複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友

海霧

(天氣現象)

鎖定
海霧是海洋上低層大氣中的一種水汽凝結(華)現象,由於水滴或冰晶 (或二者皆有)的大量積聚,使水平能見度降低到1公里以下,霧的厚度通常在200〜400米左右。
海霧在海上形成後,會隨風逐流,向風的下游擴展。在沿海地區,海霧可以登陸深入陸地,有時達幾十公里,登陸後的海霧,仍保持海霧的特徵,但在新的環境影響下,很快變性消散,或變成低雲。在近海處,登陸的海霧雖不斷消散,卻又不斷有新的海霧從海上補充,所以沿海地區有時海霧會持續幾天。 [1] 
中文名
海霧
外文名
sea fog
適用領域
沿海或湖泊分佈地區
種    類
平流霧混合霧輻射霧地形霧
形成條件
海面温度、海氣温差、氣流風場等
應用學科
氣候學與物理化學

海霧海霧種類

春夏季節,在海上或岸濱,人們經常可以看到白茫茫的海霧,有時濃霧瀰漫,咫尺不見。 按霧生成的過程和原因,可把海霧分成平流霧混合霧輻射霧地形霧四種。

海霧平流霧

平流海霧是黃海海霧的一種主要類型 [2]  ,是因空氣平流作用在海面上生成的霧。它包括兩種:
① 平流冷卻霧:又稱暖平流霧,有時簡稱平流霧,為暖氣流受海面冷卻,其中的水汽凝結而成的霧。這種霧比較濃,霧區範圍大,持續時間長,能見度小,春季多見於北太平洋西部的千島羣島和北大西洋西部的紐芬蘭附近海域。形成之前受其東南高壓系統影響,黃海海域受偏南風控制,導致暖平流輸送,氣温明顯高於海温。 [2] 
② 平流蒸發霧:海水蒸發,使空氣中的水汽達到飽和狀態而成的霧,又稱冷平流霧或冰洋煙霧。冷空氣流到暖海面上,由於低層空氣下暖上冷,層結不穩定,故霧區雖大,霧層卻不厚,霧也不濃。從兩極區域流出的冷空氣到達其鄰近暖海面上或在巨大冰山附近的水域上時,均可生成平流蒸發霧。

海霧混合霧

冷(暖)季混合霧:海上風暴產生的空中降水的水滴蒸發,使空氣中的水汽接近或達到飽和狀態。這種空氣與從高(低)緯度來的冷(暖)空氣混合,就冷卻而成霧。這種霧多出現在冷(暖)季。

海霧輻射霧

① 浮膜輻射霧:漂浮在港灣或岸濱的海面上的油污或懸浮物結成薄膜,晴天黎明前後,因輻射冷卻而在浮膜上產生了霧。
② 鹽層輻射霧:風浪激起的浪花飛沫經蒸發後留下鹽粒,借湍流作用在低空構成含鹽的氣層,夜間因輻射冷卻,就在鹽層上面生成了霧。
③ 冰面輻射霧:高緯度冷季時的海面覆冰或巨大冰山面上,因輻射冷卻而生成霧。

海霧地形霧

① 島嶼霧:空氣爬越島嶼過程中冷卻而成的霧。
② 岸濱霧:產生於海岸附近,夜間隨陸風漂移蔓延於海上。白天借海風推動,可漂入海岸陸區。
空氣層結的改變,可使海霧升高變為層雲,也可以使層雲降低變成海霧。中國東海岸和美國西海岸都有這種現象。

海霧形成條件

海霧是指在海洋影響下生成在海洋上的霧,它是在特定的海洋水文和氣象條件下產生的,換句話説,海霧在那些經常可以滿足成霧條件的海區出現的機會多,反之亦然,因而海洋上海霧的分佈具有很強的區域性和季節性。海洋上的霧絕大多數是平流霧,因此在這裏將着重介紹平流霧的形成條件。

海霧海面温度

大量觀測結果證實,平流霧大都出現在冷海面水域上空。尤其在沿着氣流方向海水錶面温度迅速降低的水域,即寒暖流交匯區的冷水面上或水平温度梯度較大的海陸交界地區,移經其上的暖濕氣流更容易變性冷卻使水汽凝結,霧在這些水域就更加頻繁多見。例如,發源於白令海和鄂霍茨克海的親潮寒流在北海道東岸與黑潮相遇,形成強大的冷暖流鋒區,它是日本以東洋麪成為“海上霧都”的主要原因。冷的海面是形成海霧的重要條件,但是海水錶面温度“冷”有一臨界值,觀測表明,海霧發生地區域大致限於表向水温低於20℃的冷海面。我國沿海水域的海霧發生區域大多與這個水温界限相符合。例如,2月華南沿海正是海霧最多的水域,而此時從北部灣經瓊州海峽直到台灣海峽,表面水温均低於20℃,與多霧區域十分吻合。5月份,表面水温等20℃線推移到浙江沿海和東海中部,而此時正是這個海區海霧最為頻繁的時期。對於20℃表面水温這個界限,也並非各海區都是一樣的,像黃海北部8月份的霧就發生在表面水温低於24℃的海面上。正因為如此,有人認為我國近海有利於霧生成的表面水温的界限值應該確定為24℃。必須指出,海霧發生與否並不完全取決於單一的海面水温條件,只有當水温條件和氣象條件都合適,才可能有利於霧的發生。例如,2月黃海和東海的表面水温雖然不到20℃,但時處隆冬,風大,空氣中水汽含量少,不能提供合適的成霧氣象條件,所以海霧很少。4,5月之後,黃、東海表面水温仍低於20℃,但此時氣象成霧條件優越,多有海霧發生。

