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科普看台丨解码冬雾:认知、防范、科研全解析 来源:中国气象报社 日期:2025年12月17日13:49

编者按:雾——这一常见的气象现象,实则隐藏着复杂机理,更与人们的生产生活息息相关。每年12月至次年1月是我国大雾的高发时段。由于大雾对交通安全和公众健康具有显著影响,提升社会对大雾的科学认知,并增强防范应对能力,已成为一项重要的民生课题。

本期《科普看台》聚焦冬季大雾,将深入剖析雾的形成机理,介绍辐射雾、团雾等主要类型的辨别要点;详细解读大雾预警的分级标准与响应措施,提供健康防护建议及不同场景下的交通出行指南;并通过庐山云雾试验站的研究案例,展现云雾机制研究、人工消雾技术等成果。希望通过多维度科普,帮助公众读懂雾的 “真面目”。

湖南省张家界市武陵源风景名胜区云雾缭绕。 图/王志国

专家顾问:

中央气象台首席预报员 桂海林

中国气象局人工影响天气中心技术研究室主任 段婧

南京气象科技创新研究院高级工程师 祖繁

冬季“常客” 雾从何来?

“早上出门一片白,十米之外认不出人。”每年12月至次年1月,我国大部分地区都会上演这样的冬日图景。雾,这位冬季的“常客”,时而为城市披上一层诗意朦胧的面纱,时而又化身交通出行的“隐形障碍”,令人措手不及。

为什么冬天特别容易起雾?我们又该如何科学应对?记者采访了中央气象台首席预报员桂海林。

为何冬雾清晨常“现身”

从气象学角度看,雾是近地面大气的“专属产物”—它由悬浮在近地面空气中的大量微小水滴或冰晶组成,本质是水汽达到饱和状态后的凝结现象。

桂海林解释,空气要达到水汽饱和,主要有两种方式:一是水汽“主动加量”,比如靠近河湖的地方水汽源源不断补充进来,空气里的水汽越来越多,使得水汽达到饱和状态;二是气温下降,空气中难以容纳大量水汽,空气中的饱和水汽压降低,现有水汽就能达到饱和并发生凝结。

根据形成机制与温度条件,雾可分为多种类型。“当气温高于0℃时,水汽多以液态水滴形式存在,形成常见的液态雾;而当气温低于0℃时,水汽可直接凝华为固态冰晶,形成所谓的‘冰雾’。”桂海林补充道。

冬季频繁出现的大雾天气,与气温持续走低以及有利的气象条件有密切联系。白天阳光照射使地表升温,空气持水能力较强;但入夜后,随着太阳辐射消失,地表开始通过长波辐射散热,尤其在晴朗无风的夜晚,由于缺乏云层的保温作用,又无风力扰动,地表热量迅速散失,导致近地面空气快速冷却。这种过程被称为“地表辐射冷却”。当温度降至露点以下,空气中的水汽便凝结成雾。另外,在夜长昼短的秋冬季,地表辐射冷却持续时间更长,强度更大,常在后半夜至清晨形成浓雾,这也是一天中雾最浓、能见度最低的时段。

黄琬婷制图

辐射雾和平流雾,特征大不同

桂海林介绍,辐射雾和平流雾是我国冬季最常见雾的类型,其形成机制与分布区域差异显著。

辐射雾由夜间地表辐射冷却引发。在晴朗无风的夜晚,地表迅速散热,近地面空气降温明显。当温度降至露点以下,水汽便在凝结核上凝结成微小水滴,形成贴近地面的雾,常伴随逆温现象,多见于内陆地区。

平流雾则是暖湿空气水平移动至较冷下垫面时,底部冷却而形成的雾,主要出现在北方沿海及南方湿润地区,冬春季节多发。它常将城市建筑包裹其中,造成“雾绕楼台”的视觉效果。

我国冬季大雾的分布呈现显著的区域差异:在西南地区,如四川盆地、贵州等地,以辐射雾为主,因地形封闭、湿度大而常年多发;长江中下游平原河网密布、水汽充沛,冬季辐射雾与平流雾常混合出现;华北平原及黄淮地区则以辐射雾为主;东南沿海春夏季多发平流海雾;云南南部及河谷地带受地形与辐射冷却影响,局地性辐射雾活跃。

整体来看,我国大雾多发于东部季风区,形成机制与局地气候、地形及下垫面性质密切相关。

团雾,冬季交通安全的“隐形杀手”

如果说普通雾尚可预测,那么最令人心惊胆战的莫过于“团雾”—又称“局地雾”,堪称冬季交通安全的“隐形杀手”。不少司机都有过这样的经历:前一秒还视野清晰,下一秒就闯入白茫茫的雾团,能见度瞬间降至几十米甚至几米。

