雾
雾(Fog)是悬浮在近地面空气中的大量小水滴或冰晶使水平能见度小于1000米的天气现象。雾常呈乳白色,一般是由于空气中水汽大量增加或者温度下降至低于露点而形成的。充足的水汽和空气中存在凝结核是形成雾的两个基本条件。
雾的种类很多,根据形成条件的不同,可分为辐射雾、平流雾、蒸发雾、锋面雾等,其中陆地雾主要以辐射雾为主,海上雾主要以平流雾为主。
雾发生时由于强度不同,能见度从小于50米~1000米不等,且空气中的污染物与水汽结合易被人体吸入,所以雾对日常生活、交通运输、户外监视、工农业生产、航空拍摄及人体健康都会产生一定影响。
形成原理
成因
雾的形成受季节、气温、湿度和地形等多种因素的影响,是一种复杂的大气过程,它通过一定的途径使空气达到饱和或过饱和状态来完成。气温越高,空气中所能容纳的水汽量愈多;气温降低,空气中所能容纳的水汽量就会减少,多余的水汽会凝结出来,并与空气中微小的颗粒相结合形成小水滴;或者温度降到足够低,多余的水汽凝华生成小冰晶。当悬浮在空气中的水滴和冰晶达到一定密度,空气中的水汽达到饱和时就会形成雾。当雾由冰晶组成时,它被称为冰雾。雾的能见度取决于凝结核的浓度和由此产生的液滴大小分布。
形成条件
饱和水汽
当空气容纳的水汽达到最大限度、相对湿度达到100%时,就达到了饱和。空气中水汽达到饱和的途径有两个:一是增湿,即通过地面的水汽蒸发增加空气中的水汽含量,比如蒸发雾和锋面雾;二是降温,即空气自身的降温冷却,比如平流雾和辐射雾。增湿和降温对形成重庆市很重要,但降温是主要原因。
凝结核
凝结核是指悬浮在空气中的微小颗粒,通常由固态物质、液态物质和两者的混合物组成。因凝结核的存在,大气中的水汽能够附着在凝结核表面,凝结或凝华成小水滴或小冰晶;如果空气非常清洁,没有凝结核的存在,即使水汽达到饱和状态,也不会有凝结现象发生。凝结核主要来自空气中的矿物尘、汽车尾气、海盐、工厂废气、黑炭等,这种颗粒大量聚积时会使大气变得混浊,如果与空气中过度饱和的水汽融合在一起,会使能见度迅速下降,这样就形成了雾,因此凝结核是形成雾的重要条件之一。一般在工业区和城市中心有大量的凝结核存在,形成雾的机会也更多。
风力微和
风速对雾的形成有一定影响,尤其是辐射雾。如果没有风,上下层空气不会发生交换,辐射散热只发生在地表层,生成一层浅浅的雾;如果风速太大,空气交换过快,气温降低幅度小,水汽很难达到过饱和状态。当风速在1-3米/秒时,空气交换强度适当,最有利于雾的形成。
大气层稳定
低层大气层结稳定利于雾的形成,没有较强的上升气流,雾滴不能被带到高空成为云,只能浮游在连接地面的低空。当地面强烈辐射冷却,地表气温下降,低层气温比上层低,形成上暖下冷的辐射逆温层,近地层水汽冷却后不断凝结成雾滴,形成辐射雾。同时,空气中的废气、烟粒和其它污染物也被逆温层阻挡,不能扩散到高层大气中去,一部分成为雾滴的凝结核,一部分粘附于雾滴上,促使大雾更快形成。
分类
按雾的强度划分
1.重雾:能见度小于50米。
2.浓雾:能见度50 ~ 200米。
3.中雾:能见度200 ~ 500米。
4.轻雾:能见度500~1000米。
按雾的成因划分
1.辐射雾:是指夜间地面因辐射散热,使地表温度下降,导致水汽凝结而成雾。四季均可发生,一般发生在晴朗、微风、近地面水汽比较充沛的夜间或早晨。夜间形成,清晨最浓,日出后逐渐消散。辐射雾是陆地上最常见的雾。
2.平流雾:是指温暖潮湿的空气流经冷的海面或陆面,空气的低层因接触冷却达到过饱和而凝结成的雾。平流雾可在多云、中等到强风的情况下形成,常发生在秋冬季节的沿江及沿海城市,对船舶航行影响最大。平流雾的垂直厚度可从几十米至两千米,水平范围可达几百千米以上,生存周期比较长。只要风向、风速合适,雾一旦形成,可连续几天不散;如果没有风,或者风向转变,暖湿空气来源中断,雾也会立刻消散。
3.蒸发雾:是指冷空气移到较暖的水面上,水面蒸发的水汽使冷空气中水汽达到饱和而形成的雾。常发生在秋冬季节的早上,大多出现在高纬度的北极地区。
