雾、冰雹、霜、雷暴、沙尘暴、雾凇、雨凇,在气象部门统称为天气现象,归入“天气日数”栏统计。因此,我们都放到这一部分里一并叙述。
一、中国的雾
凡贴近地面的大气中,因水滴、冰晶等水汽凝结物,使能见距离降低到1000米以下者,这种天气现象称为雾。
雾对于飞机的起飞、降落都是危险天气;浓雾在陆地上也严重影响交通运输。世界上高速公路上经常发生的数十、乃至数百辆汽车追尾事故,也都发生在浓雾天气之中。雾必是航海三大危险气象条件之一,船舶没有安装雷达以前,海难事故中大多数是发生在浓雾天气之中。海雾当然也是海军水面舰艇和飞机演习和执行战斗任务的不利条件。但是海雾又是海上“青纱帐”,也有利于突袭敌人或迅速摆脱敌人的追击,世界上不乏这种著名战例。例如1940年33万英法联军,就是利用浓雾天气掩护,偷渡英吉利海峡,成功从德军包围圈中撤出的。
由于雾分布的局地性很强,所以中国各地雾日分布规律性较差。各地雾日相差很大,但东部大多数地区每年雾日都在5天~25天之间,西北干旱地区则多在5天以下。中国年雾日超过25天的区域只有长白山区、浙江沿海、四川盆地和湘黔交界山区等地区,闽北山区和滇西南山区年雾日还可达到100天以上。例如西双版纳的勐腊每年有雾日152.7天,闽西北太宁154.0天。
讲到大陆上的雾,不得不提到重庆。重庆处于长江和嘉陵江的汇合处,水汽充沛,气流潮湿;又因处在山区,因此气流只要稍一抬升,或者晴夜中辐射降温稍强便易凝结成雾,严重影响城市交通运输。原在市区白市驿机场20世纪中不得不搬迁到郊区的江北机场。所以重庆的年平均雾日虽只有69.3天,但却获得了“雾都”的称号(重庆在抗日战争中是国民党政府的陪都)。当然,它也是我国大中城市中最多雾的。“都”也可作为“城市”理解。
但是中国雾日最多的地方还是在高山之上,例如福建九仙山300.8天,浙江括苍山286.4天,金佛山270.6天等,都比勐腊和太宁要多得多,真可谓“云雾山中”。中国雾日最多的气象站还要数四川的峨眉山,年平均雾日多达322.1天,最少年也有308天,最多年份达338天,差不多天天有雾了。然而,就在峨眉山麓的峨眉气象站,年平均雾日却只有4.4天,有的年份还没有雾出现,山顶山麓雾日对比是何等的鲜明!
中国雾日最少的地区,发生在比较干旱的地区和热带海洋两种地理条件截然相反的区域里。干旱地区水汽少,雾日少当然可以理解,例如青藏高原上拉萨、昌都、定日等许多台站,建站90年来竟都没有出现过能见度小于千米的雾。中国年平均雾日不到1天的地区十分广大。奇怪的是,南海诸岛却也10年中难得出现几次雾,例如西沙珊瑚岛、台湾恒春每年仅0.3天,西沙永兴岛每年仅0.4天,东沙群岛0.6天等。号称“天涯海角”的海南岛南端的榆林港,甚至建站以来从未出现过雾,故有“无雾港”之称。这是由于热带海洋上一般冷空气难以到达,气温变化和缓,难以降到水汽饱和凝结的缘故。
以上所说主要都是陆地上的雾。海雾是我国另一大类的雾。它们的成因和陆雾完全不同。陆上发生的雾多数是辐射雾,主要是因为夜间地面辐射冷却,使空气达到水汽饱和所致。因此雾多发生在夜最长、气温最低的冬季,仅华南因秋末冬初正值干季因而多雾季延迟至1月~3月,还有东北和青藏高原因冬季严寒水汽过少,因而反以水汽较多的夏秋季节雾最多。
我国海岛和沿海地区雾的成因主要是平流雾,即南方暖气流到达北方较冷海面水汽凝结而成。暖空气自冬至夏逐渐北上,而我国沿岸的冷海流则自冬至夏逐渐北缩,因此我国沿海多雾区便发生规律性自南而北的移动。例如,我国南海和东海南部海面雾季在3月~4月,东海北部沿海在5月,黄海南部在6月,黄海北部就都在7月份了。
我国海雾最有名的要数山东半岛尖上的成山头。这里年平均雾日虽只有78.2天,但都高度集中在盛夏7月、8月。尤以7月23.8天为最多(最多年份有29天)。每逢夏季,浓雾几乎终日不散,只是在中午前后淡一阵,头顶可以见到阳光。因此这里虽然年平均雾日数并不名列全国前茅,但却因夏季多如此浓雾而获得了“雾窟”的称号。
