云辐射效应在华北持续性大雾维持和发展中的作用

观测研究发现华北地区的持续性大雾天气通常伴随高层云的存在,具有云-雾共存结构特征,为揭示云在持续性大雾维持和发展中的作用,利用中尺度数值模式WRF,结合华北雾霾观测试验期间的卫星、探空、地面观测、系留气艇、微波辐射计等观测资料,研究了2011年12月3—6日和2013年1月28—31日两次华北持续性大雾天气形成和发展演变过程。在模拟与观测对比检验研究的基础上,重点开展了云辐射效应在大雾维持和发展中作用的探讨。研究结果表明:两次大雾过程持续时间超过48 h,近地面具有偏南暖湿平流,在持续性大雾发展过程中,均出现了由单层雾发展为云-雾共存结构,一般是雾形成24 h以后有中高云移到雾层之上,云底高度在3 km以上,云厚超过3.5 km,云中以冰晶和雪晶为主。白天云-雾共存结构出现后,云-雾的反照率效应使地表接收的短波辐射减少71%—84%,地面增温效应显著减小,从而阻碍了大雾的消散过程,使大雾天气得以维持,同时由于云-雾产生的温室效应,湍流过程加强,使地面雾向上扩展,雾在稳定层内维持;夜晚云-雾共存时,由于云-雾温室效应使地表净长波辐射增大超过70 W/m2,导致地面长波辐射冷却过程减弱,并不利于雾的加强,但云对雾的增温效应有利于混合层内的湍流扩散过程,促使雾在更高的空间内得以维持。可见,在云-雾共存结构中,云辐射效应有利于低层大雾的长时间维持,对持续性大雾的形成和发展产生了重要作用。      

几种新的暖云催化剂的室内试验简况

关于暖云催化剂的寻找和选择,国内外都曾做过大量的工作。早在三十年代,就有人利用吸湿性物质(例如氯化钙、氯化钠等)消暖雾(温度高于0℃的雾)取得了一定效果。但由于氯化钙、氯化钠具有一定的腐蚀性,故实用受到限制。 近年来,有关寻找和选择暖云催化剂的工作,又有新的进展,国外已有人用表面活性物质β-萘磺酸甲醛缩合物消暖雾(10℃),并称取得很好效果:使原来3米的能见度在10分钟内改善到大约12米。美国有人用三甲羟基乙烷消暖雾,据称也获得了类似效     

云雾之成因

云为空中之雾,雾为地面之云,以位置辨云雾,古人恐於立名之初,已早见及之。库奔则谓云自有其所以为云,雾自有其所以为雾,以成因辨云雾,洵属探本之论。惟云雾彼此成因虽异,而将现之前,大抵皆先伏有霾。常遇天气,向晚尚碧空如洗,至翌晨阴云塞蔽,面目顿变,此坐人霾临其上。而不之知也。海尔姆贺次曾试验纯净空气,     

EOS—MODIS卫星资料在北疆大雾监测中的应用分析

根据雾与云、积雪、裸地等地表物在可见光、长波红外和中红外波段的反射及辐射特性差异,利用MODIS卫星多通道多光谱探测数据,采用最佳波段组合法和量化判识指标法,对2006年3月8日到10日北疆大雾天气进行判识检验试验和动态监测分析。结果:发现较利于雾与背景(地物、云、雪)分离的最佳波段是可见光B0.65μm和近红外B0.85μm、短红外B1.64μm、中红外B3.7μm、热红外B11μm,综合判识就可以将云、雾、雪、裸地有效的区分;雾在夜间的有效温度在中红外波段比热红外波段低,可采用中红外和热红外波段的组合方法,根据两通道的亮温差进行雾的监测。     

人工影响天气工作方法及发展对策

1 引言 人工影响天气指用人为手段使天气现象朝着人们预定的方向转化,如人工增雨、人工防雹、人工消云、人工消雾、人工削弱台风、人工抑制雷电、人工防霜冻等.人工影响天气主要是利用云(雾)的微物理不稳定性,例如在温度低于0℃的冷云中往往存在着大量未冻结的水滴,播撒成冰催化剂可使它们转化为冰晶,释放的潜热会改变云的热力、动力结构,在不同场合下可以促进降水、减少冰雹、消云(雾)或者减小台风风力;在暖云(雾)中播撒大小适当的盐粒可以促进雨滴的生成,在不同场合下可以促进降雨或者消云(雾).从自然变化中把播云造成的变化区分开来是很困难的,因此人们对于人工影响天气试验的效果存在着不同的看法和估价.     

