蔣靜，朱敬紅，黃春華，彭俊龍，黃瀅，林文樺

（1.防城港市氣象局，廣西防城港　538001；2.湖南長沙　95172部隊，湖南長沙　410114）

防城港“回南天”分析及預報

蔣靜1，朱敬紅2，黃春華1，彭俊龍1，黃瀅1，林文樺1

（1.防城港市氣象局，廣西防城港538001；2.湖南長沙95172部隊，湖南長沙410114）

利用建筑物內(nèi)壁溫度計算公式，反演出2009—2013年防城港市共出現(xiàn)16次“回南天”過程，并利用氣溫、露點、濕度、micaps常規(guī)資料以及NCEP分析資料對這16次個例的天氣形勢、氣象要素變化特征進行了分析。結(jié)果表明：長時間控制廣西的冷空氣影響結(jié)束后，廣西上空迅速轉(zhuǎn)受暖濕氣流控制，當室外空氣露點大于室內(nèi)物體溫度時，“回南天”現(xiàn)象就會產(chǎn)生；氣溫快速回升，露點高于室內(nèi)物體溫度是“回南天”出現(xiàn)的必要條件，要重點分析未來露點的變化；“回南天”有冷性結(jié)束和暖性結(jié)束兩種結(jié)束方式。

“回南天”；天氣形勢；氣象要素；分析；預報

引言

防城港市冬春過渡季節(jié)經(jīng)常出現(xiàn)室內(nèi)地板、墻體、玻璃、天花板等物體回潮冒水現(xiàn)象，通常稱之為“回南天”。“回南天”是暖濕空氣流經(jīng)較冷物體表面導致水凝結(jié)的一種天氣返潮現(xiàn)象，防城港市的“回南天”大多出現(xiàn)在1—3月?！盎啬咸臁笔翘囟ㄌ鞖獗尘跋滤a(chǎn)生的自然現(xiàn)象，在氣象觀測記錄上沒有這項內(nèi)容。雖然“回南天”不像強對流天氣來得劇烈，但它出現(xiàn)時給人們的生活帶來諸多不利影響，如樓梯濕滑、墻壁發(fā)霉、衣服多日不干、家電短路等，還易滋生病毒細菌，引發(fā)呼吸道、消化道和人體關節(jié)等疾病。目前氣象工作者對“回南天”分析和研究相對較少，何飛［1］等通過對2010年賀州冬春季節(jié)回潮過程的天氣環(huán)流形勢及本站氣象常規(guī)要素變化分析，指出西南暖低壓的發(fā)展是“回南天”出現(xiàn)的主要天氣環(huán)流特征，陳芳麗、余江華、郭媚媚、陳建兵［2—5］對廣東、廣西“回南天”做了初步分析，統(tǒng)計了“回南天”出現(xiàn)的天氣形勢和要素變化的特征；張東［6］等對廣東“回南天”現(xiàn)象進行分析，發(fā)現(xiàn)“回南天”出現(xiàn)在冷暖急轉(zhuǎn)的背景下，并對“回南天”過程氣象要素變化特征進行分析；王慶國［7］等通過理論假設分析了建筑物內(nèi)壁溫度與氣溫及地溫變化的關系，建立了相應的擬合關系式，客觀定量地定義了“回南天”標準，有效地解決了“回南天”觀測資料缺少的難題。本文通過反演2009—2013年“回南天”過程，研究“回南天”出現(xiàn)前后的天氣氣候背景，建立“回南天”概念模型和預報方法，借此及時發(fā)出“回南天”的預報，提醒大眾采取措施，減輕“回南天”帶來的不利影響。

1　資料來源及“回南天”定義

1.1資料來源

分析所用資料為2009—2013年防城港市氣象局地面站的氣溫、露點、濕度、能見度等常規(guī)觀測資料。micaps常規(guī)資料、NCEP分析資料分辨率2.5°× 2.5°，每日4個時次（O2：00、08：00、14：00、20：00）。

1.2“回南天”的定義及“回南天”過程的確定

一般來說，“回南天”的形成需要兩個條件：一是有長時間的低溫，日平均氣溫低于14℃至少要持續(xù)3d以上；二是有天氣突變，長時間低溫后突然變得暖濕。從其形成的物理過程可以看出，室內(nèi)物體溫度是否低于室外空氣露點是判斷“回南天”出現(xiàn)與否的關鍵。因此首先要知道室內(nèi)物體的溫度，而室溫不是常規(guī)觀測項目，要通過擬合計算才能得到。本文利用王慶國［7］得出的建筑物內(nèi)壁溫度計算公式得出室內(nèi)物體溫度，從而反演防城港市的“回南天”過程。建筑物內(nèi)壁溫度計算公式如下：

