霧(Fog)是懸浮在近地面空氣中的大量小水滴或冰晶使水平能見度小于1000米的天氣現(xiàn)象。霧常呈乳白色,一般是由于空氣中水汽大量增加或者溫度下降至低于露點而形成的。充足的水汽和空氣中存在凝結(jié)核是形成霧的兩個基本條件。
霧的種類很多,根據(jù)形成條件的不同,可分為輻射霧、平流霧、蒸發(fā)霧、鋒面霧等,其中陸地霧主要以輻射霧為主,海上霧主要以平流霧為主。
霧發(fā)生時由于強度不同,能見度從小于50米~1000米不等,且空氣中的污染物與水汽結(jié)合易被人體吸入,所以霧對日常生活、交通運輸、戶外監(jiān)視、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、航空拍攝及人體健康都會產(chǎn)生一定影響。
形成原理
成因
霧的形成受季節(jié)、氣溫、濕度和地形等多種因素的影響,是一種復(fù)雜的大氣過程,它通過一定的途徑使空氣達(dá)到飽和或過飽和狀態(tài)來完成。氣溫越高,空氣中所能容納的水汽量愈多;氣溫降低,空氣中所能容納的水汽量就會減少,多余的水汽會凝結(jié)出來,并與空氣中微小的顆粒相結(jié)合形成小水滴;或者溫度降到足夠低,多余的水汽凝華生成小冰晶。當(dāng)懸浮在空氣中的水滴和冰晶達(dá)到一定密度,空氣中的水汽達(dá)到飽和時就會形成霧。當(dāng)霧由冰晶組成時,它被稱為冰霧。霧的能見度取決于凝結(jié)核的濃度和由此產(chǎn)生的液滴大小分布。
形成條件
飽和水汽
當(dāng)空氣容納的水汽達(dá)到最大限度、相對濕度達(dá)到100%時,就達(dá)到了飽和。空氣中水汽達(dá)到飽和的途徑有兩個:一是增濕,即通過地面的水汽蒸發(fā)增加空氣中的水汽含量,比如蒸發(fā)霧和鋒面霧;二是降溫,即空氣自身的降溫冷卻,比如平流霧和輻射霧。增濕和降溫對形成重慶市很重要,但降溫是主要原因。
凝結(jié)核
凝結(jié)核是指懸浮在空氣中的微小顆粒,通常由固態(tài)物質(zhì)、液態(tài)物質(zhì)和兩者的混合物組成。因凝結(jié)核的存在,大氣中的水汽能夠附著在凝結(jié)核表面,凝結(jié)或凝華成小水滴或小冰晶;如果空氣非常清潔,沒有凝結(jié)核的存在,即使水汽達(dá)到飽和狀態(tài),也不會有凝結(jié)現(xiàn)象發(fā)生。凝結(jié)核主要來自空氣中的礦物塵、汽車尾氣、海鹽、工廠廢氣、黑炭等,這種顆粒大量聚積時會使大氣變得混濁,如果與空氣中過度飽和的水汽融合在一起,會使能見度迅速下降,這樣就形成了霧,因此凝結(jié)核是形成霧的重要條件之一。一般在工業(yè)區(qū)和城市中心有大量的凝結(jié)核存在,形成霧的機會也更多。
風(fēng)力微和
風(fēng)速對霧的形成有一定影響,尤其是輻射霧。如果沒有風(fēng),上下層空氣不會發(fā)生交換,輻射散熱只發(fā)生在地表層,生成一層淺淺的霧;如果風(fēng)速太大,空氣交換過快,氣溫降低幅度小,水汽很難達(dá)到過飽和狀態(tài)。當(dāng)風(fēng)速在1-3米/秒時,空氣交換強度適當(dāng),最有利于霧的形成。
大氣層穩(wěn)定
低層大氣層結(jié)穩(wěn)定利于霧的形成,沒有較強的上升氣流,霧滴不能被帶到高空成為云,只能浮游在連接地面的低空。當(dāng)?shù)孛鎻娏逸椛淅鋮s,地表氣溫下降,低層氣溫比上層低,形成上暖下冷的輻射逆溫層,近地層水汽冷卻后不斷凝結(jié)成霧滴,形成輻射霧。同時,空氣中的廢氣、煙粒和其它污染物也被逆溫層阻擋,不能擴散到高層大氣中去,一部分成為霧滴的凝結(jié)核,一部分粘附于霧滴上,促使大霧更快形成。
分類
按霧的強度劃分
1.重霧:能見度小于50米。
2.濃霧:能見度50 ~ 200米。
3.中霧:能見度200 ~ 500米。