4.锋面雾:是指在锋面上暖气团中产生的水汽凝结物落入较冷的气团内,经蒸发使近地面的低层空气达到饱和而凝结形成的雾。锋面雾经常发生在冷、暖气团交界的锋面附近。范围不大,浓度和厚度均小,随锋面移动,日变化不明显,雾后常是持续性的降雨,常发生在美国的东海岸地区。
按地形划分
1.上坡雾:是指潮湿的空气被风吹上斜坡,空气在上升时发生绝热冷却,多余的水分凝结到过饱和状态时形成的雾。上坡雾多在山顶形成。
2.山谷雾:是指寒冷浓密的空气沉降到山谷的下部,当温度下降至低于露点水汽达到饱和时开始形成的雾。谷雾常见于秋、春季节,受地形的影响,在平静的条件下可以持续数天。
按温度划分
1.暖雾:0°C以上的雾。
2.冷雾:0°C以下的雾,也称冻雾。一般由过冷水滴组成,有的冷雾含冰晶,温度越低,冰晶浓度越大。
3.冰雾:-10°C或更低,完全由微小冰晶组成的雾。冰雾只出现在寒冷的极地和北极地区。
时空分布
全球分布
全球多雾区主要分布在北半球高纬度地区、中纬度的亚热带潮湿地区和低纬度潮湿的热带地区,尤其是在海面和山区。从空间分布上看:中高纬度地区多于低纬度地区,大洋西海岸多于东海岸,北冰洋多于南冰洋,大西洋多于太平洋;从时间分布上看:春夏季节较多,秋冬季节相对较少。
● 北海道东部至阿留申群岛这一海域常年多雾,夏季(6~8月)最盛,出现频率高达40%,多为平流雾,主要是由黑潮暖流与亲潮冷流交汇形成,是世界有名雾区之一。冬季这一区域锋面气旋活动频繁,多锋面雾,雾区范围不大,频率在10%以下。
● 北美圣劳伦斯至纽芬兰与拉布拉多省附近海面常年多雾,春夏季(4~8月)最盛,平均每月雾日超过10天,雾区范围很大,向东可达冰岛附近,南北覆盖整个北大西洋北部的欧美航线。此区域主要是由墨西哥湾暖流与拉布拉多冷流交汇形成,也是世界有名雾区之一。冬季这一区域气旋活动频繁,多锋面雾,雾区范围不大。
● 挪威、西欧沿岸与冰岛之间海域常年多雾,夏季雾最频繁,多是平流雾,主要是由北大西洋暖流与冰岛冷流交汇形成。冬季,挪威和西欧沿海的锋面雾很频繁,挪威沿岸多峡谷和港湾,秋冬多辐射雾和蒸汽雾。这一雾区位于北美与西欧和北欧的主要航道上,英吉利海峡和北海等航道狭窄,来往船舶众多,水流急且流向多变,加上海雾频繁,船舶航行困难,是海上碰撞事故的多发区。
● 南半球的整个西风带上终年有雾,南半球 35°S 以南地区,随纬度增高,雾逐渐增多。阿根廷东部海面、塔斯马利亚与新西兰之间海面、马达加斯加南部海面多平流雾,多发生于夏季。西风带上,终年有雾,特别是夏季12月~2月,能见度良好的天数很少。
中国分布
● 中国东南地区海岸线较长,水汽充足,出现雾天的频率比较高,以春夏季最多,并且最多雾之月还随纬度的增高而向后移。北部湾沿海2月雾最多,海南岛3月最多,南海沿岸4月最多,东海5月最多,杭州湾和长江口附近6月最多,到7、8月就很快减少。黄海沿岸雾日分配较集中,秋冬没有雾,从春季开始有雾并逐月增加,7月达到最多,往后逐渐减少,9、10两月达最低点。渤海是一个内陆海,沿海在秋冬季雾反多于春夏季。
● 中国内陆地区因空气中缺乏水汽,呈现沿海雾天频繁、内陆较少的地域差异性,但内河流域周边、潮湿山区以及盆地周边例外,例如中国西南地区的四川省、云南省、重庆市等地,因中国内河河流纵横,山区与盆地潮湿区域比较多,一年四季皆有雾天出现, 以秋冬季雾较多,全年雾日达60~80天。西北高原地区空气所含水汽过少,几乎没有雾,西宁市、拉萨市等地经常出现常年零雾天的现象。
典型地区
1.中国峨眉山:位于中国四川省西南部的峨眉山相对高度很高,气流在坡上被迫抬升时冷却凝结形成云雾,峨眉山金顶上每年平均322.1天有雾。
2.中国重庆:重庆位于四川盆地东部,属中亚热带湿润季风气候区,四周高山屏蔽,水系发达,地形闭塞,空气温暖湿润,风速小,是雾形成的有利条件。重庆主城都市区及两江沿岸中小城区位于长江、嘉陵江两江汇合处,宽阔的江面提供了较充足的水汽;丘陵山地由于夜晚辐射冷却造成大量冷空气下沉堆积江面谷地,当空气冷却到露点水汽便凝结成雾。该市每年平均云雾天气达103天,以辐射雾为主,主要发生在秋、冬季节,有“雾都”重庆市之称。重庆的云雾天气经常造成交通事故、船班、航班延误,给城市经济和人民生命财产带来损失。
