海霧-省賽獲獎教學(xué)設(shè)計

海霧海霧是海洋上低層大氣中的一種水汽凝結(jié)(華)現(xiàn)象，由于水滴或冰晶(或二者皆有)的大量積聚，使水平能見度降低到1km以下，霧的厚度通常在200?400m左右。海霧在海上形成后，會隨風逐流，向風的下游擴展。在沿海地區(qū)，海霧可以登陸深入陸地，有時達幾十千米，登陸后的海霧，仍保持海霧的特征，但在新的環(huán)境影響下，很快變性消散，或變成低云。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(qū)有時海霧會持續(xù)幾天。成因種類，依成因不同，可把海霧分成平流霧、混合霧、輻射霧和地形霧4種。平流霧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(jié)而成的霧。這種霧比較濃，霧區(qū)范圍大，持續(xù)時間長，能見度小，春季多見于北太平洋西部的千島群島和北大西洋西部的紐芬蘭附近海域。②平流蒸發(fā)霧。海水蒸發(fā)，使空氣中的水汽達到飽和狀態(tài)而成的霧，又稱冷平流霧或冰洋煙霧。冷空氣流到暖海面上，由于低層空氣下暖上冷，層結(jié)不穩(wěn)定,故霧區(qū)雖大，霧層卻不厚，霧也不濃。從兩極區(qū)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(fā)霧?；旌响F冷（暖）季混合霧。海上風暴產(chǎn)生的空中降水的水滴蒸發(fā)，使空氣中的水汽接近或達到飽和狀態(tài)。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(xiàn)在冷（暖）季。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(jié)成薄膜，晴天黎明前后，因輻射冷卻而在浮膜上產(chǎn)生了霧。②鹽層輻射霧。風浪激起的浪花飛沫經(jīng)蒸發(fā)后留下鹽粒，借湍流作用在低空構(gòu)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。地形霧①島嶼霧?？諝馀涝綅u嶼過程中冷卻而成的霧。②岸濱霧。產(chǎn)生于海岸附近，夜間隨陸風漂移蔓延于海上。白天借海風推動，可漂入海岸陸區(qū)。空氣層結(jié)的改變，可使海霧升高變?yōu)閷釉疲部梢允箤釉平档妥兂珊ｌF。中國東海岸和美國西海岸都有這種現(xiàn)象。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(chǎn)生的，換句話說，海霧在那些經(jīng)?？梢詽M足成霧條件的海區(qū)出現(xiàn)的機會多，反之亦然，因而海洋上海霧的分布具有很強的區(qū)域性和季節(jié)性。海洋上霧的絕大多數(shù)是平流霧，因此這里將著重介紹平流霧的形成條件。海面溫度大量觀測結(jié)果證實，平流霧大都出現(xiàn)在冷海面水域上空。尤其在沿著氣流方向海水表面溫度迅速降低的水域，即寒暖流交匯區(qū)的冷水面上或水平溫度梯度較大的海陸交界地區(qū)，移經(jīng)其上的暖濕氣流更容易變性冷卻使水汽凝結(jié)，霧在這些水域就更加頻繁多見。例如，發(fā)源于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(qū)，它是日本以東洋面成為“海上霧都”的主要原因。冷的海面是形成海霧的重要條件，但是海水表面溫度“冷”有一臨界值，觀測表明，海霧發(fā)生地區(qū)域大致限于表向水溫低于20°的冷海面。我國沿海水域的海霧發(fā)生區(qū)域大多與這個水溫界限相符合。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(jīng)瓊州海峽直到合灣海峽，表面水溫均低于20°，與多霧區(qū)域十分吻合。5月份，表面水溫等20°線推移到浙江沿海和東海中部，而此時正是這個海區(qū)海霧最為頻繁的時期。對于20°表面水溫這個界限，也并非各海區(qū)都是一樣的，像黃海北部8月份的霧就發(fā)生在表面水溫低于24°的海面上。正因為如此，有人認為我國近海有利于霧生成的表面水溫的界限值應(yīng)詼確定為24°。必須指出，海霧發(fā)生與否并不完全取決于單一的海面水溫條件，只有當水溫條件和氣象條件都合適，才可能有利于霧的發(fā)生。例如，2月黃海和東海的表面水溫雖然不到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月之后，黃、東海表面水溫仍低于20°，但此時氣象或霧條件優(yōu)越，多有海霧發(fā)生。海氣溫差如上所述，平流霧的生成，除了表面水溫低于某界限值的條件之外，還取決于海面水溫和氣象條件的配合，其中就有水溫與氣溫之間的配合。但是，海水表面溫度與其上的空氣溫度之間差值(即氣溫與海面水溫之差)究竟達到多大時，才最有利于霧的生成呢?對于這個問題，過去曾經(jīng)有人認為，海氣溫差愈大，愈有利于霧的形成。其實不然，大量的觀測事實表明，當氣溫高于海面水溫左右時，霧出現(xiàn)最多。在氣溫高于水溫的情況下，霧次數(shù)隨著氣溫與水溫差值的增大而逐漸減少，當差值大于以后，霧就很少發(fā)生。這是因為海水有著巨大的熱容，海面水溫不會很低，若氣溫比水溫高得多時，空氣的飽和水汽壓就變大，難以達到飽和，從而不利于海霧的生成。