2015-04-28渤海海雾形成过程中的海气相互作用分析

利用FY和MTSAT卫星资料、ERA Interim再分析资料、黄渤海浮标站资料、黄渤海自动站逐小时观测资料,对发生在2015年4月28—29日的渤海海雾成因进行分析,着重探讨了海雾形成过程中的海气相互作用。结果发现,近海面处大气低层逆温层抬升,大于90%的大湿度区向上、向西扩展,对海雾形成非常有利;海雾生成前、生成发展过程中存在明显的东到东南风,有利于黄海水汽向渤海输送,海面上空有水汽通量大值区由渤海海峡向渤海中部移动,使得渤海上空水汽输送加强,提供了海雾形成所需的水汽;在海雾形成过程中渤海上空气温高于海温,风切变造成的海气界面湍流热交换为大气输送向海洋,使得冷海面上空暖湿空气降温冷却达到饱和形成海雾,是平流冷却雾。      

珠江口附近春季一次海雾的观测分析及三维数值模拟

为了探讨南海春季海雾的成因及数值模式的预报能力,利用边界层观测资料对2006年3月21—22日珠江口附近春季一次海雾的形成和发展过程进行了分析,然后用WRF中尺度模式对该次海雾过程进行了三维数值模拟。观测表明,该次海雾属于北方冷空气南下到达南海,然后减弱消失,南海北部受到偏南暖湿气流影响后迅速增暖,冷海面与近海面的暖湿空气相互作用而形成的一次平流冷却雾。模拟结果显示,模式模拟的这次海雾形成时间和发展演变过程与观测非常相近,模拟的海雾空间变化、边界层大气层结变化、地面感热通量变化以及海雾形成原因与观测事实均比较吻合,数值模式对这次海雾过程表现出了较高的模拟能力。这次海雾的形成和发展主要与冷的下垫面、暖湿空气的影响和近地面稳定的大气层结有关。     

2009年华北大范围暴雪成因及雷达回波特征分析

利用石家庄、济南和濮阳多普勒雷达资料,结合天气形势和实况,对2009年11月9—12日华北大范围暴雪天气过程的分析表明:(1)低层冷、中层暖、高层冷的"冷-暖-冷"层结造成了中层以上大气不稳定;中层急流将南方暖湿空气输送到北方,同时低层东北回流将东部海区的水汽向内陆输送,从而为持续性降雪提供了源源不断的水汽;700hPa切变线及低空急流为降水形成提供了触发条件,低空辐合、高空辐散的配置为降水持续提供了动力条件。(2)雷达回波呈现出大范围层状云结构,分布均匀连续,反射率因子一般在15～29dBZ之间;雷达径向速度图上低层零速度线呈"S"型结构,风向随高度顺转,有暖平流存在;2km左右高度存在切变层,低层东北回流把暖湿空气抬升,中层西南气流把暖湿气流源源不断地向华北地区输送。③降水区域与700hPa散度和水汽通量散度中心的叠加区域有较好的对应关系,低空急流和高空急流的加强使回波强度局部加强,达到30～35dBZ,导致局部强降雪的产生。     

上海一次连续大雾过程的成因分析

利用上海市遥测能见度数据、常规气象资料和T213、GFS分析资料以及GPS-PWV资料,分析了2008年1月5-11日发生在上海地区的一次连续大雾天气过程.分析表明当有天气尺度西风槽频繁活动、槽前暖湿气流不断向气层输入暖湿空气,如再遇特定暖水面或暖海面从近地面向气层输送暖湿气流时,在晴天和微风的早晨极易形成辐射雾;当东、黄海暖湿空气从近地面流向冷水面或冷陆面,如再遇江南低空偏南暖湿气流辐合聚积时,极易形成平流雾.雾区登陆距离与东风气流强弱有关,东风气流越强,雾区西进距离越长.在平流雾期间,0～300 m平均相对湿度的高湿区与雾区吻合.当绝对湿度小于3 g/kg时不会有大雾发生,绝对湿度在9～1 5 g/kg和GPS-PWV值在15 mm左右时,在合适的大气条件下容易形成大雾.     

