辐射灾害雾的分析与预报

为适应航空飞行和气象安全保障工作的需要,将辐射大雾中能见度 <500m的雾分立出来作灾害雾研究;分析其形成的气象条件、主要特征,并进行合理归类;提出辐射灾害雾的常规预报方法、统计定量计算预报方法及综合预报方法。     

辐射灾害雾的分析与预报

为适应航空飞行和气象安全保障工作的需要,将辐射大雾中能见度＜500m的雾分立出来作灾害雾研究;分析其形成的气象条件、主要特征,并进行合理归类;提出辐射灾害雾的常规预报方法、统计定量计算预报方法及综合预报方法.     

雾闪停电灾害的成因分析

对沈阳地区2001年2月22日发生的严重雾闪停电灾害作了成因分析。指出低空杂质对绝缘瓷瓶的污染是重要原因，过冷水滴雾在瓷瓶上的大量粘附是必要条件，因此冬春过渡季节的2月份是雾闪灾害的多发月。     

雾探测器的研制计划

研制雾探测器用以建立雾监测、服务系统，减轻雾对航空、铁路、公路、电力运输、工农业生产所造成的影响和灾害。     

气象卫星大雾遥感自动识别技术研究

鉴于大雾对城市和沿海地区国民经济和人们生命财产带来的巨大灾害,迫切需要研制快速、有效、准确的雾遥感监测和识别方法。在对雾的辐射特性与卫星光谱特征试验分析基础上,找出不同时相可见光遥感图像下垫面反射率与云雾反射率之间的相对关系,并通过对图像反射率的相对变化率进行计算分析,自动生成准雾区动态判别阈值,并在准雾区范围初步确定基础上,采用基于图像游程编码的快速连通区域标记技术,结合纹理分形分析、形态分形分析、平滑度分析、模板特征分析等实用方法,对气象卫星遥感图像进行雾自动识别和云雾分离研究,取得了良好的应用效果。     

四川盆地电网污闪灾害和引发它的气象因子的特点

四川盆地地的电网污闪灾害是一种气象灾害,主要发生在１２－４月,其中１月发生的次数最多,全盆地污闪发生最多的地区是重庆和成都地区。从１９８０年到１９９２年,盆地电网污闪事故呈上升趋势。引发电网污闪的气象因子是雾、雾和雨、雾和毛毛雨等七种,其中以雾为主的气象因子是主要的。     

城市化对西双版纳辐射雾的影响

利用景洪气象站和大勐龙气象站的资料，对西双版纳辐射雾减少的原因进行了分析。结果表明：1960－1984年，地形地质条件相近的景洪站与大勐龙站的年雾日数、年均气温、年均湿度、年均最高气温、年均最低气温等气象要素的变化一致，可以认为两站的自然气候变化是一致的。而1985年以后，两站年雾日数和年平均湿度的变化出现较大差异。通过对人文条件的对比发现，景洪市的城市化进程远远大于大勐龙站。因此，我们初步认为城市化对西双版纳辐射雾减少所起的作用远远大于自然气候变化和森林砍伐的作用。     

气溶胶辐射效应在华东地区一次雾霾过程中的作用

利用WRF/Chem(Weather Research and Forecasting Model coupled with Chemistry)模拟了2013年12月华东地区一次雾、霾事件气溶胶辐射反馈效应对气象场和大气质量的影响。通过3个不同气溶胶浓度设置的试验区分气溶胶浓度不同辐射效应的影响。比较不同试验得出,本次雾、霾过程中,不论是气溶胶直接、半直接辐射效应还是间接效应均使污染地区短波辐射减少、2 m气温下降、大气边界层高度降低,不利于水汽与污染物的扩散,空气污染进一步加重,雾结构进一步稳定,并使雾的持续时间延长,发展高度更高;对于化学场来说,气溶胶直接、半直接辐射效应使污染地区PM_(2.5)浓度增大、消光系数增大、氮氧化物浓度增大,臭氧浓度降低;间接辐射效应使PM_(2.5)浓度和消光系数进一步增大,氮氧化物、臭氧浓度降低。综上所述,气溶胶辐射效应能使大气污染加重,并利于雾的发生、发展。     

基于灰色关联度法的雾灾损失评估模型研究

根据大雾灾害的实际情况和数据的可得性,选取了死亡人数、受伤人数、受灾面积、大雾持续时间和直接经济损失作为评价指标,运用灰色关联度法来建立雾灾损失评估模型,并进行实例分析。结果表明：运用灰色关联度方法建立的雾灾损失评估模型进行雾灾的灾害等级划分,是较为合理的,基本符合实际情况。     