MODIS和HJ-1B资料在江苏大雾监测中的应用

雾是一种常见的天气现象,雾的遥感监测是近年来的热点之一。利用多种卫星资料实现雾的监测和预警工作,对于环境保护、灾害评估等具有重要的意义。根据云、雾及下垫面在可见光、中红外和热红外波段的光谱特性差异,结合EOS-MODIS数据特点和HJ-1B传感器波段设置等,利用多通道阈值法分别对2013年1月24日江苏省一次雾天过程不同生长阶段的雾进行雾区监测,并分别结合地面实测数据对两种数据源的监测结果进行精度检测。结果发现:对此次雾的两个生长阶段的雾区监测,MODIS数据监测的结果总体精度为80.28%,HJ-1B数据的监测结果总体精度为91.04%,两者监测效果均比较理想,HJ-1B数据可作为雾监测的一种可靠资料来源。     

海雾的准周期振荡特征

根据南海北部海雾外场观测获取的高分辨率液态含水量、长波辐射通量数据,采用小波分析方法分析了2008年3月16—17日和18—19日两次海雾中的液态水含量、净长波辐射通量的变化特征,讨论南海北部海雾发展和维持的冷却机制。结果显示:(1)无论在有云或无云条件下,海雾都可发展和维持;但前者的液态含水量明显小于后者,而风速大于后者;(2)在地面海雾的生成之前和生成初期,净辐射通量都存在准周期振荡现象,无论无云/有云,地面海雾液态水的大幅度发展的阶段都存在含水量的准周期振荡现象;(3)含水量的准周期振荡现象与振荡发生时段的长波辐射通量关系不大,而主要通过湍流对液态水的混合作用与高空海雾液态水大量生成阶段的雾顶长波辐射间接相关。(4)海雾的生成都与雾顶长波辐射冷却密切相关,但发展和维持可通过不同的冷却机制,既可通过海气间湍流热量输送和辐射传输,也可通过雾顶长波辐射冷却。     

谈谈室内制造云雾

云和雾是大气中水汽凝结的产物。在空气中含有水分,但它以分子状态存在,人们不能看到。在一定条件下,水汽分子凝结成小水滴,悬浮于空中才被人们所发现,这就是云和雾。天空中的彩虹、晚霞和降落的雨、雪、冰雹等大气现象的总导演就是云。     

上海城市对雾的影响

上海是我国最大的工商业城市,城市气候效应十分显著。本文应用上海气象台(位于市区龙华)气象资料和上海十个郊县气象资料,来分析上海城市对雾的影响。 1.上海城市对雾的生消影响 上海是我国沿海多雾城市之一。我们曾根据上海近24a(1956—1979)中出现的990次雾作了普查,按照成雾的物理机制不同,可以把上海的雾分成:辐射雾、锋面雾、平流雾和平流辐射雾四类。其中以辐射雾为最多,约占总雾日数的44.8％。形成各类雾的天气形势和有关气象要素的变化虽各不相同,     

浅谈山区的碎云观测

F_C、F_n与F_s三者都是破碎的低云,外形相似,有时不容易区别,山地测站,所见的碎云更为复杂,千姿百态,变化无常,常较难正确判定。有些观测员往往缺乏认真全面的考虑,认定那么一条所谓的常规:“下雨时的碎云记为F_n,无雨时的碎云记为F_e,有雾无雨的碎云记为F_s”。表面看来,云与天气现象十分配合,毋庸置疑。事实上,并不完全如此。在天气转折,云的过渡阶段也会遇到:测站无雨也有F_n,测站有雨也有F_c,无雾有雨也有F_s,或者F_c、 F_n、 F_s三者共存的五花八门的复杂情况,一些山区的测站就屡见不鲜。如早晚及雨后,低层空气特别潮湿,测站某一方向半山腰形成F_s,尔后又有对流天气发展或者锋面天气影响,测站开始下小阵雨或小雨、F_s     

