有所差别。如对比高纬(俄罗斯远东沿海)、中纬(山东沿海)和低纬(华南沿海)的卫星云图上的海雾特征,可以发现在高纬出现海雾时,海界线最清楚,中纬次之;低纬沿海的海雾紧贴海岸,雾区狭窄,海岸的轮廓不明显。可能这与海雾生成条件和海陆温差对比的大小有关。高纬海陆温差大,雾季里大陆较暖。海雾移至陆上即刻消散,所以雾区界线和海岸线一致,而且特别清楚,具有典型平流雾性质;低纬的海雾带有平流辐射性质,海雾常与陆雾连成一片,因此卫星云图上的海陆界线不如高纬区的明显。

美国曾利用卫星资料对1973年7月北太平洋的海雾作了鉴别试验。所用资料为船舶观测报告和NOAA—2卫星白天可见光扫描辐射仪和白天红外扫描辐射仪的数值化资料。做法是把数值化的可见光和红外卫星图的亮度温度分成254个等级,并与船舶观测资料对照,用数学分析方法确定出有雾到无雾时卫星资料的最佳分割值。

雾区与晴天海面或与高云在卫星图上(可见光或红外云图)其反差较大,从数值化资料看,其亮度温度的差异也较大,因此容易分辨。但要分辨雾和低云就不那么容易了:在可见光图片上,两者的亮度差不多;从红外照片上看,因为低云和雾顶的高度相近,所以顶面的温差不明显,也难于分辨,至今该难题尚未很好地解决。

8.海雾的预报

海雾是海上重要的危险性天气之一,它对海上航运,渔业生产、国防和海洋开发等均有重要影响,因此海雾预报一直是海洋气象研究的重要课题之一。主要的海雾预报方法有天气学方法、统计学方法和动力数值学方法。动力数值学方法是海雾预报的发展方向,目前虽有所尝试,但鉴于海雾过程的复杂性,用于实际预报的还很少。此外,我国广大渔民和海员在长期生产实践中也积累了不少预报海雾的经验。

海洋上的雾主要是平流雾和锋面雾,平流雾是在某些特定天气形势下,低空暖湿气流移到冷海面上空而形成的。海面的热力状态在短期预报的时效内变化甚微,可视为定常状态,所以对短期预报而言,天气条件是否有利是平流雾能否生成的主要因素。锋面雾更是和冷、暖锋活动联系在一起的。因此只要预报出未来的天气形势,再参考其他指标,就可以作出未来是否有雾的判断。实际上,同一天气系统在不同海区其性质上的差异可以很大,因此在不同海区和季节,成雾的天气形势也可能不同。

由海雾的统计分析可知,海雾的生消与气象要素场和气象台站的气象观测要素等有较好的统计关系,为此可首先建立各要素与海雾预报量的相关关系式,建立预报方程,然后根据要预报时段的数值天气预报输出资料代入预报方程,作出海雾的预报。

9.海雾预警和防范

在中国气象局颁布的《发布突发气象灾害预警信号及防御指南》中,大雾预警信号分三级:

大雾预警信号

《防御指南》规定,当发布大雾黄色预警信号时,有关部门和单位按照职责做好防雾准备工作;轮渡码头等单位加强交通管理,保障安全,船舶驾驶人员注意雾的变化,小心驾驶。当发布大雾橙色预警信号时,有关部门和单位按照职责做好防雾工作,轮渡码头等单位加强调度指挥,驾驶人员必须严格控制车、船的行进速度。当发布大雾红色预警信号时,有关部门和单位按照职责做好防雾应急工作,有关单位按照行业规定适时采取交通安全管制措施,轮渡暂时停航等。

目前,社会各界与气象服务密切相关的部门根据气象部门发布的雾的预警级别,已着手开始制定适合各自行业的应急方案。例如,上海市东海大桥管理局为了提高东海大桥在冰、雪、雾、大风等恶劣气候条件下的应对能力,最大限度地降低恶劣天气对东海大桥安全通行的影响,确保洋山国际深水港区的有序运行,制定了《关于恶劣气候东海大桥交通管理联动预案》,其中规定,当发布海雾红色等级预警信号后,应采如如下应对措施:(1)各联动单位指挥长到现场指挥,24小时通讯畅通;(2)交警部门在大桥进出口处、海关查验口、国际物流待检处安排警车、警力现场指挥交通;(3)洋山海关查验口做好蓄车准备,国际物流做好随时打开待检场地蓄车准备;(4)东海公司抢险队伍、车辆及所需物资到现场;(5)根据保税港区管理委员会、上海同盛投资(集团)有限公司的指示对大桥实施封闭,交警部门配合、协助东海公司封桥;(6)盛东公司将洋山港码头作业区信息报告应急中心等。

趋利避害是人们对雾最好的决策。早在几个世纪以前,干旱地区居民就从树上收集雾凝聚的水滴。加拿大物理专家罗伯特·苏门鲁尔前不久发明了脱盐法雾中取水技术。利用一张3600平方米的塑料网,每天能收集到11000升淡水,足够350人一天需要,简易方便,取到的水洁净,不需净化,为解决于旱地区的饮用水开辟了一条新路。他的下一步目标是在秘鲁首都利马以外的沙漠中利用雾水让沙漠开出鲜花,长出蔬菜。日本从三陆沿岸经下北岛到北海道的太平洋沿岸,浓雾频发,日照不足,庄稼减产。大雾弥漫使高速公路及海上相撞事故频繁发生,目前开发出静电消雾装置,在能见度仅150米的笼罩时,用该装置消雾,短时间内能见度可达300米。另外,装雷达、设置雾笛可用来防雾。青岛团岛就装有雾笛。每逢雾起,哞哞长鸣,人称“雾牛”,给航船报警。利用先进手段进行短、中、长期海雾预报,趋其利,避其害,让海雾造福人类。