4.輕霧:能見度500~1000米。
按霧的成因劃分
1.輻射霧:是指夜間地面因輻射散熱,使地表溫度下降,導(dǎo)致水汽凝結(jié)而成霧。四季均可發(fā)生,一般發(fā)生在晴朗、微風(fēng)、近地面水汽比較充沛的夜間或早晨。夜間形成,清晨最濃,日出后逐漸消散。輻射霧是陸地上最常見的霧。
2.平流霧:是指溫暖潮濕的空氣流經(jīng)冷的海面或陸面,空氣的低層因接觸冷卻達(dá)到過飽和而凝結(jié)成的霧。平流霧可在多云、中等到強風(fēng)的情況下形成,常發(fā)生在秋冬季節(jié)的沿江及沿海城市,對船舶航行影響最大。平流霧的垂直厚度可從幾十米至兩千米,水平范圍可達(dá)幾百千米以上,生存周期比較長。只要風(fēng)向、風(fēng)速合適,霧一旦形成,可連續(xù)幾天不散;如果沒有風(fēng),或者風(fēng)向轉(zhuǎn)變,暖濕空氣來源中斷,霧也會立刻消散。
3.蒸發(fā)霧:是指冷空氣移到較暖的水面上,水面蒸發(fā)的水汽使冷空氣中水汽達(dá)到飽和而形成的霧。常發(fā)生在秋冬季節(jié)的早上,大多出現(xiàn)在高緯度的北極地區(qū)。
4.鋒面霧:是指在鋒面上暖氣團中產(chǎn)生的水汽凝結(jié)物落入較冷的氣團內(nèi),經(jīng)蒸發(fā)使近地面的低層空氣達(dá)到飽和而凝結(jié)形成的霧。鋒面霧經(jīng)常發(fā)生在冷、暖氣團交界的鋒面附近。范圍不大,濃度和厚度均小,隨鋒面移動,日變化不明顯,霧后常是持續(xù)性的降雨,常發(fā)生在美國的東海岸地區(qū)。
按地形劃分
1.上坡霧:是指潮濕的空氣被風(fēng)吹上斜坡,空氣在上升時發(fā)生絕熱冷卻,多余的水分凝結(jié)到過飽和狀態(tài)時形成的霧。上坡霧多在山頂形成。
2.山谷霧:是指寒冷濃密的空氣沉降到山谷的下部,當(dāng)溫度下降至低于露點水汽達(dá)到飽和時開始形成的霧。谷霧常見于秋、春季節(jié),受地形的影響,在平靜的條件下可以持續(xù)數(shù)天。
按溫度劃分
1.暖霧:0°C以上的霧。
2.冷霧:0°C以下的霧,也稱凍霧。一般由過冷水滴組成,有的冷霧含冰晶,溫度越低,冰晶濃度越大。
3.冰霧:-10°C或更低,完全由微小冰晶組成的霧。冰霧只出現(xiàn)在寒冷的極地和北極地區(qū)。
時空分布
全球分布
全球多霧區(qū)主要分布在北半球高緯度地區(qū)、中緯度的亞熱帶潮濕地區(qū)和低緯度潮濕的熱帶地區(qū),尤其是在海面和山區(qū)。從空間分布上看:中高緯度地區(qū)多于低緯度地區(qū),大洋西海岸多于東海岸,北冰洋多于南冰洋,大西洋多于太平洋;從時間分布上看:春夏季節(jié)較多,秋冬季節(jié)相對較少。
● 北海道東部至阿留申群島這一海域常年多霧,夏季(6~8月)最盛,出現(xiàn)頻率高達(dá)40%,多為平流霧,主要是由黑潮暖流與親潮冷流交匯形成,是世界有名霧區(qū)之一。冬季這一區(qū)域鋒面氣旋活動頻繁,多鋒面霧,霧區(qū)范圍不大,頻率在10%以下。
● 北美圣勞倫斯至紐芬蘭與拉布拉多省附近海面常年多霧,春夏季(4~8月)最盛,平均每月霧日超過10天,霧區(qū)范圍很大,向東可達(dá)冰島附近,南北覆蓋整個北大西洋北部的歐美航線。此區(qū)域主要是由墨西哥灣暖流與拉布拉多冷流交匯形成,也是世界有名霧區(qū)之一。冬季這一區(qū)域氣旋活動頻繁,多鋒面霧,霧區(qū)范圍不大。
● 挪威、西歐沿岸與冰島之間海域常年多霧,夏季霧最頻繁,多是平流霧,主要是由北大西洋暖流與冰島冷流交匯形成。冬季,挪威和西歐沿海的鋒面霧很頻繁,挪威沿岸多峽谷和港灣,秋冬多輻射霧和蒸汽霧。這一霧區(qū)位于北美與西歐和北歐的主要航道上,英吉利海峽和北海等航道狹窄,來往船舶眾多,水流急且流向多變,加上海霧頻繁,船舶航行困難,是海上碰撞事故的多發(fā)區(qū)。