华南沿海暖海雾过程中的湍流热量交换特征

湍流交换是海雾中的关键物理过程, 在海雾的热量和水汽平衡过程中起重要作用。本文根据2007年3月24～25日一次海雾的外场观测数据, 分析了海雾过程中近海面湍流热量交换特征; 并在区分风切变机械湍流与雾顶长波辐射冷却热力湍流的基础上, 着重分析了两种不同性质的湍流对海雾发展和维持的作用。结果表明: (1) 本次海雾是在西南低压和变性冷高压的控制下, 来自南海东部暖水区的空气平流在近岸冷海面上形成的暖海雾; 暖海雾中的湍流热量交换过程比冷海雾更为复杂; (2) 在暖海雾的形成和消散阶段, 风切变机械湍流的热量输送起主要作用; 而在发展和维持阶段, 既有风切变机械湍流的热量输送作用, 也有雾顶长波辐射冷却热力湍流的热量输送作用; (3) 风切变机械湍流向冷海面输送热量, 对近海面空气起到降温和增湿作用; 热力湍流同样向冷海面输送热量, 但对雾层起到增温和降湿作用; (4) 暖海雾中的湍流热量交换机制与雾层的非充分混合结构有密切关系。     

江面平流雾的数值研究

本文利用二维平流雾模式研究了海上暖湿空气平流到长江冷水面上形成平流雾的过程,对影响平流雾形成的两个主要因子(水面温度水平梯度和平流风速)与平流雾区的关系进行了数值研究,为江面平流雾的预报提供了思路.     

2008年冬季一次东海海雾过程研究

本文利用卫星资料,站点资料,再分析资料结合HYSPLIT-4模式对2008年1月8-10日发生在东海的一次海雾过程进行研究,观测分析表明:此次海雾是辐射冷却-平流雾,大尺度环流场为其发生了提供了背景场,冷暖空气相互作用冷凝成雾,海洋锋区决定了海上雾区"楔形"形状;在海雾形成前,已有接地的逆温层存在,逆温层使夜间辐射冷却,高空暖平流,低层冷空气渗入等多方面结果,低层湍流触发海雾形成,海雾形成于不接地的逆温层中,强湍流导致海雾的消散;海雾期间风速较小,风向不定,并且冬季海雾浅薄,雾顶高度在100m左右。以上结果有利于对冬季东海海雾的理解,以及为海雾预报提供新的思路。     

大连海雾特征及形成机理初步分析

利用2000～2010年逐3 h一次的常规报文资料和2.5°×2.5°的NCEP月平均场再分析资料,统计分析大连海雾发生时各种大气环境要素特征,确定有利于海雾生成的环境要素条件,并以此讨论海雾的成因和性质。同时,统计分析了大连海雾的年际变化与季节特征,对造成大连海雾异常偏多与偏少时的环流形势与水汽条件进行对比,分析有利于海雾生消的环流形势和海雾的水汽来源,以及海雾的性质成因。结果表明,大连海雾多发于春夏2季,其中尤以5～7月为海雾多发期,而在秋冬季很少发生。海雾主要出现于下半夜至上午前(从02点到11点),其中清晨05～08时最多,其消散一般在上午日出之后。风速在2～8 m/s之间的偏东风或偏南风最有利于大连海雾的发生。当预报海雾发生时,T-Td>0.6℃时,判断能见度>300 m;T-Td>1.1℃时,能见度一般>500 m;T-Td>2.1℃时,能见度>800 m。海雾在1 008 hPa时发生频次达到一个峰值,当气压<995 hPa和>1 030 hPa时,基本上没有海雾的生成。大连海雾多为平流雾,海雾的年际变化是大气环流变化的结果,海雾发生频数与副高西侧的偏南季风气流相关,当副高增强时,西南季风气流可以直接将热带洋面的水汽输送至大连地区,这样的平流水汽遇到冷的下垫面时,在大连海域形成海雾。     

2012年2月22日江西平流雾过程的环流特征与诊断分析

利用常规气象观测资料和NCEP再分析资料,对江西2012年2月22日的平流雾天气过程进行了诊断分析。结果表明,低层850—925 hPa江南有暖脊发展,且西南气流与等温线交角较大时,暖湿平流的输送为平流雾的形成提供了有利的平流逆温层结和水汽条件。当地面西南倒槽向东北方向发展时,在700—850 hPa西南急流的南侧有辐散下沉气流,925 hPa到近地层有弱辐合上升气流,两支气流的垂直混合有利于水汽聚积在逆温层下而形成雾。平流雾易形成于低层回温最明显且与地面逆温强度最大的时段。     

广州白云机场一次罕见浓雾的成因

利用MICAMSPS2.0资料、广州白云机场自动观测系统资料以及番禺雷达垂直风廓线产品(vwp),分析2007年4月10～11日白云机场的一次浓雾天气过程的大尺度天气背景、动力和热力结构特征及其演变等,揭示了这次浓雾过程的形成和维持机制。分析认为这是一次平流雾在有利条件下经过辐射冷却后形成的平流辐射雾。在有利的大尺度背景条件下,暖空气移动到冷的下垫面同时地表净辐射进一步加强近地层冷却,是此次浓雾过程的触发和加强机制;特殊的温度场结构增加了低层暖湿空气和下垫面之间的温差,近地面辐合和弱垂直运动有助于小风的维持和稳定层结的建立;充足的水汽为浓雾长时间维持提供了有利条件;而浓雾消散的主要原因是地面增温。     