团雾的局地性和突发性源于冬季地表的“不均匀冷却”。桂海林举例,同一区域内可能既有池塘、洼地,也有水泥路面,夜晚降温时,池塘周边湿度大、降温速度快,附近空气会率先达到饱和形成雾,而水泥路面因导热性不同降温较慢,就会出现“一片雾、一片晴”的景象。由于这种冷却过程非常局部,雾往往只在几百米甚至更小的范围内突然生成。加之冬季大气层结稳定、风力微弱,雾团不易扩散,从而形成边界清晰、能见度极低的“雾块”。因其突发性强、尺度小、难以提前精确预报,团雾成为冬季交通安全的严重隐患。

近年来,随着气候环境变化,我国冬季雾的时空分布也出现了新变化—

华北、黄淮地区的雾日有所增加,这与北方地区湿度增加有关。南方地区则呈现“西增东减”的特点,四川盆地、贵州等西南地区的雾日相对稳定或略有增加,而浙江、福建、广东等东部地区的雾日却有所减少。

了解雾的成因、类型与变化规律,不仅有助于我们真正理解这一冬季常见天气现象,也能有效防范其带来的交通与安全风险。(王畅)

探寻云雾聚散的科学密钥

在江西省北部的庐山,年平均相对湿度达78%,年平均雾日约200天,得天独厚的气候条件让庐山成为开展云雾降水研究的天然理想试验场,同时也是我国人工影响天气工作的发祥地之一。这里隐藏着一座影响中国气象科学发展的重要科研基地—庐山云雾试验站(以下简称“云雾站”)。自20世纪50年代建立以来,云雾站肩负起人工降水、消雹和云雾物理等核心研究使命,见证了中国云雾物理和人工影响天气研究的起步与腾飞。

中国气象局人工影响天气中心技术研究室主任段婧表示,“云雾的微物理结构”描述的是云雾内部微观粒子的特征和演变情况—主要包括云雾粒子的尺度、浓度、谱分布以及形态和化学组成及变化等关键信息。要“捕捉”这些瞬息万变的微观结构,云雾站陆续装备了一系列“高精尖”观测设备。同时,经过近年来的不断发展,充分利用庐山地理资源优势,在山上重点建设气溶胶—云—降水直接观测设备,在山脚部署遥感观测设备以获取云和降水的垂直结构,在山顶至山腰及山脚之间的过渡区域布设多部通量和雨滴谱观测设备,建成了现在包含云雾站的庐山云雾物理综合试验基地(以下简称“基地”)。

基地以云雾站为核心观测点,建设了“1个数据中心+6个观测点”,在我国率先构建了集气溶胶—云雾—降水立体综合观测系统、播云催化试验、云降水物理研究、设备中试、人工影响天气科学试验和技术研发等于一体的外场综合试验基地,形成了气溶胶、云/雾、降水的全天候宏微观物理特性的综合监测能力,特别是对垂直高度全天候温湿廓线、气溶胶、云、降水分布廓线的持续监测,建立了云降水梯度观测系统。2025年,科研人员还创新性地利用庐山索道进行穿云观测,获取了云边界的气溶胶、云滴和气象要素的垂直剖面信息,为理解云—气溶胶相互作用提供了全新视角。2025年,该基地入选新一批中国气象局野外科学试验基地。

“人工消雾”如何实现?段婧表示,简单来说,就是通过人工方法减少雾滴数浓度或缩小雾滴半径,从而提高能见度。实际操作中,科研人员主要针对过冷雾和暖雾两种雾开展研究。

对于过冷雾(指由大量过冷液滴组成的雾),科研工作者巧妙地利用其“亚稳定状态”—通过播撒催化剂,使过冷水滴转化为冰晶,冰晶迅速长大并落到地面,从而达到消雾目的。这种方法在理论上来讲,是消减过冷雾较为有效的方法。

消暖雾则更具挑战性,因为暖雾相态相对稳定。对此,科研人员尝试播撒吸湿性粒子(如氯化钙)吸收水汽、利用直升机搅动雾层与上层干燥空气混合,或者通过加热空气促使雾滴蒸发,达到消雾目的。

“云水资源”指的是以云雾形式存在于大气中、可通过自然过程或者人工干预转化为降水的液态水、固态水的总称。要评估一片云中“藏着”多少可用水,需要综合考虑云的含水量、微物理结构和气象条件等多重因素。

庐山云雾试验站通过长期观测,积累了大量云滴谱、雨滴谱等基础数据,建立了涵盖近70年观测历史的庐山云雾数据集。这些数据不仅为云降水机理研究、区域云水资源评估提供了科学依据,也为优化人工增雨方案、提升降水转化率奠定了坚实基础。