另外，當在氣溫稍低于水溫吋，也可以見到有相當數(shù)量的霧出現(xiàn)，并且霧次數(shù)隨著水溫高于氣溫的差值的增大而不斷減少。在氣溫高出海溫2-3°時霧最常見，霧大多集中在氣溫高出海溫0-6°范圍內(nèi)，當溫差達到以上時霧極少出現(xiàn)。氣流風場暖濕氣流的長時期存在，對海霧的生成與發(fā)展相當重要，它可以不斷向霧區(qū)補充成霧必需的大量水汽和熱量。所以有霧生成時，一般盛行偏南或偏東氣流。在我國，有利于霧形成的風向隨海區(qū)而異。一般說來，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著密切的關(guān)系。風速過大，會使空氣層中產(chǎn)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，不利于霧的形成;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(fā)生時的風力事為2-3級或3-4級，風力2-4級時出現(xiàn)的霧頻率可達全部霧的70%以上；風力在1級以下和6級以上時，霧較少出現(xiàn)。水汽含量過去不少人認為，霧形成時的相對濕度應(yīng)達100%，即處于飽和狀態(tài)。近年來的許多觀測結(jié)果表明，海霧形成時的相對濕度并不一定達到100%，有時相對濕度在80%以上便有霧發(fā)生，這可能與海上有豐富的吸濕性極強的凝結(jié)核(鹽粒)有關(guān)。相對濕度的大小和霧的關(guān)系還有某種日變化的特征。一般凌晨和夜晚時刻發(fā)生的霧大多數(shù)出現(xiàn)在空氣處于或接近飽和狀態(tài)之下，并且隨著相對濕度值的稍稍減小，霧次數(shù)會迅速減少;當相對濕度低于95%，就不再有霧生成，在中午時間，霧次數(shù)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(fā)生。較強的逆溫層結(jié)霧是大氣處在穩(wěn)定層結(jié)狀態(tài)下的一種凝結(jié)現(xiàn)象。在海霧的形成過程中，低層大氣通?？傆心鏈貙哟嬖?，它像一個無形的蓋子，阻擋著水汽向上空擴散，抑制低層大氣的對流發(fā)展，使水汽和凝結(jié)核聚積在低空，對霧的形成極為有利。在穩(wěn)定性的霧中，最典型的溫度垂直廓線是霧層中表現(xiàn)為微弱的降溫和等溫，而在其上則是逆溫。平流霧霧層上的逆溫的出現(xiàn)率約為90%左右。通常逆溫強度越強時，逆溫層的厚度越大，常見的逆溫層厚度在400—500m左右。大氣環(huán)流海霧的形成往往與一定的天氣系統(tǒng)活動相關(guān)聯(lián)，特別是在髙氣壓醫(yī)域內(nèi)，對霧的生成和維持最為有利。雖然霧多見于高壓區(qū)內(nèi)，但其他天氣系統(tǒng)伴隨的霧也有一定的比重。例如，日本海的霧主要出現(xiàn)在北太平洋高壓和鄂霍次克海高壓區(qū)內(nèi)，約占36%;冷暖鋒產(chǎn)生的鋒面霧也不少，約占30%，由于霧是穩(wěn)定層結(jié)下出現(xiàn)的天氣現(xiàn)象，所以鋒面霧多出現(xiàn)在鋒面降水不活躍的地方，像低壓后部、暖鋒前的降水區(qū)域等。其余霧產(chǎn)生在低壓區(qū)，低壓邊緣和靜止鋒等天氣系統(tǒng)內(nèi)。分布情況世界海域的海霧全球各海區(qū)的海霧，類型雖然很多，但其中范圍大、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群島為中心的兩個帶狀霧區(qū)最為顯著，以南印度洋愛德華王子群島為中心的帶狀霧區(qū)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群島以南的海域和納米比亞外海，都是這類霧區(qū)。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(xù)時間長，嚴重的大霧可持續(xù)1～2個月。平流蒸發(fā)霧多見于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(jié)與平流冷卻霧在中、高緯度海域交替出現(xiàn)時，也常構(gòu)成大片濃霧區(qū)。至于散布在世界各海域（或湖泊）的零星霧區(qū)，大多有地區(qū)性，難成體系，且不一定屬于同一霧型。渤海、黃海、東海和南海的海霧分布不均勻，出現(xiàn)的季節(jié)也不完全一樣。渤海的海霧只出現(xiàn)在遼東半島和山東半島沿海水域；黃海全海區(qū)基本上都有霧;東海的霧多出現(xiàn)于中國沿岸，日本西南海域和琉球群島幾乎不出現(xiàn)海霧；南海的霧只局限于中國沿岸水域。山東半島東岸、朝鮮半島西岸和舟山群島為3個多霧中心。海霧的時間變化，南海始于1月中旬，終于4月中旬，霧期為3個月；臺灣海峽始于2月中旬，終于6月中旬，霧期為4個月；東海始于3月，終于7月中旬，霧期為4～5個月；黃海始于3月中旬，終于8月中旬，霧期為5個月。可見在空間分布上，霧區(qū)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。至于在近海水域，則島嶼霧恒多于岸濱霧。通過對海霧的觀測和調(diào)查，了解它的屬性和分布變化的規(guī)律，進一步應(yīng)用天氣學(xué)和數(shù)