豫北一次持续性大雾的成因分析

本文应用MICAPS探空资料(第五类站点数据)及地面观测资料(第一类格点数据、第四类站点数据)和NCEP再分析资料,对2009年11月13~14日发生在豫北地区的一次大雾天气过程的形成、持续及其性质转变的原因进行分析,发现地面中尺度辐合线(区)的时空分布与大雾过程有时间上的伴随关系。水汽通量输送和温度平流的变化以及地面辐射降温的共同作用导致了这次大雾的性质在持续过程中发生了转变,即由辐射雾变成平流雾。分析表明:13日08时之前豫北的降雪带来的充足水汽和夜间晴朗少云微风造成的辐射降温是形成辐射雾的主要原因;13日14时开始在豫北水汽通量输送加大和暖平流不断加强的同时地面持续降温,使得暖湿空气在较冷的下垫面冷却导致辐射雾转变为平流雾。     

相对湿度与雷雨天气

雷阵雨产生于大气中的强烈对流运动中。产生雷阵雨的基本条件有三个:(1)不稳定的大气层结;(2)丰富的水汽含量;(3)触发机制对暖湿空气的抬升。三者对雷雨的形成都有重要作用。水汽是形成雷雨云必不可少的重     

2008年1月末九江雨凇转大雪天气过程成因分析

对2008年1月25—29日九江市一次雨凇转大到暴雪天气过程的大气垂直结构进行了分析。结果表明,在雨凇和降雪区域中层有暖层,低层有冷层,且存在对称不稳定层结。垂直风切变明显,有利于对称不稳定能量积累和上升气流的形成。高、低空急流辐散、辐合相互垂直,引发的较强上升运动是雨雪天气得以维持的重要条件。东西风向切变使冷、暖气流在雨雪区域上空交汇,形成水平气旋性辐合,产生垂直运动,且与垂直风切变相互作用,促动上、下层动量传递,使高、低空急流维持。雨凇转大到暴雪时,暖层气温降低,垂直风切变向上增强,对称不稳定能量增大,风向切变辐合加大,上升气流和水汽输送加大。     

琼州海峡两次高压后部型海雾的对比分析和数值模拟

利用中尺度数值模式WRF和NCEP分析资料,对2018年2月17-20日和2019年2月4-6日春节期间发生在琼州海峡的两次持续性海雾过程进行数值模拟,结合中国气象局陆面数据同化系统的能见度格点数据、卫星、自动站等观测资料,对两次海雾天气的天气背景、发展演变过程、水汽条件、动力条件和云—雾辐射作用进行比较研究。结果表明：两次海雾过程均发生在入海变性冷高压后部,2018年海雾过程为偏东方向的水汽输送,低层湿层深厚,不断增长的湿度和强烈的水汽辐合使得平流雾持续时间超过10 h,最低能见度达100 m。同时海雾发展期间伴随云雾共存现象,中层云区的存在白天可减小地面接收的短波辐射,减弱增温效应,夜间起到保温作用,近地面较低的温度和逆温层稳定维持,对海雾的长时间发展和维持起到促进作用;2019年海雾过程东南方向的水汽输送偏弱,湿层浅薄,海雾由陆地发展延伸而来,发展面积小,日出后很快消散。     

宁波海雾特征和预报着眼点

本文用1971—2011年石浦站资料及NCEP再分析资料,统计分析宁波各种强度海雾特征和合成分析其出现的天气背景。统计表明：海雾多发生于4—6月,主要出现在23时至次日11时,其中23时至次日02时最多,11时后消散。风力在2~3级的西南或东北风有利于海雾的发生。相对湿度在90%~95%,本站气压在990~1002 hPa时,海雾发生概率随着湿度的增加及气压的减小而增加,但对于能见度≤50 m的强浓雾来说,相对湿度和本站气压范围分别为92%~95%和990~999 hPa,且强浓雾随湿度及气压的增加而增加。宁波海雾通常出现在江淮气旋、冷空气影响前和梅雨锋中低涡东移前。合成分析表明：锋面雾一般形成于系统过境前2～3 d,局地上空西南暖湿气流影响时;或静止锋南侧,局地上空风速较小,且前期有充足水汽汇聚并导致湿层增厚;平流雾形成时上空位于西南涡前部,长时间西南暖湿气流输送,形成一定厚度和范围的湿度层,在该天气背景下,下垫面的气 海温差维持在0~1.5℃左右,露点 海表温差在-0.5~0℃上下。浓雾（强浓雾）的形成需在稳定的大气层结下,长时间深厚的暖湿气流里,同时来自北方的冷海流不断注入宁波沿海。此外,雾的强度与暖平流及海表冷平流的强度有较大关系。这些对宁波海雾及其强度的预报有较好指导作用。     