其中公式（1）中T0（i-n）為15cm地溫，T1（i-n）為氣溫，ti建筑物內(nèi)壁溫度。數(shù)值大于0表示當天有“回南天”天氣，數(shù)值越大“回南”越嚴重，數(shù)值越小或等于0表示當天不易出現(xiàn)“回南”天氣。

2　“回南天”過程的反演

根據(jù)“回南天”形成的兩個條件及公式（1）來反演防城港市的“回南天”過程。經(jīng)過計算，2009—2013年防城港共出現(xiàn)16次“回南天”過程，具體過程見表1。

從表1可以看出，2009-2013年防城港市出現(xiàn)16次“回南天”過程共有57d，最嚴重的“回南天”出現(xiàn)在2009年3月10-13日、2012年2月4-6日，日平均露點溫度與建筑物內(nèi)壁日平均溫度差達到了2.5℃，逐小時露點溫度與建筑物內(nèi)壁溫度差最大值為4.5℃。防城港的“回南天”一般出現(xiàn)3—4d，有時可長達8d以上，如2010年1月27—2月3日和2012年的3月14—23日，分別出現(xiàn)了8d和10d，最長過程出現(xiàn)在2012年3月14—23日，2012年“回南天”較嚴重，共出現(xiàn)了22d。雖然表中有些天數(shù)日平均露點溫度與建筑物內(nèi)壁日平均溫度差出現(xiàn)了負值，但它出現(xiàn)在“回南天”過程當中，而且大部分時段每小時露點溫度與建筑物內(nèi)壁溫度差大于0，也沒有出現(xiàn)使“回南天”結(jié)束的天氣形勢，所以記錄有“回南天”。這16次“回南天”過程，冷性結(jié)束共12次（表1中帶＊），占75%；暖性結(jié)束4次，占25%。

表1　2009—2013年防城港市“回南天”日平均露點溫度與建筑物內(nèi)壁日平均溫度差及逐小時露點溫度與

3　“回南天”開始和結(jié)束

根據(jù)“回南天”現(xiàn)象形成的原因，當露點溫度高于建筑物內(nèi)壁溫度時，“回南天”現(xiàn)象出現(xiàn)，露點溫度高出建筑物內(nèi)壁溫度越多，水汽凝結(jié)就越快，“回南天”現(xiàn)象越明顯。圖1是2009年3月3—13日逐小時氣溫、露點溫度、內(nèi)壁溫度變化曲線，從圖可以看出3月5日前是低溫時段，5日氣溫略有回升，3—10時露點溫度大于建筑物內(nèi)壁溫度，出現(xiàn)短暫的“回南天”，5日11時開始露點溫度小于建筑物內(nèi)壁溫度，9日氣溫快速回升，最高氣溫達到了22.5℃，這時露點溫度還沒有回升，10日隨著低層偏南風加大，露點溫度迅速升高，10日12時開始露點溫度大于建筑物內(nèi)壁溫度，而且差值從0.3℃迅速增加到1.5℃，到15時差值達到了2.5℃，“回南天”出現(xiàn)。11—13日差值都在1.5℃以上，12日11時達到這次過程的極大值4.5℃。10日12時開始露點溫度線與氣溫線重合，溫度露點差為0，空氣達到飽和容易出現(xiàn)“回南天”。13日12時冷空氣影響防城港市，氣溫和露點溫度迅速下降，露點溫度與建筑物內(nèi)壁溫度差為-4.9℃，“回南天”結(jié)束。

圖1　2009年3月3—13日逐小時氣溫、露點溫度、內(nèi)壁溫度變化曲線

4　“回南天”過程天氣形勢

將“回南天”過程分成三個階段：前期—“回南天”出現(xiàn)前的冷空氣影響階段，中期—“回南天”影響階段和后期—“回南天”結(jié)束階段。綜合分析2009-2013年16次“回南天”過程，得出“回南天”期間高空和地面天氣形勢特征。