海霧海氣温差

如上所述,平流霧的生成,除了表面水温低於某界限值的條件之外,還取決於海面水温和氣象條件的配合,其中就有水温與氣温之間的配合。但是,海水錶面温度與其上的空氣温度之間差值(即氣温與海面水温之差)究竟達到多大時,才最有利於霧的生成呢?對於這個問題,過去曾經有人認為,海氣温差愈大,愈有利於霧的形成。其實不然,大量的觀測事實表明,當氣温高於海面水温左右時,霧出現最多。在氣温高於水温的情況下,霧次數隨着氣温與水温差值的增大而逐漸減少,當差值大於一定值後,霧就很少發生。這是因為海水有着巨大的比熱容,海面水温不會很低,若氣温比水温高得多時,空氣的飽和水汽壓就變大,難以達到飽和,從而不利於海霧的生成。另外,當在氣温稍低於水温時,也可以見到有相當數量的霧出現,並且霧次數隨着水温高於氣温的差值的增大而不斷減少。在氣温高出海温2-3℃時霧最常見,霧大多集中在氣温高出海温0-6℃範圍內,當温差達到以上温度的時候霧極少出現。

海霧氣流風場

暖濕氣流的長時期存在,對海霧的生成與發展相當重要,它可以不斷向霧區補充成霧必須的大量水汽和熱量。所以有霧生成時,一般盛行偏南或偏東氣流。在我國,有利於霧形成的風向隨海區而異。一般説來,東中國海水域,以偏南風時霧最多,南海則以偏東風時霧最為常見。
海上風速的大小與海霧的形成也有着密切的關係。風速過大,會使空氣層中產生較強的湍流交換,促使上層空氣的熱量往下傳送,妨礙低層冷卻,不利於霧的形成;風速太弱,一方面空氣中的湍流交換相當弱,只能使海面上很淺薄的一層空氣冷卻,同時風速太弱也不能大量輸送暖濕空氣到達海面,即使有霧生成,也不能長久維持。例如,西北太平洋和北大西洋,海霧發生時的風力為2-3級或3-4級,風力2-4級時出現的霧的頻率可達全部霧的70%以上;風力在1級以下和6級以上時,霧較少出現。

海霧水汽含量

過去不少人認為,霧形成時的相對濕度應達100%,即處於飽和狀態。近年來的許多觀測結果表明,海霧形成時的相對濕度並不一定達到100%,有時相對濕度在80%以上便有霧發生,這可能與海上有豐富的吸濕性極強的凝結核(鹽粒)有關。相對濕度的大小和霧的關係還有某種日變化的特徵。一般在凌晨和夜晚時刻發生的霧大多數出現在空氣處於或接近飽和狀態之下,並且隨着相對濕度值的漸漸減少,霧次數會迅速減少;當相對濕度低於95%時,就不再有霧生成,在中午時間,霧次數隨相對濕度的減小變化不大,當相對濕度低到88%時,還能有霧發生。較強的逆温層結霧是大氣處在穩定層結狀態下的一種凝結現象。在海霧的形成過程中,低層大氣通常總有逆温層存在,它像一個無形的蓋子,阻擋着水汽向上空擴散,抑制低層大氣的對流發展,使水汽和凝結核積聚在低空,對霧的形成極為有利。在穩定性的霧中,最典型的温度垂直廓線是霧層中表現為微弱的降温和等温,而在其上則是逆温。平流霧霧層上的逆温的出現率約為90%左右。通常逆温強度越強時,逆温層的厚度越大,常見的逆温層厚度在400—500米左右。

海霧大氣環流

海霧的形成往往與一定的天氣系統活動相關聯,特別是在高氣壓區域內,對霧的生成和維持最為有利。雖然霧多見於高壓區內,但其他天氣系統伴隨的霧也有一定的比重。例如,日本海的霧主要出現在北太平洋高壓鄂霍次克海高壓區內,約佔36%;冷暖鋒產生的鋒面霧也不少,約佔30%,由於霧是穩定層結下出現的天氣現象,所以鋒面霧多出現在鋒面降水不活躍的地方,像低壓後部、暖鋒前的降水區域等。其餘霧產生在低壓區,低壓邊緣和靜止鋒等天氣系統內。