宁波北仑港区一次航道海雾地基多源信息观测特征分析

结合天气形势、高空风场、370m高塔、地面要素、激光云高仪、毫米波雷达等资料,对宁波北仑港区航道2018年2月15日海雾过程进行分析。结果表明,这是一次以锋前雾为主的海雾过程,在上暖下冷的锋面背景下,地面水汽充沛、风力温和,近地层逆温结构,都为海雾的形成和维持提供了有利条件。上下大气风向不一致,不利于垂直方向空气交换,有利于雾霾的产生。激光云高仪后向散射系数、颗粒物的消光系数及退偏振比,可以比较清晰地得出雾滴粒子的光学特性和过程演变趋势。随着海雾的生成、发展、消散,后向散射系数强度也呈增强、强、逐渐减弱的变化。雾天气现象下雾滴粒子小且轻,波动幅度比较大,某一高度粒子的傅里叶变换频率谱对应频率较高,高频所占比多数大于50%。     

珠海机场平流雾特征分析及预报

通过对一次影响珠海机场航班调控和飞机起降的平流海雾过程进行天气形势、温湿条件、风廓线特征分析,结果表明:(1)850hPa以下持续暖湿平流是平流雾形成的基础;(2)近地层逆温及中低层多层逆温的温度层结和近地层的饱和湿层,以及适宜的地面风场是形成平流雾的有利条件,夜间的辐射冷却加强了贴地层大气的饱和度而形成平流雾;(3)风廓线资料分析表明边界层内东南~偏南风场保证了暖湿平流条件,而近地层偏北风干冷平流入侵并出现下沉气流、逆温层被破坏使雾趋于消散。     

贵州严重冰冻天气过程典型模型及环流特征分析

利用NCEP资料对1964--2000年贵州出现的16次重级、特重级冰冻天气过程进行大气环流及物理量诊断分析。研究结果表明：北半球极涡偏心亚洲、东亚大槽异常偏南以及滇黔准静止锋维持是造成贵州重级冰冻天气过程的重要原因;700hPa以下的逆温层有利于过冷却雨滴的形成,而较显著的“冷-暖-冷”平流的三层模式极利于过冷却雨滴在及地后冻结形成冰冻;此外,南下冷气团遇云贵高原阻挡后被迫抬升,导致低层湿空气辐合和较强的上升运动为冰冻的形成提供了水汽和动力条件。     

1993年初夏中国东部沿海爆发性气旋形成条件的数值模拟试验

文中利用 PSU/NCAR中尺度模式 MM4对 1 993年 6月初发生在中国东部沿海地区的一次爆发性气旋进行了数值试验。结果表明 :初夏季节在中国东部沿海气旋爆发性发展必须具备下面两个条件 :(1 )高空南北支急流中分别存在发展的低槽系统 ,北部低槽伴有冷空气 ,南部低槽伴随有强暖湿空气 ,两低槽在中国东部沿海合并后形成一个深槽 ,引起地面气旋爆发性发展 ;(2 )东部沿海对流层低层形成一个强水汽通道 ,这个水汽通道将携带的大量和能量的暖湿空气向气旋爆发地区输送     

2007年初一次雪后大雾天气过程分析

大雾天气是主要的灾害性天气之一。利用多种观测资料和NCEP再分析资料,分析了2007年1月15日华北和黄淮地区的雪后大雾天气产生的天气背景及其形成的温湿条件和层结特征。结果表明:在这次大雾天气发生时,亚欧大陆中高纬度的环流形势为两槽一脊型,中纬度无明显冷空气活动,南支气流较为平直,天气形势比较稳定。华北和黄淮地区位于入海高压的后部,近地面层有弱的东北风或偏东风,即有利于海洋上暖湿气流的平流输送,又不至于破坏大雾形成的温湿条件。同时,大气层结是绝对稳定的,低层有深厚的逆温层,当暖湿空气平流到温度较低的下垫面上时冷却而形成雾,因而这次大雾天气属于典型的平流雾。这种形势的稳定维持,造成了这次持续时间较长的大范围的大雾天气。另外,华北和黄淮较低的海拔高度,有利于暖湿空气的平流进入,也是大雾形成的重要因子。