FY-4A资料在乌鲁木齐机场浓雾天气监测中的初步应用

利用FY-4A多通道扫描成像辐射计(AGRI)所生成的多通道图像及L2级卫星云产品数据,结合地面观测实况资料,对2019年1月25—26日和3月17—18日发生于乌鲁木齐国际机场的两次持续性浓雾天气进行分析,结果表明:对于浓雾的监测,白天综合使用通道3(BD_(0.83μm))、通道6(BD_(2.2μm))、通道8(BD_(3.725μm))和通道12(BD_(10.8μm))能很好地显示雾区范围、雾顶云结构、雾区温度等特征,且云图能很好地表现雾的消散。夜间可以结合BD_(10.8μm)和BD_(3.725μm)的差(以下简写为BTD_(10.8μm-3.725μm))和BD_(10.8μm)图像,用于识别夜间雾区,BTD_(10.8μm-3.725μm)通道亮温差越大说明雾的浓度越强。FY-4 A卫星云顶高度和云分类产品对雾的微物理特征结构反应更为细致,对于夜间大雾监测有较好的效果,能够弥补可见光通道1～通道3、短波红外通道(BD_(2.2μm))和中波红外通道(BD_(3.725μm))仅能在白天使用的不足。     

重庆雾和霾的气候特征分析

利用1981—2014年重庆地区气象观测资料,基于气候统计法分析重庆地区雾和霾的气候特征,结果表明:重庆雾日总体呈显著减少趋势,两种雾日观测资料的倾向率分别为为-10.3 d/10a和-7.6 d/10 a;雾日的空间分布总体呈"中西部多,东南东北少,西部偏北地区多于西部偏南地区"。霾日总体趋势与雾日变化相反,呈显著上升趋势,倾向率为12.9 d/10a,并且霾日发生显著增加的时段与雾日发生显著减少的时段基本一致,2000年前后霾日经历了明显的突变;霾的分布主要呈现"以主城为中心,中西部多,东北部和东南部少"的特点。     

四川地区雾的气候特征及变化趋势研究

利用1961~2011年四川142个代表站的逐月雾日数资料,通过一元回归线性倾向趋势分析等方法,研究了四川雾日数的时空分布特征及变化趋势,得出以下结论:(1)四川雾日数分布有明显的区域地理特征,川西高原雾日明显比四川盆地少,高原大部地区整年无雾出现(平均雾日<1d),四川盆地平均雾日达到37d,其中峨眉山常年处于雾的笼罩之中(平均雾日达311.8d);(2)雾日数季节变化与下垫面地理特征也有密切关系,盆地雾日最多的季节是冬季,高原雾日最多的季节是秋季;(3)四川雾日数具有明显的年代际变化特征,经历了偏少-偏多-偏少的过程,总体呈现随时间增加的趋势;(4)四川年均雾日变化趋势的分布具有明显的地理特征,高原为负变化趋势,盆地为正变化趋势。      

一次大雾形成过程的数值模拟分析

利用非静力中尺度模式MM5V3对2009年11月30日到12月1日天津武清地区的一次大雾天气过程进行了数值模拟研究,这次大雾过程主要分布在天津、河北、山东地区,天津市武清县位于大雾的边缘位置.此次雾过程可以分为3个阶段.11月30日的17:00(北京时间,下同)至12月1日00:00是雾的形成阶段,12月1日00:00出现雾,00:00至09:00是雾的发展阶段,09:00之后是雾的消散阶段.模拟研究表明长波辐射降温使得温度下降并导致逆温层出现,同时由于暖湿气流输送,观测点处具有充足的水汽供应,促使了大雾的形成;在雾形成之后,逆温层的维持、持续的长波辐射降温有利于雾的不断发展;而后期辐散下沉运动明显,水汽不断向外辐散,使得雾逐渐消散.湍流对雾的影响是向上和向四周传输水汽,使得雾范围扩大,但如果太强,又会使得雾很快消散.     