雾在一日中的出现时间,大陆上因主要是辐射雾,因而一般多发生在夜间和清晨。沿海平流雾则日变化不明显,因为海水温度和水上气温变化都很小。我国雾的持续时间,除沿海平流雾可以终日不散,甚至持续数日外,大陆上辐射雾以云南西双版纳持续时间最长,其中一半雾日持续时间可达到6小时以上(但也没有超过12小时的)。不过,西双版纳的雾日和雾的持续时间近来分别都在迅速减少和迅速缩短。据当地分析,主要是受到了人类活动的影响,即植被破坏的结果。
二、中国的雷暴
耀眼的闪电划破长空,隆隆的雷声震撼大地。气象站每听到雷声,就记这一天为雷暴日,不管是打了一声雷,还是打了几小时的雷(当然中间允许有间歇)。频频的雷击对于各种输电、通讯等线路和设备是有害和危险的。电气机车也最怕雷击,例如2011年7月23日,上海到温州的高铁,在温州附近因雷击失去动力,后续列车追尾,造成死39人,伤192人的重大事故。产生闪电和雷击的积雨云对于飞机来说是头等危险的天气,因为云内强烈上升或下降的气流,会使飞机失去操纵而失事。在飞机航线区域下方的气象站每小时要发一次航危(电)报,报告本地天气情况,积雨云就是其中的一个主要项目。
中国年平均雷暴日数的分布形势是南方比北方多,山区比平原多,陆面比水面多。中国雷暴日数最多的地区是云南南部和两广地区,因为这里纬度低,阳光热力强,地面高温,对流发达,容易形成产生雷电的积雨云的缘故。这里年平均雷暴日数可达90天~100天甚至更多。其中西双版纳和海南岛中部山区,年平均雷暴日可达120天以上。例如勐腊年平均雷暴日数为123.7天,儋县122.5天,景洪120.8天等,都是中国雷暴最多的台站。
青藏高原东部和横断山区中北部是中国仅次于云南、海南岛的多雷区,许多台站每年都可达到80天~90天,例如西藏索县年平均雷暴日数94.8天,那曲(黑河)每年85.2天。
从两广和青藏高原东部这两个多雷区向北,雷暴日数明显减少(广州平均每年81.3天)。中国东部地区大约北纬30°以北,青藏高原东部大约北纬35°以北,年平均雷暴日数就降到50天以下,一般为30天~40天左右(上海30.1天,北京35.6天,哈尔滨30.9天)。西北内陆干旱地区和青藏高原西北部雷暴十分稀少,一般每年只有5天~10天以下,例如柴达木盆地察尔汗每年平均仅1.7天,冷湖2.3天,新疆和田3.2天等都是中国雷暴最少的台站,这些台站有些年份甚至终年听不到雷声,例如柴达木盆地中的冷湖,1961年~1970年的10年中就有3年没有发生过雷暴。但热带海洋中雷暴之少也令人惊异,例如金门和马祖岛年平均分别只有11.0和13.6天;南海中的东沙群岛1926年~1936年的10年间每年平均只有7.2天。
热带海洋中少雷暴,原因是海洋上气层稳定,上下对流不发达,积雨云少。因此不仅雷暴少,云雨也比相邻大陆上少;干旱地区地面高温,对流虽然发达,但因水汽极少,因而难以凝结,更不易形成打雷闪电的积雨云。
雷暴的初终期。我国云南、贵州两省,以及109°E~120°E之间北起31°N~32°N南至福建两广中部地区,平均来说,都在2月份内初闻雷声,这是因为这时北方常有强冷空气南下,在冷暖空气相遇的锋面上经常发生锋面雷暴。3月份内闻雷的区域大体扩大到包括95°E左右以东33°N~34°N以南的广大区域。5月1日以前闻雷的区域,东部地区向北迅速扩大到内蒙古和东北大部,西部地区也向北扩展到青海南部和西藏东部地区;还有西北祁连山区、天山西部山区,4月份内也已开始初雷。全国在6月份内才能闻雷的地区仅仅限于准噶尔、塔里木、吐鲁番和柴达木盆地等干旱地区。这里空气干燥,水分缺乏,云都很少,更难得有积雨云形成而响雷。
西北干旱地区雷暴既少,结束也早。塔里木等干旱盆地平均在8月1日前后就已停雷了。有的年份甚至只有初雷而无终雷(即秋季未响过雷),或者相反只有终雷而无初雷。大约东部32°N以北,青藏高原32°N~36°N以北的多数地区都在10月1日以前终雷。11月份内终雷的仅限于云南省以及川黔两省局部地区。12月份内终雷的就只有云南最西南部的极小地区了。所以正是这里才是我国雷期最长的地区,例如耿马孟定平均1月27日初雷,12月2日终雷,初终期间日数达310天,最多雷的年份无雷期甚至只有20天。