● 南半球的整個西風(fēng)帶上終年有霧,南半球 35°S 以南地區(qū),隨緯度增高,霧逐漸增多。阿根廷東部海面、塔斯馬利亞與新西蘭之間海面、馬達(dá)加斯加南部海面多平流霧,多發(fā)生于夏季。西風(fēng)帶上,終年有霧,特別是夏季12月~2月,能見度良好的天數(shù)很少。
中國分布
● 中國東南地區(qū)海岸線較長,水汽充足,出現(xiàn)霧天的頻率比較高,以春夏季最多,并且最多霧之月還隨緯度的增高而向后移。北部灣沿海2月霧最多,海南島3月最多,南海沿岸4月最多,東海5月最多,杭州灣和長江口附近6月最多,到7、8月就很快減少。黃海沿岸霧日分配較集中,秋冬沒有霧,從春季開始有霧并逐月增加,7月達(dá)到最多,往后逐漸減少,9、10兩月達(dá)最低點。渤海是一個內(nèi)陸海,沿海在秋冬季霧反多于春夏季。
● 中國內(nèi)陸地區(qū)因空氣中缺乏水汽,呈現(xiàn)沿海霧天頻繁、內(nèi)陸較少的地域差異性,但內(nèi)河流域周邊、潮濕山區(qū)以及盆地周邊例外,例如中國西南地區(qū)的四川省、云南省、重慶市等地,因中國內(nèi)河河流縱橫,山區(qū)與盆地潮濕區(qū)域比較多,一年四季皆有霧天出現(xiàn), 以秋冬季霧較多,全年霧日達(dá)60~80天。西北高原地區(qū)空氣所含水汽過少,幾乎沒有霧,西寧市、拉薩市等地經(jīng)常出現(xiàn)常年零霧天的現(xiàn)象。
典型地區(qū)
1.中國峨眉山:位于中國四川省西南部的峨眉山相對高度很高,氣流在坡上被迫抬升時冷卻凝結(jié)形成云霧,峨眉山金頂上每年平均322.1天有霧。
2.中國重慶:重慶位于四川盆地東部,屬中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū),四周高山屏蔽,水系發(fā)達(dá),地形閉塞,空氣溫暖濕潤,風(fēng)速小,是霧形成的有利條件。重慶主城都市區(qū)及兩江沿岸中小城區(qū)位于長江、嘉陵江兩江匯合處,寬闊的江面提供了較充足的水汽;丘陵山地由于夜晚輻射冷卻造成大量冷空氣下沉堆積江面谷地,當(dāng)空氣冷卻到露點水汽便凝結(jié)成霧。該市每年平均云霧天氣達(dá)103天,以輻射霧為主,主要發(fā)生在秋、冬季節(jié),有“霧都”重慶市之稱。重慶的云霧天氣經(jīng)常造成交通事故、船班、航班延誤,給城市經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)帶來損失。
霧的影響
對交通的影響
霧會使能見度降低,導(dǎo)致交通受阻,特別是對高速公路車輛行駛和機場飛機起降的影響更大。大霧天氣常常導(dǎo)致許多地方高速公路封閉和機場航班延誤。
對人體健康的影響
霧滴中含有酸、堿、鹽、胺、酚、苯、重金屬微粒、灰塵及病原菌等各種有害物質(zhì),特別是在城市工礦區(qū)的迷霧中,有害物質(zhì)含量更高。霧天,污染物與空氣中的水汽相結(jié)合后變得不易擴散與沉降,使污染物大部分聚集在人們經(jīng)常活動的高度,當(dāng)人們在霧中活動或行走時,通過呼吸將這些有害物質(zhì)吸入體內(nèi),危害人體健康。
對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響
霧天日照時間減少,光合作用減緩,導(dǎo)致農(nóng)作物的葉片變黃、變薄,植株矮小癥,過早衰弱,落花落果增加,發(fā)生病變等危害;霧天日光減少,使農(nóng)作物對糖類的儲量減少,導(dǎo)致農(nóng)作物延遲開花,結(jié)實率降低。
對電力設(shè)施的影響