乌鲁木齐市不同海拔高度雾的时空分布特征

利用1961—2018年乌鲁木齐市5个国家气象站资料,研究不同海拔高度雾时空分布特征。结果表明:(1)乌鲁木齐市雾日受海拔高度和地形影响较大,高山带年雾日最多,其次是北部平原。(2)平原、城区和谷地冬季雾日最多,中山带春季雾日最多,高山带夏季雾日最多。城区、平原和谷地雾日的月际分布呈单峰型,峰值出现在11月至次年2月;中山带和高山带呈双峰型,峰值出现在春秋季。(3)近58 a平原和城区年雾日、季节雾日及月雾日年际变化均呈显著增加趋势,山区呈显著减少趋势。(4)乌鲁木齐不同海拔高度雾因类型和出现季节不同,受气象要素变化的影响也明显不同。平原雾季(11月至次年2月)降水量增多、温度升高、风速减小,造成相应雾日增多,而高山带雾季(5—9月)气温升高则造成相应雾日减少。     

一次辐射雾过程的数值模拟研究

利用中尺度模式MM5对2007年10月26日中国东部的一次大雾生消过程进行了数值模拟研究,并对影响辐射雾生消的辐射条件和模式的分辨率做了6组敏感性实验。结果表明,地面的长波辐射冷却是雾形成的决定性因子,太阳短波辐射是雾消散的主要因素;RRTM长波辐射方案模拟效果较云辐射方案更好,适当提高模式水平分辨率对水平尺度很大的雾模拟效果帮助不大,而适当提高模式垂直分辨率模拟则会更准确。     

江西区域性大雾出现前期云图云场特征分析

主要介绍江西省区域性大雾中几种主要类型雾的前期云场特征,并介绍雾区已形成时的云场特征及多数连续性大雾天气的卫星云图云场特征。     

L波段雷达资料在雾的边界层逆温特征中的应用

本文利用沙坪坝基本气象站2005~2010年逐日08,20时L波段雷达探空资料,对不同类型雾日期间边界层逆温特征进行分析。结果表明:从季节上来看雾日主要发生在秋冬季节,雾日期间不论是08时还是20时均有多层逆温存在,各类型雾日逆温温差均为08时大于20时,而逆温强度表现为20时大于08时,不论是雾日,轻雾日还是浓雾日,08时逆温层厚度都比20时要厚。总的来说,浓雾日的逆温层各要素都体现逆温特征较为明显的特点,逆温温差越大,逆温层厚度越厚,也就更容易形成浓雾,同时08时的各逆温要素均高于20时,08时逆温特征也更为明显,在这时段也就更容易形成雾。      

昭通机场两次辐射雾过程的对比分析

利用机场自动气象观测系统数据和NCEP/NCAR再分析资料,对昭通机场2019年1月3日("1·3"过程)和12月7日("12·7"过程)两次辐射雾过程的天气形势、水汽条件和边界层结构等进行对比分析,探讨了两次辐射雾形成和维持条件的共性和差异。结果表明:(1)两次过程均发生在雨雪天气转晴后,机场受高压底后部弱气压场控制,但"1·3"过程水汽含量和动力条件明显优于"12·7"过程,雾浓度和持续时间都大于"12·7"过程。(2)"1·3"过程是一次典型辐射雾,形成于晴夜、微风、辐射降温最强烈的凌晨。雾过程中水汽充沛,动力条件适宜,有利于雾的形成和发展。(3)"12·7"过程辐射雾具有局地爆发性发展的特征,雾爆发前由于水汽和动力条件较差,机场仅形成了轻雾。日出后由于西南方向的雾层向北平流,机场低温、高湿的环境条件有利于雾维持,近地面风速有利于雾层混合,使机场区域雾爆发发展。     

1969—2008年海南省雾的气候特征与变化趋势

利用海南省1969—2008年观测资料,对海南雾的时空分布气候特征及变化趋势进行分析,并利用观测的最低气温、相对湿度资料和NCEP/NCAR再分析资料对海南雾日数变化的成因加以分析。结果表明,海南雾日数在中部山区出现最多,其次是北部地区,南半部沿海地区则极少有雾出现;雾主要出现在9月至翌年3月,年雾日数呈减少趋势;最低气温升高是引起雾日数减少的主要原因,雾日数的减少与相对湿度的减小也是一致的;秋冬和初春季节夜间气温低,有利于雾的形成;海拔越高的地区,气温越低,则生成的雾越多;雾日数显著偏多年份850hPa大陆高压偏弱,偏少年份偏强;雾日数显著偏多年份500hPa西太平洋副高强度偏弱,范围偏小,偏少年份则相反。