庐山地处长江中下游地区,季节性干旱时有发生。通过研究庐山云雾降水的微物理机制、试验新型装备与催化剂,科研人员可以优化人工增雨作业方案和方法,为周边农田灌溉、居民生活用水和水库蓄水提供补充水源,有效缓解区域水资源压力。

这些看似高深的研究如何惠及公众?庐山云雾试验站的成果正在多个层面发挥着作用—

其研究成果可深化我们对自然云降水过程的理解,从而提高我国应对极端天气的能力,保障粮食安全、水资源安全和生态安全;试验站攻克了高山云雾试验技术瓶颈,形成了可复制可推广的建设技术规范和标准,为我国其他山地气象研究与服务提供了样本;此外,研究不仅提升了当地气象服务水平,还促进了科学旅游的发展,实现了科研与地方经济的良性互动。

云雾聚散间,庐山云雾试验站不仅揭示了自然界的奥秘,更将科学的力量转化为惠及民生的实际成果。(李悦)

冬季出行“雾”必小心

冬日清晨,神州大地常被一层“白纱”笼罩。对于奔波在路上的人们而言,这层“白纱”往往意味着视线受阻、潜藏危机。大雾作为我国常见的灾害性天气之一,对公众健康、交通运输、生产生活等领域均存在不同程度的影响。

面对大雾,首要一环是“识险”。根据中国气象局发布的《气象灾害预警信号发布与传播管理办法》,大雾预警信号分为黄色、橙色、红色三个等级。发出黄色预警,意味着12小时内可能出现能见度小于500米的雾,或者已经出现能见度小于500米、大于等于200米的雾并将持续。此时,能见度开始转差,虽然道路尚可通行,但对高速公路、航运等对视线要求极高的交通方式已产生初步影响,驾驶员需提高警惕,适时开启雾灯和示廓灯,密切关注路况信息。

一旦预警升级为橙色,即6小时内可能出现能见度小于200米的雾,或者已经出现能见度小于200米、大于等于50米的雾并将持续,风险便显著升级。这意味着大雾对道路交通有强烈影响,极易引发严重交通事故。此时公众应避免不必要的长途驾驶;若必须出行,务必严格控制车速,保持更长的安全车距,并开启所有必要灯光。而当红色预警发出,意味着2小时内可能出现能见度小于50米的雾,或者已经出现能见度小于50米的雾并将持续,交通环境实际上已处于“极度危险”状态。此时,“避险”为上策,公众应尽量取消户外活动和驾车出行。若车辆已在路上,应在确保安全的前提下尽快驶离高速公路或主干道,寻找安全地点停靠等待,切勿心存侥幸强行通过。

南京气象科技创新研究院高级工程师祖繁提醒,行车过程中,公众要警惕错误使用车灯。雾中切忌开启远光灯,以免因“光幕效应”导致对面车辆驾驶员视线模糊或致盲,正确做法是开启穿透力强的雾灯和近光灯。此外,若在高速公路上遭遇突发性强、能见度极低的“团雾”,切忌急刹车和随意变道,这样极易引发连环追尾。正确应对是紧握方向盘、缓慢减速,并连续轻点刹车以警示后车,平稳通过。

针对不同路况,防御措施也需因地制宜。高速公路行驶必须遵循“降速、控距、亮尾”原则,能见度低于200米时,车速应降至60公里/小时以下,且绝不能就地停车。城市道路需重点防范路口和行人,善用喇叭提醒。农村道路照明较差,建议靠右低速行驶,预留避让空间。桥梁隧道等重点区域易因局地小气候导致能见度陡降或光线突变,驶入前务必提前减速、开启近光灯。

如果说驾驶技巧是防御的“盾”,前沿气象科技便是预警的“眼”。祖繁介绍,南京气象科技创新研究院构建了融合致灾因子与环境特征的综合评估模型,实现了高速公路路段级雾风险预报。目前,基于新一代静止气象卫星识别算法及深度学习的短临预警模型等技术,已在江苏、云南、河北等多地高速公路落地应用,成为恶劣天气交通预警处置体系的关键一环。这些技术为降低事故率提供了坚实支撑。

未来,大雾防御技术将朝着更精准、更智能的方向演进。利用机器学习融合视频图像、卫星雷达等多源数据,可填补传统气象站点监测存在的空白区。预警将与交通管控深度联动,基于高精度预报和车路协同的技术,未来的系统不仅能实现分路段精细化预警,还能自动建议采取限速、封闭道路等措施,形成监测、预警、处置的闭环。另外,随着5G、V2X技术普及,预警信息将直达车端,甚至自动触发车辆“雾天安全模式”,实现伴随式的安全守护。

雾天虽迷蒙,科技与科普却能点亮平安的灯塔。在迷雾未散之前,请握紧手中的方向盘,慢一点,再慢一点,让平安成为回家最近的路。(黄琬婷)

(责任编辑:张林)