空气与海面之间有感热和潜热交换,一般来说,气温高于水温时,以空气输向海面的感热交换居主要地位。相对暖湿的空气平流到冷海面,气温和海表温度之间产生了温度梯度,感热通量由大气向海洋输送,空气失去热量冷却,慢慢达到饱和并凝结成雾。在平流冷却雾的形成过程中,海面蒸发作用有时也不可忽视。平流冷却雾是全球海雾的最常见类型。
在平流冷却雾(也包含其他类型的海雾)的生成维持过程中,来自雾顶的长波辐射冷却降温和雾层中的湍流混合也起了重要作用。在雾层之上往往存在相对湿度明显下降的情况,即存在所谓干层。春季黄海海雾过程中往往干层比较明显,导致雾顶长波辐射冷却效应较夏季海雾更强。由于强烈的长波辐射冷却效应,在海雾生成期,降温成为主导因素,在海雾盛期甚至出现海表面气温低于海表面水温的时段,与英国北海的哈雾(haar)类似。夏季黄海海雾生成过程中,降温和增湿往往同时存在,雾层之上相对湿度仍然比较高,雾顶长波辐射冷却效应相对较弱,在海雾过程中海表面气温一般高于海表面水温。
平流冷却雾的发生具有非常明显的区域性特征,千岛群岛以东的西北太平洋、北大西洋上纽芬兰海域、加利福尼亚外海海域及苏格兰东北部海域的哈雾多是平流冷却雾。世界大范围开阔洋面的平流冷却雾多发区的一个共同特点,就是位于冷暖海流导致的海表面温度锋的冷水一侧。暖湿气流越过海表面温度锋到达冷水面,迅速冷却成雾。在近岸及外海,沿岸流、上升流和潮混合等导致的冷水面也是海雾多发区。比如美国西岸的加利福尼亚海域的多雾与上升流有关。平流冷却雾也是中国近海常见的海雾类型。黄海海域在春夏季经常有一个冷的沿岸流自北向南流去,朝鲜半岛西岸也有冷的沿岸流从鸭绿江口流向济州海峡,是该海区春夏季多雾的一个原因。冬季中国近海的沿岸流可以抵达南海,有利于广东沿海海雾发生。山东半岛东端的成山头近海海雾特别多,被称为“雾窟”,一个重要原因是潮混合导致的冷水面。这些冷水面为该地区海雾的形成提供了冷下垫面条件。与季节有关的天气系统影响下的风场,为海雾的发生提供暖湿平流,因此每个区域的海雾又具有明显的季节性。
平流冷却雾比较浓,雾区范围大,持续时间长,能见度低,多发生在海上,可以随风扩展到陆地上,无论在海上还是在沿岸地带,都因其恶劣的能见度对交通运输、海洋捕捞和海洋开发工程以及军事活动等造成不良影响,据统计海上船舶之间的碰撞事故80%是因低能见度引起的,而雾水中的盐分对建筑物的侵蚀也是不可忽视的,对海上生命财产安全和海域清洁水源环境构成了严重的威胁(见图)。
中国山东省荣成市的平流冷却雾