西双版纳地区雾的数值模拟研究

建立了一个适用于复杂地形上的三维非定常雾模式,用于研究西双版纳地区雾的生消规律。模式详细考虑了湍流、长短波辐射、凝结、蒸发、重力沉降等影响因子,特别注意了植被和气溶胶辐射效应对雾的生消的影响。利用本模式对山谷风及雾的生消过程进行了实况模拟,结果表明,模式在一定程度上反映了实际情况。     

二维平流辐射雾的数值模拟

本文采用二维非定常数值模式,模拟了大气边界层内辐射雾、平流辐射雾和在海陆交界处的平流辐射雾的形成、演变规律。研究了雾发展过程中湍流-辐射作用及风场、水汽平流和海陆风环流对雾发展影响的特点。模拟计算结果得出湍流-辐射作用是雾发展变化的主要物理因子。大气边界层风场及风场环流和水汽的平流输送对在不同地点,时刻雾的发展和强度变化也有重要的影响。     

贵阳机场一次辐射大雾的数值模拟研究

利用中尺度数值模式MM5对贵阳机场的一次辐射雾天气过程进行数值模拟研究,并在成功模拟的基础上,进行敏感性试验。结果表明:MM5中尺度非静力模式对此次大雾的生消演变过程具有较好的数值模拟能力;辐射是雾发生的关键因素;模式中大气辐射传输过程及微物理过程的选取对雾的强度及雾区分布有明显影响。     

2008～2011年南宁冬春季雾天气特征分析

对2008～2011年南宁冬春季雾天气进行分类,根据雾的成因分为辐射雾、平流雾和辐射+平流雾三类,分析并归纳出这三类雾形成的环流特征,雾出现时气压、气温范围和探空图特点,雾的出现时段和维持时间的活动规律,为更好地做好南宁雾预报提供有益的帮助。     

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。     

辐射雾生消的数值研究(Ⅰ)——数值模式

本文建立了一个描述辐射雾生消过程的数值模式,预报量包括风速、温度、比湿、雾含水量及雾滴浓度等。 采用了新的雾微物理过程参数化方法及湍流交换系数公式,构造了考虑水汽、水滴对红外辐射吸收和发射及水滴对短红外辐射散射的辐射参数化计算方案。 对具有代表性的实际雾过程模拟,结果表明,模式可行。     

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。      

基于MODIS多通道资料的白天雾监测

根据云雾微物理性质的差别,用SBDART辐射传输模式模拟了MODIS通道1、6、20、31的云雾光谱辐射特性。模拟结果表明,这4个通道的辐射值中都包含有云雾的信息,能体现出云雾的微物理性质差异,可以用来区分中高云、雾和无云地表,从而实现白天雾的监测。在模拟分析的基础上提出一种白天雾监测的方案,并进行了实例分析。实例分析结果表明,这种多通道雾监测方法提高了白天卫星识别低云和大雾的能力。     

全国大部降水偏多东部地区气温偏高——2004年11月

11月，全国大部地区降水偏多，局部地区出现洪涝、泥石流以及暴雪等灾害，长江中下游和华南北部的旱情得到缓解；新疆和我国东部地区月平均气温较常年偏高；中东部地区多次出现雾或大雾天气。     

北京及其周边地区一次大雾的数值模拟及诊断分析

利用美国国家大气研究中心研制的第5代中尺度模式系统MM5对2002年12月1~4日北京及其周边地区出现的一次大雾进行了数值模拟研究,模拟的雾出现和消散时间与实况一致。同时对雾形成和维持的机制进行了分析,讨论了雾发生发展阶段的物理过程,并对影响大雾过程的辐射条件做了敏感性试验。结果表明:形成大雾的主要原因是大气层结稳定,水汽充沛,地面的长波辐射冷却;近地面层微物理过程充分发展和雾顶的强烈辐射降温致使雾在垂直空间上出现爆发性发展;而太阳短波辐射对雾的减弱消散有着重要影响;深厚逆温层的维持对雾层长时间维持起着决定性作用。     

辐射雾生消的数值研究(Ⅱ)──生消机制

首先分析了雾过程中影响温度、含水量及雾滴浓度的各种因子的变化，包括长短波辐射、湍流、凝结蒸发、重力沉降及碰并等过程。在此基础上，描绘出辐射雾生消变化的物理图象，即机制。最后，就不同风场、云层覆盖及土壤参数等对雾过程的影响进行了讨论。现在工作单位：