4.1“回南天”500hPa高空形勢特征

500hPa“回南天”前期華北槽不斷引導冷空氣南下影響廣西，副熱帶高壓位于太平洋西岸（圖略），廣西上空為偏西氣流；“回南天”中期有西風槽（或南支槽）活動，500hPa風場上多為西南風，廣西處于槽前的西南風影響中。

4.2“回南天”地面形勢特征

“回南天”前期地面形勢基本一致，在貝加爾湖以西有冷空氣堆積，不斷分裂冷空氣影響我國，廣西受冷高壓控制，鋒面南壓過北部灣海面，防城港市維持較長時間的低溫天氣?！盎啬咸臁敝衅诘孛嫘蝿萋杂胁煌旅娣治觥盎啬咸臁敝衅?種典型的地面形勢。

之一：地面高壓從長江口出海，影響廣西的冷空氣減弱，廣西轉(zhuǎn)為高壓后部影響，同時位于云貴高原一帶的西南低壓發(fā)展，并往東影響廣西，地面呈東高西低形勢，防城港由前期的冷高壓影響轉(zhuǎn)為西南暖低壓影響，地面轉(zhuǎn)南風，925、850hPa維持較強的西南暖濕氣流，低層濕度大，地面氣溫、露點溫度都迅速回升，這時室內(nèi)溫度變化不大，當露點溫度大于室內(nèi)溫度時，“回南天”開始出現(xiàn)。如2012年3月14—23日這次過程，12日14時開始，地面高壓逐漸從長江口東移出海（圖略），廣西為變性高壓脊影響，14日08時，見圖2a，兩廣地區(qū)為高壓后部，地面呈東高西低形勢，鋒面消失，吹東南風，氣溫迅速回升，14日中午“回南天”開始，15-16日，云貴高原一帶的低壓發(fā)展東移，防城港市轉(zhuǎn)為暖低壓外圍影響。

之二：地面高壓從長江口出海，新一股冷空氣已經(jīng)到達桂北，地面西南低壓發(fā)展明顯，防城港市轉(zhuǎn)為低壓影響，如2011年3月21—22日，見圖2b，21日08時，貝加爾湖以西地區(qū)有強的冷高壓，中心達到1052hPa，其前側(cè)等壓線密集，前鋒已達到廣西以北地區(qū)，冷空氣推動西南低壓南落，控制廣西南部，防城港市出現(xiàn)鋒前升溫，露點溫度也迅速回升，21—22日防城港出現(xiàn)回南天氣。

4.3“回南天”期間低層（925和850hPa）形勢變化特征

“回南天”出現(xiàn)前低層925hPa以下受偏北風影響，925hPa快速轉(zhuǎn)南風后“回南天”過程出現(xiàn)。當925hPa南風加大時，850hPa上南風也非常明顯，甚至達到急流，轉(zhuǎn)南風時間比低層更早，有時在冷空氣影響時段也是南風，其北風到南風的轉(zhuǎn)換不如925hPa那么清楚。這主要和冷空氣活動時的垂直厚度有關，因為較厚的冷空氣南下影響廣西時，850hPa才能轉(zhuǎn)北風，而冷空氣較為淺薄時850hPa轉(zhuǎn)不了北風，仍為南風，北風僅僅出現(xiàn)在更低的層次，通常925hPa反映比較清楚。如：2013年2月20—28日和2012年3月10—23日這兩次過程，前一次過程冷空氣強，2013年20—21日，為弱的偏南氣流，22日，冷空氣補充，850hPa切變線南壓出海，轉(zhuǎn)為偏北風，24日，隨著地面高壓中心出海，轉(zhuǎn)為高壓后部偏南氣流影響。而后一次過程的2012年3月10—12日，冷空氣影響時，850hPa切變線位于桂北，防城港為偏南風，13—14日，西南氣流加強為急流，15—17日，維持較強的西南急流，整個過程期間850hPa都為偏南風（圖略）。

“回南天”是由冷快速轉(zhuǎn)暖時發(fā)生的，重點分析反映冷空氣活動的層次，代表層次為925hPa以下，同樣，轉(zhuǎn)南風時會有暖平流致使氣溫升高，為了使近地面氣溫能升高，層次不能太高，否則地面不會出現(xiàn)明顯升溫，預報“回南天”過程時應把925hPa作為垂直方向上分析的重點。