有濃霧時,空氣濕度大,容易引起霧閃。霧閃也稱污閃,是指濃霧使絕緣表面附著的污穢物在潮濕條件下,在絕緣表面形成一層導(dǎo)電膜,使絕緣子的絕緣水平大大降低,在電力場作用下出現(xiàn)的強烈放電現(xiàn)象。霧閃會引起電氣設(shè)備、輸電線路短路、跳閘等故障,造成電網(wǎng)斷電,影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活用電,造成嚴(yán)重經(jīng)濟損失。
對通信的影響
霧還影響微波及衛(wèi)星通信,使其信號銳減、雜音增大,通信質(zhì)量下降。例如大氣激光通信,激光的傳輸媒質(zhì)是大氣,大氣層中各種分子和小的懸浮微粒都會對激光信號產(chǎn)生影響,而霧是由大量懸浮在空氣中的小水滴或小冰晶組成,霧引起的光信號衰減對大氣激光通信系統(tǒng)性能影響較大,會使光信號產(chǎn)生嚴(yán)重的衰減,信噪比降低,系統(tǒng)誤碼率增加,嚴(yán)重時會使光通信連路中斷。
預(yù)警信號
美國
中國大陸
大霧預(yù)警信號分三級,分別以黃色、橙色、紅色表示。
相關(guān)文化
相關(guān)詩句
● 《詠霧》——唐·蘇味道
氤起洞壑,遙裔匝平疇。乍似含龍劍,還疑映蜃樓。拂林隨雨密,度徑帶煙浮。方謝公超步,終從彥輔游。
● 《賦得花庭霧》 ——唐·李世民
蘭氣已熏宮,新蕊半妝叢。 色含輕重霧,香引去來風(fēng)。 拂樹濃舒碧,縈花薄蔽紅。 還當(dāng)雜行雨,仿佛隱遙空。
● 《玉真公主別館苦雨贈衛(wèi)尉張卿二首》 ——唐·李白
秋霖劇倒井,昏霧橫絕巘。欲往咫尺途,遂成山川限。
● 《從軍行二首》——唐·王昌齡
邊聲搖白草,海氣生黃霧。
● 《遠(yuǎn)山澄碧霧》——唐·李世民
殘云收翠嶺,夕霧結(jié)長空。帶凝全碧,障霞隱半紅。 仿佛分初月,飄度曉風(fēng)。還因三里處,冠蓋遠(yuǎn)相通。
● 《水亭夜坐得曉霧》——唐·李益
月落寒霧起,沈思浩通川。 宿禽囀木散,山澤一蒼然。 漠漠沙上路,沄洲外田。 猶當(dāng)依遠(yuǎn)樹,斷續(xù)欲窮天。
文學(xué)作品
● 《霧都孤兒》——英國小說家查爾斯·狄更斯的作品,以霧都倫敦為背景,講述了一個孤兒悲慘的身世和遭遇。
參考資料 >
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一張圖認(rèn)識霧.中國氣象科普網(wǎng).2023-04-07
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霧的成因.中國科學(xué)院科普云平臺.2023-04-06
霧的分類.中國科學(xué)院科普云平臺.2023-04-06
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霧鎖樓宇的平流霧.中國氣象科普網(wǎng).2023-04-06
平流霧.美國氣象局.2023-04-20
有哪些不同類型的霧?.英國氣象局.2023-04-20
山/谷霧.NATIONAL WEATHER SERVICE.2023-04-21
凍霧.NATIONAL WEATHER SERVICE.2023-04-21
Fog Types.https://www.weather.gov.2023-04-20
冰霧和凍霧有什么區(qū)別?.Wayback Machine.2023-04-20
霧的類型.japias.jp.2023-04-28
霧的分布.中國科學(xué)院科普云平臺.2023-04-06
霧的影響與危害.中國氣象科普網(wǎng).2023-04-13
霧咨詢.美國氣象局.2023-04-20
大霧預(yù)警信號及防御指南.中國氣象科普網(wǎng).2023-04-07
分類補註李太白詩(李太白集)卷之九.識典古籍.2023-04-21