沈北新区能见度变化趋势及气象条件对能见度的影响

摘要：能见度的变化与区域气象因素（如气压、气温、湿度、风速）及污染物排放之间存在紧密联系。大气能见度作为衡量大气质量的直观指标，直接关系到居民的生活质量和社会生产安全。沈北新区作为沈阳城市群核心发展区域，近年来人口密度不断上升，产业结构加速调整，其大气环境演变迫切需要系统探讨。本文通过对沈北新区2003-2023年大气能见度的时空变化特征进行分析，探讨其年际变化以及影响因素，揭示气象要素（如气压、气温、湿度、风速）和雾霾等天气现象对能见度的显著影响。

关键词：沈北新区；大气能见度；变化趋势；气象条件；影响因素

引言

作为空气质量评价的直接表征指标，大气可视距离反映着介质透光性能的强弱差异，其数值高低不仅与民生福祉密切关联，更成为衡量近地层大气纯净状态的重要指标[1]。在气象条件引发的航空事故中，约19.2%归因于低能见度现象，而雾霾天气导致的航班异常占据延误总量的七成以上[2]。沈阳市沈北区域作为城市发展关键区域，近年持续遭受视觉障碍天气侵扰。此类气象条件既干扰日常通勤与居住舒适度，更对交通网络效能和城市基础设施安全构成潜在风险。探讨和研究沈北新区大气能见度的时空变化变特征和影响因子，预测大气能见度的变化规律，是改善城市环境质量、健全节能减排政策、保障交通安全和提高人民健康水平的需要，对评估和改善沈北新区大气能见度具有重要意义。

一、沈北新区大气能见度年际变化特征分析

为了更直观地分析沈北新区2003-2023年能见度的年际整体变化趋势，本章利用2003-2023年沈北新区自动气象站所监测的数据绘制折线图，如图1所示。

图1 2003-2023年沈北新区自动站大气能见度年际变化

2003—2023年间，大气能见度整体呈现“前期波动上升—中期改善显著—后期持续下降”的趋势。2003至2009年间，年均能见度在6300—6600米之间小幅波动。2010年至2014年能见度明显提升，尤其在2014年达到7894米的高值，表明该阶段空气质量有较大改善。20年间能见度先升后降，尤其2015年后下降幅度较大，反映出空气污染防治的成效与挑战并存，后期大气环境质量亟需持续改善。

二、沈北新区大气能见度影响因子分析

（一）气象要素对大气能见度的影响

区域气象条件决定一个地区大气能见度的基本特征[3]。本文选择2003-2023年大气能见度及同期气象要素观测资料，运用Spearman相关性分析对气象要素对大气能见度的影响进行探究。***表示统计结果在1%的显著性水平上显著，意味着拒绝原假设的概率小于1%。**表示统计结果在5%的显著性水平上显著，意味着拒绝原假设的概率小于5%。*表示统计结果在10%的显著性水平上显著，意味着拒绝原假设的概率小于10%。

表1 能见度气象要素影响因素的Spearman相关系数

注：***、**、*分别代表1%、5%、10%的显著性水平

相关分析结果显示，气压在四季与能见度均呈正相关（0.278～0.486），表明气压升高普遍有利于改善能见度。气温影响存在差异，夏秋为正相关（0.305、0.198），而春冬为负相关（-0.165、-0.372）。相对湿度在夏秋表现为显著负相关（-0.589、-0.456），说明湿度升高会降低能见度；但在冬季则呈显著正相关（0.804**），反映湿润环境有利于提高能见度。风速方面，仅秋季与能见度高度正相关（0.776**），其余季节相关性较弱甚至为负。

（二）雾、轻雾、霾对大气能见度的影响

除气象要素外，颗粒物是影响大气能见度的另一重要因素，由于颗粒物的质量浓度、化学组分、粒径谱分布、吸湿特点及炭黑等性质不同，其对大气能见度的影响较为复杂[4]。本文主要分析2003-2023年的雾、轻雾、霾等天气对沈北新区大气能见度的影响。

2003—2023年间，沈北新区大气能见度与雾、轻雾及霾天气关系密切。从整体趋势看，年均能见度在2003—2014年间大体维持在6300—7900m之间，2014年达到最高值7894 m，此后逐步下降，2021年降至最低点4406 m。

雾日数总体呈上升趋势，2003—2010年波动在7—15天之间，2015年增至16天，2016年达18天，2021年更是升至31天，为20年最高。轻雾是最常见的天气类型，2003—2013年普遍在150—205天，2014年骤降至42天，但随后逐步回升，2016年和2021年分别达到232天和287天，显著压低了当年能见度。

霾天气在2014年前基本未出现，自2014年起明显增多，2015—2016年达到高峰（74天、75天），对能见度影响极大，其中2016年年均能见度仅6250 m。此后霾日数虽有下降，但仍保持在20—35天，叠加频繁的轻雾过程，使得2017年后能见度整体偏低，尤其2021—2022年持续处于低谷。

轻雾长期高频出现，是影响能见度下降的主要因素；2014年后霾天气的增加加剧能见度恶化；而雾日数在2021年显著增多，同样造成能见度急剧降低。这表明颗粒物污染过程与湿度条件共同作用，成为近年来沈北新区能见度下降的关键原因。

依据大气物理学基本原理，悬浮颗粒物是影响能见度的关键要素。雾、轻雾及霾的发生频率与大气能见度呈显著负向关联，相关系数分别为-0.541、-0.842与-0.492，证实三者持续天数增加通常伴随能见度的衰减。其中雾日参数显示出最强的负向关联强度（-0.541），揭示该类天气事件频发将诱发能见度急剧降低。当气态水分子相变为液态微滴或固态冰晶时形成雾体，其与细颗粒物结合构成雾霾复合污染体系，通过加剧光学散射效应干扰光线传播路径。特别值得注意的是轻雾指标（-0.842）呈现出更强的相关性强度，虽相较于浓雾其遮蔽效应较弱，但仍导致能见度显著缩减。霾天数与能见度的关系也呈现负相关，相关系数为-0.492，霾是由大气中的细颗粒物（如PM2.5）聚集形成的，尤其是在干燥和高温的天气条件下，颗粒物浓度高，容易造成能见度的下降。

结论

沈北新区2003—2023年能见度总体呈“先升后降、近年回升”格局。2021年达低谷，近两年边际改善。季节上春秋相对较高、夏冬偏低。气压、气温、湿度、风速对能见度的影响具显著季节分异，雾、轻雾、霾与能见度显著负相关。

参考文献

[1] 马雁军,左洪超,张云海,等.辽宁中部城市群大气能见度变化趋势及影响因子分析[J].高原气象,2005,(04):623-628.

[2] 王淑英,徐晓峰.北京地区低能见度的气候特征及影响因素[J].气象科技,2001,(04):23-26.

[3] 王淑英,张小玲,徐晓峰.北京地区大气能见度变化规律及影响因子统计分析[J].气象科技, 2003,(02):109-114.

张杨,张福浩,陈才,等.京津冀大气能见度特征分析及影响因素研究[J].测绘科学, 2021,46(07):196-204.

作者简介：李丹琳（1997.09)女，汉族，辽宁法库人，本科学历，助理工程师，研究方向：气象。