圖2　“回南天”地面形勢（a：2012年3月14日08時，b：2011年3月21日08時）

5　“回南天”過程氣象要素的變化特征

“回南天”的預報除了要關注天氣形勢以外，還要關注氣象要素的變化，通過氣象要素的變化來推斷某種天氣或現(xiàn)象是否能出現(xiàn)。下面對防城港出現(xiàn)“回南天”較嚴重的年份，即2012年2月1日—3月24日，這期間共出現(xiàn)了5次“回南天”過程，即2月5—6日、13—15日和22—24日，3月4—7日和14—23日，分別對氣溫、濕度、能見度這三種氣象要素以及水汽通量來進行分析，以提高預報員對“回南天”天氣的認識和敏感性。

5.1氣溫變化特征

圖3是2012年2月1日—3月24日防城港市日平均氣溫圖，圖中圓圈對應“回南天”過程。分析各時次“回南天”，可以清楚看到“回南天”出現(xiàn)前都有超過3d的日平均氣溫低于12℃的低溫天氣，由于室內(nèi)物體溫度是受室外氣溫影響的，室內(nèi)溫度日變化非常緩慢，若要室內(nèi)物體溫度降到比較低的狀態(tài)，就需要冷空氣影響時間夠長。冷空氣影響減弱后至“回南天”出現(xiàn)這段時間氣溫回升速度很快。“回南天”期間氣溫處在波峰，氣溫明顯偏高；日平均氣溫升幅都在2℃左右，如2012年2月7—15日這次過程，8—12日日平均氣溫都≤12℃，12日下午開始氣溫回升，13—15日平均氣溫分別為14.4℃、16.3℃、18.2℃，最高氣溫分別達到了：17.5℃、20.8℃、22. 8℃，13—15日出現(xiàn)“回南天”。因此，當經(jīng)歷一段長時間的低溫過程后，如果冷暖快速轉(zhuǎn)換，往往就會出現(xiàn)“回南天”。

5.2濕度變化特征

“回南天”發(fā)生時，室內(nèi)物體回潮變濕，到處都是濕漉漉的，分析“回南天”過程中相對濕度和絕對濕度變化，圖4給出了2012年2月1日—3月24日防城港相對濕度和絕對濕度逐6小時變化。這期間有5次“回南天”過程，圖4中對應橢圓圈時段，從圖4可以看到，“回南天”期間絕對濕度明顯增大，處在峰頂，絕對濕度反映的是空氣中水汽的絕對含量，這說明“回南天”的時候水汽有一個顯著加大過程。而“回南天”期間相對濕度大多數(shù)時候在90%以上，有時甚至達到100%，但有時候也比較低，如月22—24日的“回南天”過程中一度低于60%，這主要是相對濕度和氣溫有關，當下午氣溫突然上升，則相對濕度就明顯下降。圖中相對濕度較低的時次都是氣溫上升的結(jié)果，而同時次的絕對濕度并沒有下降，露點也沒有明顯下降，且仍高于室內(nèi)地板溫度，因而“回南天”現(xiàn)象仍在。這5次過程相對濕度變化特征遠沒有絕對濕度特征明顯。分析其它的“回南天”過程，這個現(xiàn)象也存在，所以“回南天”期間濕度大應指絕對濕度大，在預報“回南天”時要更多地去分析絕對濕度。

圖3　2012年2月1日至3月24日防城港日平均氣溫圖（橢圓圈表示“回南天”時段）

圖4　2012年2月1日至3月24日防城港相對濕度和絕對濕度逐6小時變化圖（橢圓圈表示“回南天”出現(xiàn)時段）

5.3能見度變化特征

“回南天”期間暖濕氣流強盛，空氣濕度明顯加大，有時甚至接近飽和，這種情況下容易產(chǎn)生霧［9-11］，分析2O12年2月1—3月24日逐6小時能見度變化情況，如圖5，圖中圓圈對應的是“回南天”時段，從圖中可以看到，“回南天”期間能見度總體是偏低的，很多時次能見度在1km以下，但也有個別時次超過5km。分析2月12—15日“回南天”過程的能見度變化情況，有霧時段為：2月12日夜間至13日12：16，最小能見度300m；13日18：08—13日夜間，最小能見度200m；14日夜間至15日9：35，最小能見度200m，其它時段能見度大于1km，并沒有霧。從這些個例來看，“回南天”期間能見度總體是偏低的，但并是每個時次都很低，也會有某些時次較高（超過5km）。因此，“回南天”會經(jīng)常有霧現(xiàn)象，但有霧不一定馬上出現(xiàn)“回南天”，“回南天”維持時有些時段并沒有霧。

