霧的定義
【霧】(fog)懸浮在貼近地面的大氣中的大量微細水滴(或冰晶)的可見集合體。有以下三種定義:
1、凡是大氣中因懸浮的水汽凝結,能見度低於1千米時,氣象學稱這種天氣現象為霧。
2、霧是接近地面的雲。
3、霧是由懸浮在大氣中微小液滴構成的氣溶膠。
霧使地面的水平能見度顯著降低。按國際氣象組織規定,使能見度降低到1km以下的稱為霧,能見度在1-10km的稱為輕霧。霧多為乳白色,城市工礦區的霧可帶土黃色或灰色,冰霧可是暗灰色。霧滴的直徑多為4一30μm,單位體積空氣中的霧滴數一般為100-102/cm3,含水量一般小於0?1g/m3。濃霧中霧滴濃度可達500個/cm3,含水量達1g/m3。
霧的成因
當空氣容納的水汽達到最大限度時,就達到了飽和。而氣溫愈高,空氣中所能容納的水汽也愈多。1立方米的空氣,氣溫在4℃時,最多能容納的水汽量是6.36克;而氣溫是20℃時,1立方米的空氣中最多可以含水汽量是17.30克。如果空氣中所含的水汽多於一定溫度條件下的飽和水汽量,多餘的水汽就會凝結出來,當足夠多的水分子與空氣中微小的灰塵顆粒結合在一起,同時水分子本身也會相互粘結,就變成小水滴或並冰晶。空氣中的水汽超過飽和量,凝結成水滴,這主要是氣溫降低造成的。這也是為什麼秋冬早晨多霧的原因。
如果地面熱量散失,溫度下降,空氣又相當潮溼,那麼當它冷卻到一定的程度時,空氣中一部分的水汽就會凝結出來,變成很多小水滴,懸浮在近地面的空氣層裡,就形成了霧。它和雲都是由於溫度下降而造成的,霧實際上也可以說是靠近地面的雲。
白天溫度比較高,空氣中可容納較多的水汽。但是到了夜間,溫度下降了,空氣中能容納的水汽的能力減少了,因此,一部分水汽會凝結成為霧。特別在秋冬季節,由於夜長,而且出現無雲風小的機會較多,地面散熱較夏天更迅速,以致使地面溫度急劇下降,這樣就使得近地面空氣中的水汽,容易在後半夜到早晨達到飽和而凝結成小水珠,形成霧。秋冬的清晨氣溫最低,便是霧最濃的時刻。
霧形成的途徑
霧的形成主要是空氣中水汽達到(或接近)飽和,在凝結核上凝結而成。霧可以通過兩種途徑形成:
(1)空氣溫度的降低,從而產生平流露、輻射霧、上坡霧等;
(2)空氣中水汽的增加,從而產生蒸發霧、鋒面霧、生物霧等。
霧的形成條件
霧形成的條件一是冷卻,二是加溼,三是有凝結核。由於輻射降溫,空氣溫度降低,空氣中可能容納的最大水汽量就會降低。當氣溫降低到空氣中的實際水汽量達到飽和的時候,空氣中就會有水分析出,從而形成霧。這種情況多出現在晴朗、微風、近地面水汽比較充沛且比較穩定或有逆溫存在的夜間和清晨,氣象上叫輻射霧;另一種是暖而溼的空氣作水平運動,經過寒冷的地面或水面,逐漸冷卻而形成的霧,氣象上叫平流霧;有時兼有兩種原因形成的霧叫混合霧。可以看出,具備這些條件的就是深秋初冬,尤其是深秋初冬的早晨。
我們還可以看到一種蒸發霧。即冷空氣流經溫暖水面,如果氣溫與水溫相差很大,則因水面蒸發大量水汽,在水面附近的冷空氣便發生水蒸汽凝結成霧。這時霧層上往往有逆溫層存在,否則對流會使霧消散。所以蒸發霧範圍小,強度弱,一般發生在下半年的水塘周圍。
霧城市中的煙霧是另一種原因所造成的,那就是人類的活動。早晨和晚上正是供暖鍋爐的高峰期,大量排放的煙塵懸浮物和汽車尾氣等汙染物在低氣壓、風小的條件下,不易擴散,與低層空氣中的水蒸汽相結合,比較容易形成煙塵(霧),而這種煙塵(霧)持續時間往往較長。如被稱為「霧都」的倫敦。
霧消散的原因,一是由於下墊面的增溫,霧滴蒸發;二是風速增大,將霧吹散或抬升成雲;再有就是湍流混合,水汽上傳,熱量下遞,近地層霧滴蒸發。