雾的影响
对交通的影响
雾会使能见度降低,导致交通受阻,特别是对高速公路车辆行驶和机场飞机起降的影响更大。大雾天气常常导致许多地方高速公路封闭和机场航班延误。
对人体健康的影响
雾滴中含有酸、碱、盐、胺、酚、苯、重金属微粒、灰尘及病原菌等各种有害物质,特别是在城市工矿区的迷雾中,有害物质含量更高。雾天,污染物与空气中的水汽相结合后变得不易扩散与沉降,使污染物大部分聚集在人们经常活动的高度,当人们在雾中活动或行走时,通过呼吸将这些有害物质吸入体内,危害人体健康。
对农业生产的影响
雾天日照时间减少,光合作用减缓,导致农作物的叶片变黄、变薄,植株矮小症,过早衰弱,落花落果增加,发生病变等危害;雾天日光减少,使农作物对糖类的储量减少,导致农作物延迟开花,结实率降低。
对电力设施的影响
有浓雾时,空气湿度大,容易引起雾闪。雾闪也称污闪,是指浓雾使绝缘表面附着的污秽物在潮湿条件下,在绝缘表面形成一层导电膜,使绝缘子的绝缘水平大大降低,在电力场作用下出现的强烈放电现象。雾闪会引起电气设备、输电线路短路、跳闸等故障,造成电网断电,影响工农业生产和人们生活用电,造成严重经济损失。
对通信的影响
雾还影响微波及卫星通信,使其信号锐减、杂音增大,通信质量下降。例如大气激光通信,激光的传输媒质是大气,大气层中各种分子和小的悬浮微粒都会对激光信号产生影响,而雾是由大量悬浮在空气中的小水滴或小冰晶组成,雾引起的光信号衰减对大气激光通信系统性能影响较大,会使光信号产生严重的衰减,信噪比降低,系统误码率增加,严重时会使光通信连路中断。
预警信号
美国
中国大陆
大雾预警信号分三级,分别以黄色、橙色、红色表示。
相关文化
相关诗句
● 《咏雾》——唐·苏味道
氤起洞壑,遥裔匝平畴。乍似含龙剑,还疑映蜃楼。拂林随雨密,度径带烟浮。方谢公超步,终从彦辅游。
● 《赋得花庭雾》 ——唐·李世民
兰气已熏宫,新蕊半妆丛。 色含轻重雾,香引去来风。 拂树浓舒碧,萦花薄蔽红。 还当杂行雨,仿佛隐遥空。
● 《玉真公主别馆苦雨赠卫尉张卿二首》 ——唐·李白
秋霖剧倒井,昏雾横绝巘。欲往咫尺途,遂成山川限。
● 《从军行二首》——唐·王昌龄
边声摇白草,海气生黄雾。
● 《远山澄碧雾》——唐·李世民
残云收翠岭,夕雾结长空。带凝全碧,障霞隐半红。 仿佛分初月,飘度晓风。还因三里处,冠盖远相通。
● 《水亭夜坐得晓雾》——唐·李益
月落寒雾起,沈思浩通川。 宿禽啭木散,山泽一苍然。 漠漠沙上路,沄洲外田。 犹当依远树,断续欲穷天。
文学作品
● 《雾都孤儿》——英国小说家查尔斯·狄更斯的作品,以雾都伦敦为背景,讲述了一个孤儿悲惨的身世和遭遇。
参考资料
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一张图认识雾.中国气象科普网.2023-04-07
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有哪些不同类型的雾?.英国气象局.2023-04-20
山/谷雾.NATIONAL WEATHER SERVICE.2023-04-21
冻雾.NATIONAL WEATHER SERVICE.2023-04-21
Fog Types.https://www.weather.gov.2023-04-20
冰雾和冻雾有什么区别?.Wayback Machine.2023-04-20
雾的类型.japias.jp.2023-04-28
雾的分布.中国科学院科普云平台.2023-04-06
雾的影响与危害.中国气象科普网.2023-04-13
雾咨询.美国气象局.2023-04-20
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分類補註李太白詩(李太白集)卷之九.识典古籍.2023-04-21