峨眉山云海景观预报方法及云量特征研究

来源:用户上传      作者:

　　摘  要：对近30年峨眉山云量云状的变化特征进行统计分析，研究峨眉山低云量的气候变化特征以及时空分布特征;通过近30年云状出现的频次，发现峨眉山常年以积云和层状云为主;主要分析了相对湿度对云量的影响，并通过相对湿度和云量的预报来判定云海景观出现的概率。
　　关键词：峨眉山;云量特征;云海预报方法
　　中图分类号：P426.5        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）30-0124-02
　　Abstract： Based on the statistical analysis of the variation characteristics of cloud form in Emei Mountain in recent 30 years， the climate change characteristics and temporal and spatial distribution characteristics of low cloud cover in Emei Mountain are studied. Through the frequency of cloud appearance in recent 30 years， it is found that cumulus clouds and stratiform clouds are dominant in Emei Mountain. In this paper， the influence of relative humidity on cloud cover is analyzed， and the probability of cloud sea landscape is determined by the prediction of relative humidity and cloud cover.
　　Keywords： Emei Mountain; cloud cover characteristics; cloud sea forecast method
　　引言
　　云是高空大气凝结现象，一般分为积状云，层状云和波状云三大类[1]。云量作为辐射强迫和反馈因子，是全球气候研究的重要参数[2]。低云量是指天空被低云族的云所遮蔽的成数[3]。云海属波状云，是由大气的波动运动形成。在一些山地中，由于波动气流的作用，空气在波谷处下沉增温形成一列列条带状的层积云，俗称云海。
　　峨眉山的云海就是由低云组成的，云状有层积云、碎积云、淡积云。其中层积云云海最为壮观、最常见，极具观赏价值，很多旅游者就是为了饱览峨眉山壮丽的云海景观慕名而来[4]。目前，广大游客仅仅能了解峨眉山金顶及峨眉城区的常规天气预报及实况，关于气象景观和物候景观的预报及相关信息基本为空白。因此，本位主要针对峨眉山低云量及云状的变化进行相关研究，是一项基础性工作，这对之后开展峨眉山云海景观概率预报提升旅游气象服务能力和旅游气候资源的开发利用具有十分重要的意义。
　　1 资料和方法
　　峨眉山气象站（56385）1971-2000年共计30年的气候历史数据，利用统计方法分别统计了1981-2010年峨眉山各月平均低云量、各月02、08、14、20时的平均低云量、日平均低云量大于8成和日平均低云量小于2成日数和累年各月出现频率。
　　2 云量的时空变化特征
　　2.1 峨眉山1971-2000年每年平均低云量
　　天空全为低云遮蔽时记做100（相当10成），记录每月低云量，求每月平均得到峨眉山1971-2000年每年平均低云量。经统计峨眉山1971-2000年每年平均低云量的年季变化基本不大，在60（6成）到80（8成）之间，其中低云量最少年份在1990年，低云量平均为63，低云量最多年份在1982和1994年，低云量平均为77。
　　2.2 峨眉山1971-2000年各月平均低云量
　　按月统计低云量，1971-2000年共计30年可看出低云量随月季变化比年季变化要略明显，平均低云量的范围在50（5成）到80（8成）之间。其中低云量最少的月份分别是1月（平均为58）和12月（平均为54），低云量最多的月份是9月（平均为80）和10月 （平均为82）。总体来说峨眉山低云量常年在5成以上，但在秋冬季节变化较为明显，9月和10月（在8成左右）秋季相对冬季12月到1月的低云量（在5成左右）變化明显，春季和夏季相对起伏不大，基本维持在6到7成左右。
　　2.3 峨眉山1971-2000年各月02、08、14、20四个时次平均低云量
　　按时次统计各月低云量，各月在4个时次的云量是有变化的，其中平均低云量变化较大的为7月和8月，可以从5成云量变化到8成。从4个时次出现最大云量的时间来看，02时是最大低云量出现较多时次，其次为14时和20时。全年平均各时次低云量，02时和20时平均低云量都在7成以上。
　　分析原因：中午常出现少量的积云，到了傍晚气温下降，积云消失，因此微量以上的云海14时略多于20时。贴近地面层空气的冷却是雾及层云的成因，在夜间地面放射热量而使贴近地面气层冷却，达到饱和状态而形成辐射雾[5];由于地形对大气垂直环流的影响，当暖湿气流沿峨眉山而上时，绝热冷却率很大，达到饱和而形成上坡雾。秋冬两季峨眉山辐射雾出现较多，雨（雪）后因变性高压控制而突然转晴，这时低层很潮湿，风力微弱，常出现辐射雾和层云。雾的日变化与温度的日变化密切相关，雾出现的最大频率在气温最低的早晨，最小频率在午后气温最高的时候;早晨太阳出来后，地面渐渐加热，雾经常抬升成层云，一般到9～10时消失，这是02时测到云海次数最多的主要原因。 　　2.4 峨眉山各月日平均低云量大于8成（阴天）的日数和累年各月出现频率