雷暴既然是热力对流所引起,因此大陆上雷暴多发生在白天,主要是午后至傍晚之间。海上气层夜间比白天不稳定,因此海上夜雷反多于日雷。地形对打雷时间也有影响,山顶山脊等凸出地形下对流以白天最强,因此也以日雷为多;在多夜雨的高大河谷里,因为夜间常可有积雨云形成,因此也以夜雷为多,例如拉萨、河口等多夜雨的河谷盆地地形中,夜雷就是多于日雷的。
我国各地雷暴的持续时间(当然允许中间有间歇),一般都是短雷多而长雷少。南北方相比,南方雷暴既多,持续时间也长,例如广西钦州、东兴是我国雷暴最多的地区,它们持续时间≥2小时的较长雷暴出现次数每年平均为63.0次和84.3次(表6),而北方哈尔滨和北京仅分别出现6.7次和11.8次。钦州、东兴和西沙还有持续12小时以上的雷暴纪录,这多数是台风过境所造成。
全国雷暴最少的干旱沙漠地区雷的持续时间也短,例如青海柴达木盆地的冷湖从无持续2小时以上的雷暴出现,绝大多数短于1小时,而且很多是一个雷暴日只响一、二声雷。青藏高原上雷暴的特点是次数不少而持续时间不长,例如拉萨和黑河总次数分别为95.1次和133.4次,可与华南相比,但≥2小时的雷暴次数分别仅有5.1次和11.6次,又和北方相近。
三、中国的冰雹
冰雹是天上积雨云中掉下来的固体降水,一般为黄豆、蚕豆粒大小,但偶尔也有像乒乓球甚至鸡蛋大小的。冰雹是我国主要灾害性天气之一,虽说“雹打一条线”,持续时间也不长,但因来势猛,强度大,还常伴随狂风破坏,所以常给局地农业生产造成严重损失,甚至颗粒无收。
我国年平均雹日分布的形势,大体是,从东北到西藏这一条“东北—西南”向地带中冰雹多,其两侧的广大东南地区和西北内陆干旱地区(山区除外)冰雹少。
在这条多雹带中,青藏高原又是我国冰雹最多、范围最大的地区。川西高原及以西的大部分地区每年都有8天以上冰雹,最多中心位于拉萨以北的西藏东部地区;黑河(那曲)每年平均有34.5天冰雹。青藏高原最东部即川西高原和青海东南部地区是全国冰雹次多中心,例如四川色达每年也有27.2天。
天山及祁连山区。祁连山区东段每年可有10天~15天冰雹。天山西段5天~10天以上,个别站如昭苏甚至有23.7天,是除青藏高原以外全国冰雹最多的地方。
山区冰雹多的原因,主要是山区地形复杂,阳光下受热不匀,受热多的南坡等区域,气流上升运动强烈,易于形成积雨云,因而产生雷雨冰雹天气的缘故。
广大东南地区和西北内陆干旱地区是我国冰雹最少的地区。具体来说,西北内陆诸干旱盆地、华北平原、长江中下游地区及四川盆地,10年中冰雹总天数还不到4天~5天,台湾、福建沿海和两广大部分热带地区,10年中更不到2天,甚至从不出现。这是因为干旱地区空气太干,云都很少,更不用说形成下冰雹的积雨云了。热带地区则因零度层很高,低层气温又暖,积雨云虽多,但冰雹常不及地就已融化并分散成为雨滴的缘故。
我国最早降雹日期大体上从南向北逐渐延迟:黔、湘和滇、桂、赣、鄂诸省及其附近地区,一般在1月份~2月份内出现初雹;东南沿海地区、四川大部和陕南等地区,初雹多在2月份~3月份;东部35°N以北和西北内陆地区,大都在4月份,青藏高原大部、大兴安岭北部和北疆局部山区,因升温最迟,晚至5月始见初雹。
降雹结束日期是北方早,南方迟:北方大部分地区中8、9月后冰雹就不再出现;东北平原大部、华北大部、西北东部及青藏高原大部地区,十月以后就不见降雹;西南大部、华南大部、长江中下游大部等地区结束最迟,11、12月份仍有可能降雹。
我国冰雹最多的季节,大致分为四种类型。东南地区主要是春雹型,全年以2月~4月或3月~5月为最多。北方主要是夏雹型,5月~9月或6月~9月中冰雹最多。少数地区还有春夏雹型和双峰雹型。
我国大部分地区中都曾发生过一天中有二次降雹的情况,湖北五峰1964年2月7日这一天中曾断断续续降雹达9次之多。