霧的持續時間長短,主要和當地氣候乾濕有關:一般來說,乾旱地區多短霧,多在1小時以內消散,潮溼地區則以長霧最多見,可持續6小時左右。
霧的種類
1、輻射霧:在日落後地面的熱氣輻射至天空裡,冷卻後的地面冷凝了附近的空氣。而潮溼的空氣便會因此降至露點以下,並形成無數懸浮於空氣裡的小水點,這便是輻射霧。它主要在秋天或冬天的清晨,天晴且風弱時出現,在日出後不久或風速加快後便會自然消散。多出現在晴朗、微風、近地面水汽比較充沛且比較穩定或有逆溫存在的夜間和清晨。
2、平流霧:暖而溼的空氣作水平運動,經過寒冷的地面或水面,逐漸冷卻而形成的霧,氣象上叫平流霧。
3、蒸發霧:即冷空氣流經溫暖水面,如果氣溫與水溫相差很大,則因水面蒸發大量水汽,在水面附近的冷空氣便發生水汽凝結成霧。這時霧層上往往有逆溫層存在,否則對流會使霧消散。所以蒸發霧範圍小,強度弱,一般發生在下半年的水塘周圍。
4、上坡霧:這是潮溼空氣沿著山坡上升,絕熱冷卻使空氣達到過飽和而產生的霧。這種潮溼空氣必須穩定,山坡坡度必須較小,否則形成對流,霧就難以形成。
5、鋒面霧:經常發生在冷、暖空氣交界的鋒面附近。鋒前鋒後均有,但以暖鋒附近居多。鋒前霧是由於鋒面上面暖空氣雲層中的雨滴落入地面冷空氣內,經蒸發,使空氣達到過飽和而凝結形成;而鋒後霧,則由暖溼空氣移至原來被暖鋒前冷空氣佔據過的地區,經冷卻達到過飽和而形成的。因為鋒面附近的霧常跟隨著鋒面一道移動,軍事上就常常利用這種鋒面霧來掩護部隊,向敵人進行突然襲擊。
6、混合霧:有時兼以上有兩種原因形成的霧叫混合霧。
7、煙霧:通常所說的煙霧是煙和霧同時構成的固、液混合態氣溶膠,如硫酸煙霧、光化學煙霧等。城市中的煙霧是另一種原因所造成的,那就是人類的活動。早晨和晚上正是供暖鍋爐的高峰期,大量排放的煙塵懸浮物和汽車尾氣等汙染物在低氣壓、風小的條件下,不易擴散,與低層空氣中的水汽相結合,比較容易形成煙塵(霧),而這種煙塵(霧)持續時間往往較長。
8、谷霧:這個通常發生在冬天的山谷裡。當較重的冷空氣移至山谷裡,暖空氣同時亦在山頂經過時產生了溫度逆增現象,結果生成了谷霧,而且可以持續數天。
9、冰霧:當任何類型的霧氣裡的水點被冷凝為冰片時便會生成冰霧。通常需要溫度低於凝點時亦會生成,所以常見於南北極。
霧與天氣的關係
霧是千變萬化的,紛繁複雜的,但不外乎輻射霧、平流霧兩種。現象雖紛紜,本質都是一個:水氣遇冷凝結而成。有時霧出預報晴,有時霧出預報雨,似乎混亂不堪,但是只要掌握了輻射霧、平流霧的特徵,多方觀察,仔細分析,就能準確地抓住霧與天晴、落雨的規律,以便預測天氣了。這對於農業、交通、航天、航海都有用處。
霧霧與未來天氣的變化有著密切的關係。自古以來,我國勞動人民就認識這個道理了,並反映在許多民間諺語裡。如:「黃梅有霧,搖船不問路。」這是說春夏之交的霧是雨的先兆,故民間又有「夏霧雨」的說法。又如:「霧大不見人,大膽洗衣裳。」這是說冬霧兆晴,秋霧也如此。
準確的看霧知天,還必須看霧持續的時間。輻射霧是由於天氣受冷,水氣凝結而成,所以白天溫度一升高,就煙消雲散,天氣晴好;反之,「霧不散就是雨」。霧若到白天還不散,第二天就可能是陰雨天了,因此民諺說:「大霧不過晌,過晌聽雨響。」
兆雨兆晴
為什麼同樣是霧,有的兆雨,有的兆晴呢?這要從氣象學的知識裡得到解釋。只要低層空氣的水氣含量較多時,趕上夜間溫度驟降,水氣就會凝結成霧。霧有輻射霧,即在較為晴好、穩定的情況下形成的霧,只要太陽出來,溫度升高,霧就自然消失。對此,民間的說法是:「清晨霧色濃,天氣必久晴。」「霧裡日頭,曬破石頭。」「早上地罩霧,儘管曬稻。」人們見輻射霧,往往「十霧九晴」。便得出這些說法。