　　按各月统计平均低云量大于8成（阴天）的出现频率，可看出30年平均低云量大于8成出现的频率达到49%，基本占全年一半。其中10月是低云量大于8成出现频率最多月份，达到66%，出现频率最少的月份在8月，为39%。
　　2.5 峨眉山各月日平均低云量小于2成（晴天）的日数和累年各月出现频率
　　按各月统计平均低云量小于2成（晴天）的出现频率，可看出30年平均低云量小于2成出现的频率仅为12%，与大于8成日数相比，仅为其1/5。其中5月是低云量小于2成出现频率最少月份，仅为5%，出现频率最多的月份在12月，为26%。
　　通过各月日平均低云量大于8成和小于2成日数的分析，可以看出峨眉山出现阴天的日数较多，10月是出现阴天最多的月份，而晴天日数出现最多的在12月。
　　3 云状出现频次统计
　　经统计4个时次常常出现的是积云和层积云，其中除14时为积云出现次数最多之外，其余时次均为层积云出现次数最多。有学者研究发现[6]：1月、12月仅出现蔽光层积云（Sc op）和透光层积云（Sc tra），蔽光层积云出现次数明显多于透光层积云。冬季大气层结较稳定，在逆温层下部较易形成层积云;除锋面上和大范围辐合作用产生层积云外，湿空气水平运动受到山脉强迫抬升，大气层结稳定情况下也会产生层积云。2月、11月除出现蔽光层积云和透光层积云外，有时出现碎积云（Fc）、淡积云（Cu hum）。随着季节的变化碎积云、淡积云出现次数占总次数百分比增多，并出现浓积云（Cu Cong）、鬃积雨云（Cb Cap）;8月淡积云、浓积云和鬃积雨云出现次数占总次数百分比最多，分别为26.09%、21.74%和13.04%;淡积云、碎积云在不稳定能量小的大气中就可生成，当大气有较大不稳定能量时，淡积云发展为浓积云，鬃积雨云生成于暖湿而具有很大不稳定能量并有适当抬升力大气中[7]。春季（3～5月）云海云状有时出现碎层云（Fs）、碎雨云（Fn），碎层云一般由层云分裂或雾抬升而成，在早晚也可直接生成;碎雨云常出现在降水时或降水前后的降水云层之下。
　　4 峨眉山云海景观客观预报方法研究
　　影响云海气象景观出现的直接气象要素为雾、云量，而要做出雾、云量的预报，则要对相对湿度、云量（总、低）等要素作出预报。
　　对雾的预报，主要采用相对湿度来判别，需做出早上08时、14时、20时的相对湿度预报，这里采用绝对误差权重法，这里给出峨眉山不同高度景点的相对湿度公式：Ts=Te-（Hs-He）×（Te-Tj）÷2600.7，其中Ts为任意景点相对湿度最终预报值，Tj为金顶站相对湿度预报值，Te为峨眉站相对湿度预报值，Hs为任意景点的海拔高度，He为峨眉站的海拔高度（446.7米），峨眉、金顶两站海拔高度差为（3047.4-446.7）2600.7米。
　　判定如果有雾，则无法观赏云海。如果无雾，则要分别判定。云海主要是预报白天的低云量，主要选择08、14、20时三个时次的低云云量，如果云量为0，则无云海，否则就有云海。
　　另外，无论预报是否有雾，都要考虑云量（低云量）的问题，云量的预报仍然采用相对湿度的预报方法。如果预报低云量为0，无论雾的概率预报是多少，云海的概率预报为0%，否则，当雾的概率预报F=0%时，云海概率预报为100%，当雾的概率预报F≠0%时，云海概率预报为1-F，云海的壮观程度用低云量的预报值确定，再进行人工订正。
　　5 结论
　　对峨眉山云量的时空变化特征做统计分析，近30年平均低云量的年季变化不大，低云量最少年份在1990年，最多年份在1982和1994年。峨眉山低云量常年在5成以上，但在秋冬季节变化较为明显，春季和夏季相对起伏不大，基本维持在6到7成左右。峨眉山低云量的日变化可以发现02时是最大低云量出现较多时次，其次为14时和20时。全年平均各时次低云量，02时和20时平均低云量都在7成以上。平均低云量大于8成出现的频率达到49%，基本占全年一半。说明峨眉山出现阴天的日数较多，其中10月是出现频率最多月份，而晴天日数出现最多的在12月。统计云状可以发现常常出现的是积云和层积云，其中除14时为积云出现次数最多之外，其余时次均为层积云出现次数最多。
　　影响云海气象景观出现的气象要素为雾、云量，而要做出雾、云量的预报，则要对相对湿度、云量（总、低）等要素作出预报。判定如果有雾，则无法观赏云海。如果无雾，则要分别判定。云海主要是预报白天的低云量，主要选择08、14、20时三个时次的低云云量，如果云量为0，则无云海，否则就有云海。
　　参考文献：
　　[1]徐兴奎.中国区域总云量和低云量分布变化[J].气象，2012，38（1）：90-95.
　　[2]吴有訓，王克强，杨保桂.黄山连续性云海过程的天气学分析[J].气象，2010，31（4）：73-76.
　　[3]黄水林，杨晓兰，汪晓滨，等.庐山冬季雪景旅游气象景观预报[J].气象，2007，33（11）：34-40.
　　[4]刘引鸽，王宁练，武小波，等.1951-2009年中国低云量的时空特征及其影响因素[J].高原气象，2013，32（6）：1608-1616.
　　[5]王会兵，祁生秀，王小勇，等.高山气候对自动气象站运行的影响分析[J].高原山地气象研究，2011，31（3）：65-68.
　　[6]童永强.简析百山祖云海的天气气候[J].城市旅游研究，2011（04）：15-18.
　　[7]陈少勇，董安祥.祁连山区低云量的气候变化与异常研究[J].高原气象，2006，25（3）：545-548.
　　[8]单权，冯国标，梁晓妮.雁荡山云海的时空变化特征及其与气象因子的关系[A].公共气象服务委员会、水文气象学委员会、中国气象局公共气象服务中心、水利部水文局.第31届中国气象学会年会S10第四届气象服务发展论坛——提高水文气象防灾减灾水平，推动气象服务社会化发展[C].公共气象服务委员会、水文气象学委员会、中国气象局公共气象服务中心、水利部水文局：中国气象学会，2014：7.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15035102.htm