圖5　2012年2月1日—3月24日逐6小時能見度變化情況

5.4水汽通量變化特征

分析“回南天”過程中物理量特征，發(fā)現(xiàn)水汽通量在過程中有一定的指示意義：在低層“回南天”開始前水汽通量大值中心位于南海中北部一帶，防城港市位于其北側(cè)外緣，水汽通量值小，但仍然是正水汽通量?！盎啬咸臁遍_始時，水汽通量中心北抬，水汽通量開始增大，“回南天”期間防城港市處于水汽通量大值區(qū)，“回南天”結(jié)束時水汽通量大值區(qū)南落。如2012年3月14—23日這次過程，見圖6，在1000hPa上，10到14日，水汽通量大值中心位于南海中北部一帶（圖略），15日，水汽通量大值中心北抬，從南海北部到兩廣地區(qū)形成一條水汽通道，本地的水汽通量開始增大，17—18日，水汽通量大值中心由廣東沿海西移到廣西東南部，防城港市位于水汽通量梯度大的區(qū)域，19—23日，水汽通量值減弱，但是仍然維持較大的水汽通量場。24日水汽通量大值區(qū)南落，“回南天”過程結(jié)束。說明低層快速轉(zhuǎn)南風后，水汽輸送通道建立，南風將暖濕氣流輸送到華南沿海地區(qū)，對“回南天”的形成和維持有利。

6　結(jié)論

（1）“回南天”是出現(xiàn)在冷暖急轉(zhuǎn)的天氣背景下的；冬春過渡季節(jié)當長時間控制防城港的冷高壓脊快速減弱并從長江口東移出海，同時925hPa以上有明顯的偏南氣流時，要考慮是否會出現(xiàn)“回南天”現(xiàn)象。

（2）氣溫快速回升導致室外露點溫度高于室內(nèi)物體溫度是“回南天”出現(xiàn)的充分必要條件，“回南天”開始前經(jīng)常有霧出現(xiàn)，能見度較差，“回南天”過程開始后，絕對濕度明顯增大，“回南天”過程維持時有些時段不一定有霧。

（3）低層快速轉(zhuǎn)南風后，“回南天”開始時，從南海北部到兩廣地區(qū)為水汽通量大值區(qū)，水汽輸送通道建立，對“回南天”的形成和維持有利。

（4）“回南天”有兩種結(jié)束方式，一種是冷性結(jié)束，即新的冷空氣南下影響廣東，氣溫露點明顯下降，露點低于室內(nèi)物體溫度時“回南天”結(jié)束。另一種是暖性結(jié)束，即回暖的時間長到一定程度，室內(nèi)物體溫度逐漸超過室外空氣露點時“回南天”結(jié)束。

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Analysis and Forecasting of“huinantian”in FangChengGang

JIANG Jing，ZHU Jing-hong，HUANG Chun-hua，PENG Jun-long，HUANG Ying，LIN Wen-hua 1.Fangchenggang Municipal Meteorological Service，F(xiàn)angchenggang Guangxi 538001 2.Hunan Changsha 95172 troops，Changsha Hunan 410114

by using a fitting formula of wall temperature，16 cases of“huinantian”processes in FangChengGang from 2009 to 2013 was inverted，and an analysis was made in the aspects of circulation patterns and characteristics based on the data of air temperature，dew point，humidity，and MICAPS data and NCEP reanalysis data.The result indicates：after the termination of the influence of cold air，warm and wet air affects Guangxi when the dew point of outdoor air is higher than the indoor object temperature，and the“huinantian”event appears on the background of cold air making a sudden turn into warm air；the rapid rise of air temperature is the necessary condition for the“huinantian”；the trend of future dew point should be selectively analyzed；“huinantian”normally disappears in two ways：cold ending and warm ending.

high-humidity weather；circulation pattern；meteorological element；wall temperature；dew point

P457.3

A

1673-8411（2015）03-0039-06

2015-04-18

防城港市科學研究與技術(shù)開發(fā)計劃項目資助（編號：20131910-2）

蔣靜（1973-），女，廣西全州人，本科，副研級高級工程師，主要從事短期天氣預報技術(shù)方法研究，E-mail：13707706090@139.com