秋冬季節,北方的冷空氣南下後,隨著天氣轉晴和太陽的照射,空氣中的水分的含量逐漸增多,容易形成輻射霧,因此秋冬的霧便往往能預報明天的好天氣。
春夏季節的霧便不同了,它大多來自海上的暖溼空氣流,碰到較冷的地面,下層空氣也變冷,水氣就凝結成霧了。這種霧叫平流霧。它是海上的暖溼空氣侵入大陸,突然遇冷而形成的。這些暖溼氣流與大陸的乾冷空氣相遇,自然就陰雨綿綿了。所以春夏霧預示著天氣陰雨。
霧與天氣的關係如此密切,故可以看霧知天氣的變化了。不過,上述的關於輻射霧、平流霧的解釋只是就大體情況而言的。霧與天氣的關係並不如此簡單,還有許多複雜的內容,因此不能生搬硬套,而要具體情況具體分析。也就是說,要準確地看霧知天,還要作多方面觀察、分析,進行綜合判斷。
「霧」和「霾」的區別
一般來講,霧和霾的區別主要在於水分含量的大小:水分含量達到90%以上的叫霧,水分含量低於80%的叫霾。80%~90%之間的,是霧和霾的混合物,但主要成分是霾。就能見度來區分:如果目標物的水平能見度降低到1千米以內,就是霧;水平能見度在1千米~10千米的,稱為輕霧或靄;水平能見度小於10千米,且是灰塵顆粒造成的,就是霾或灰霾。另外,霾和霧還有一些肉眼看得見的「不一樣」:霧的厚度只有幾十米至200米,.霾則有1千米~3千米;霧的顏色是乳白色、青白色,霾則是黃色、橙灰色;霧的邊界很清晰,過了「霧區」可能就是晴空萬裡,但是霾則與周圍環境邊界不明顯。
「霧」的影響
霧是對人類交通活動影響最大的天氣之一。由於有霧時的能見度大大降低,很多交通公具都無法使用,如飛機等;或使用效率降低,如汽車、輪船等。
霧其實是空氣中的小水珠附在空氣中的灰塵形成的,所以霧一多就表示空氣中灰塵變多(例如「霧都」倫敦),這樣是危害人的健康的。
「霧」與健康編輯本段回目錄有些人鍛鍊身體很有毅力,不論什麼天氣,從不間斷。其實,有毅力是好事,但天天堅持也未必正確,比如霧天鍛鍊就有些得不償失。霧天,汙染物與空氣中的水汽相結合,將變得不易擴散與沉降,這使得汙染物大部分聚集在人們經常活動的高度。而且,一些有害物質與水汽結合,會變得毒性更大,如二氧化硫變成硫酸或亞硫化物,氯氣水解為氯化氫或次氯酸,氟化物水解為氟化氫。因此,霧天空氣的汙染比平時要嚴重的多。還有一個原因也需要強調一下,那就是組成霧核的顆粒很容易被人吸入,並容易在人體內滯留,而鍛鍊身體時吸入空氣的量比平時多很多,霧天鍛鍊身體吸入的顆粒會很多,這更加加劇了有害物質對人體的損害程度。
霧如長時間滯留在這種環境中,人體會吸入有害物質,消耗營養,造成機體內損,極易誘發或加重疾病。尤其是一些患有對環境敏感的疾病,如支氣管哮喘、肺炎等呼吸系統疾病的人,會出現正常的血液循環阻礙,導致心血管病、高血壓、冠心病、腦溢血等。
專家提醒,大霧天氣人們要減少戶外活動時間,在戶外時戴上圍巾、口罩,保護好皮膚、咽喉、關節等部位,中老年、兒童、身體虛弱的人更應重點防護。
總之,霧天鍛鍊身體,對身體造成的損傷遠比鍛鍊的好處大。因此,霧天不宜鍛鍊身體。
多霧的城市
◆霧島——峨眉山