海霧分佈情況

全球各海區的海霧,類型雖然很多,但其中範圍大、影響嚴重的,首推平流冷卻霧,而以中高緯度大西洋的紐芬蘭島為中心和以北太平洋千島羣島為中心的兩個帶狀霧區最為顯著,以南印度洋愛德華王子羣島為中心的帶狀霧區也很突出。其次便是大洋東岸低緯度信風帶上游的霧,如太平洋東岸的加利福尼亞外海和秘魯外海,大西洋東岸的加拿利羣島以南的海域和納米比亞外海,都是這類霧區。這些海域的海霧多在春夏盛行,尤以夏季為最。其特點是霧濃,持續時間長,嚴重的大霧可持續1~2個月。平流蒸發霧多見於冷季的副極地或冰山和流冰的外緣水域,霧層薄,形似炊煙。但當它在春秋季節與平流冷卻霧在中、高緯度海域交替出現時,也常構成大片濃霧區。至於散佈在世界各海域(或湖泊)的零星霧區,大多有地區性,難成體系,且不一定屬於同一霧型。
渤海、黃海、東海和南海的海霧分佈不均勻,出現的季節也不完全一樣。渤海的海霧只出現在遼東半島山東半島沿海水域;黃海全海區基本上都有霧;東海的霧多出現於中國沿岸,日本西南海域和琉球羣島幾乎不出現海霧;南海的霧只侷限於中國沿岸水域。山東半島東岸、朝鮮半島西岸和舟山羣島為 3個多霧中心。海霧的時間變化,南海始於1月中旬,終於4月中旬,霧期為3個月;台灣海峽始於2月中旬,終於6月中旬,霧期為 4個月;東海始於3月,終於7月中旬,霧期為4~5個月;黃海始於3月中旬,終於8月中旬,霧期為5個月。可見在空間分佈上,霧區隨緯度的增高而擴大;在時間變化上,霧期也隨緯度的增高而延長。至於在近海水域,則島嶼霧要多於岸濱霧。
通過對海霧的觀測和調查,瞭解它屬性和分佈變化的規律,進一步應用天氣學和數理統計等方法,可以進行海霧的預報。此外已提出一些動力學模擬,試做海霧的數值預報;通過模擬實驗,可研究海霧的生消過程和作用機制。
以中國首次北極科學考察採用國內海冰大氣海洋的先進觀測設備,獲得海、陸、空的同步或準同步觀測資料為基礎,重點研究北冰洋的海霧。發現在北冰洋大範圍被海冰覆蓋或冰水相間的洋麪上,能夠形成平流霧、輻射霧和蒸汽霧。每種海霧的特點和形成的物理機制不同。在北冰洋的南部,由於暖濕氣流充分,易形成持續時間長、濃度大的平流霧;在冰蓋和大浮冰塊上,由於冰雪面的強輻射冷卻,容易形成穩定的輻射霧;在浮冰區能夠形成像開鍋的蒸汽一樣的蒸汽霧。指出在北冰洋形成多種海霧原因是海冰的分佈及獨特的物理特性造成下墊面性質的複雜化,產生的海氣相互作用複雜化的結果,特別是冰雪面的反射率高,不能吸收極晝期充足的太陽輻射。冰又是熱的不良導體,成為海氣熱交換的屏障,在浮冰區由於冰屏障的破碎,海氣交換活躍。海洋以潛熱的形式向大氣輸送熱量,以蒸汽霧的形式反映出海氣熱交換的程度和對氣候影響的一種表現形式,提出在蒸汽霧發生的過程中,海洋以感熱的形式向大氣輸送熱量。 [3] 

海霧影響後果

每年冬去春來,氣候逐漸變暖的時候,海霧也隨之而來。 [4]  海霧無論在海上還是在沿岸地帶,都因其惡劣的能見度對交通運輸、海洋捕撈和海洋開發工程以及軍事活動等造成不良影響,據統計海上船舶之間的碰撞事故80%是因霧導致能見度不良而引起的,霧水中的鹽分對建築物的侵蝕也是不可忽視的。霧已經對海上生命財產安全和海域清潔水源環境構成了嚴重的威脅。 [4]  因此海霧是一種災害性天氣。海霧預報不僅對海上和沿海地區的交通和農漁業很有意義,而且對海軍和航空部隊尤其重要。 [1] 
參考資料
  • 1.    海霧的定義及形成條件  .氣象學堂[引用日期2016-01-29]
  • 2.    齊伊玲. 典型黃海平流海霧形成機制的研究[D].中國海洋大學,2010.
  • 3.    解思梅[1],曲紹厚[2],等.北冰洋夏季的海霧[J].海洋學報,2001,23(6):40-50.
  • 4.    錢之光. 寧波港海區霧的成因和特點[J]. 中國水運(下半月),2010,(03):14-15.