在我國,四川峨眉山的霧很奇特,山頂霧少。當遊客登上山頂的金頂峰向下望去,會有騰雲駕霧之感。一旦風起,雲海翻滾奔騰,使人激動萬分。據氣象觀測記錄,我國霧日最多的氣象站數四川峨眉山。1953年至1970年間,平均霧日高達323.4天,最少一年也有309天,最多一年達334天,差不多一年四季天天有霧。峨眉山7—10月各月平均霧日都在28天以上,就是最少霧的十二月份,月平均霧日也高達24.2天,這些都是全國最高記錄。由於峨眉山多霧,而山頂周圍霧相對少,這就形成了奇異的「雲霧繚繞峨眉山」的「霧島」景觀。
◆霧窟——成山頭
在我國漫長的海岸線上都有海霧發生,我國海霧出現最多的地方在山東半島成山頭外海。成山頭又名成山角,伸入黃海,三面環水。每年7—8月這裡的
濃霧經常幾日不讓太陽露臉,年平均霧日多達80天以上,成為我國霧日最多的地方,被稱為「中國霧窟」。
◆霧都——重慶
我國重慶位於長江和嘉陵江匯合處。受四周山嶺的阻擋,風力較弱,江面和地面蒸發的大量水汽不易被帶走,每當早晨或傍晚氣溫降低時就會凝結成霧。低空的逆溫層,阻礙了水汽的散發,白天的霧受熱消散,而大量的水汽卻繼續積聚在逆溫層下面,因而使白天消散了的霧,在夜間又重新出現。特別是在冬春兩季,有時一連數日大霧瀰漫。重慶全年平均霧日有103天,最多達148天以上,差不多每二至三天就有一日霧靄,故有「霧都」之稱。
近些年,重慶市區霧日明顯減少。對此,重慶氣象研究中心的專家做了解釋:最近幾年重慶市區的霧年平均30天左右,比過去減少很多。主要原因有兩個:一是因城市大規模建設,形成的熱島和幹島效應比以前明顯,夜間降溫和溼度條件都不如以前好。二是重慶市工業和市民生活燃料已逐步改煤為天然氣,有利形成霧的大凝結核減少。但周圍地區多霧現象還是比較普遍。
大霧預警標
2010年中央氣象臺大霧預警發布標準
(一)黃色預警:預計未來24小時3個及以上省(區、市)大部地區將出現能見度小於500米的霧,且有成片的能見度小於200米的霧;或者已經出現並可能持續。
(二)藍色預警:預計未來24小時3個及以上省(區、市)大部地區將出現能見度小於1000米的霧,且有成片的能見度小於500米的霧;或者已經出現並可能持續。
地方氣象臺大霧預警信號分三級,分別以黃色、橙色、紅色表示。
(一)大霧黃色預警信號
標準:12小時內可能出現能見度小於500米的霧,或者已經出現能見度小於500米、大於等於200米的霧並將持續。
防禦指引:
1.有關部門和單位按照職責,做好防霧準備工作;2.機場、高速公路、輪渡碼頭等單位加強交通管理,保障安全;3.駕駛人員注意霧的變化,小心駕駛;4.戶外活動注意安全。
(二)大霧橙色預警信號
標準:6小時內可能出現能見度小於200米的霧,或者已經出現能見度小於200米、大於等於50米的霧並將持續。
防禦指引:
1.有關部門和單位按照職責,做好防霧工作;2.機場、高速公路、輪渡碼頭等單位加強調度指揮;3.駕駛人員嚴格控制車、船的行進速度;4.減少戶外活動。
(三)大霧紅色預警信號
標準:2小時內可能出現能見度小於50米的霧,或者已經出現能見度小於50米的霧並將持續。
防禦指引:
1.有關部門和單位按照職責,做好防霧應急工作;2.有關單位按照行業規定,適時採取交通安全管制措施,如機場暫停飛機起降,高速公路暫時封閉,輪渡暫時停航等;3.駕駛人員根據霧天行駛規定,採取霧天預防措施,根據環境條件採取合理行駛方式,並儘快尋找安全停放區域停靠;4.不進行戶外活動。
霧的等級
按能見度劃分,霧可以分為以下5個等級:
等級能見度(v)
輕霧1000m<V≤10000m
大霧500m<V≤1000m
濃霧200m<V≤500m
強濃霧50m<V≤200m
特強濃霧V≤50m
參考資料
[1].大氣科學詞典;氣象出版社
[2].中央氣象臺霧的等級標準規範