2014年成都地区一次连续性大雾天气的成因分析

本文利用常规气象观测资料和NCEP1°×1°再分析资料对2014年1月31日～2月1日成都地区连续性大雾天气过程的环流背景、气象要素及相关物理诊断量进行分析,结果表明:本次持续性大雾天气过程是在500h Pa西北气流和地面均压场的环流形势下发生的,属于平流-辐射雾。前期降水、偏南水汽和西风扰动水汽为本次大雾形成提供了水汽条件。低层暖平流输入、水汽辐合以及辐合上升运动有利于大雾的形成和维持;反之,则大雾消散。逆温层高度及强度、双逆温结构、冷平流入侵厚度和湿层厚度与雾的浓度密切相关。      

榆林市辐射型浓雾天气成因及维持机制个例分析

利用逐5 min地面观测资料、探空资料、风云四号卫星云图以及NCEP 1°×1°再分析资料,分析2020年2月1—2日出现在榆林市的一次浓雾天气成因及维持机制。结果表明：此次浓雾属于辐射雾,发生在500 hPa为较平直纬向气流,700 hPa和850 hPa盛行弱偏北风,地面处于均压场中的大尺度环流背景下。大雾出现前雾区有降雪,降雪后空气湿度达到饱和,地面维持3 m/s以下弱偏北风,夜间辐射降温,气温下降至露点温度,饱和水汽凝结成小水珠,大雾得以形成和发展;雾区上空850 hPa上逆温层稳定存在,影响动量的垂直交换,使得水汽在近地层长时间集聚,是浓雾得以维持12 h的主要原因;日出后地面气温回升,近地面动量下传和冷空气入侵,垂直扩散增强,浓雾得以快速消散。分析浓雾期间动力和水汽条件发现,大雾出现前,水汽在雾区上空辐合,为大雾的形成提供了水汽基础;大雾维持阶段,雾区上空层结稳定,近地面有逆温层存在;大雾消散阶段,逆温层被破坏,低层转为辐散气流,浓雾快速消散。     

成都双流机场夏季大雾天气特点及形成机理

利用NCEP 1°×1°再分析资料、成都双流机场自动观测资料,统计分析了2003～2015年双流机场夏季大雾出现时气象要素的特征,并对2003～2015年出现的大雾天气过程进行合成分析,以探寻双流机场夏季大雾的特征和形成机理。结果表明:双流机场夏季大雾均为辐射雾,持续时间较短,风向多为偏南风和西南风,风速较小;大雾发生在降水系统后部的负渦度区内,前期降水为大雾形成提供了充足的水汽条件,前一日20时相对湿度在80%以上,大雾出现时相对湿度在92%以上;在高压系统稳定维持的天气背景下,中高层干空气侵入促使双流机场上空维持上干下湿的结构;下沉气流的存在有利于下沉增温和近地面辐射降温共同形成等温或逆温结构,促进稳定层结的建立,有利于大雾的维持。      

乌鲁木齐国际机场2009年秋冬初雾天气的数值模拟分析

采用中尺度数值预报WRF(Weather Research Forecast)模式,以NECP的1°×1°全球再分析资料作为初始场资料,对2009年10月25日发生在北疆沿天山石河子-乌鲁木齐机场一带的罕见辐射雾天气进行数值模拟和诊断分析。结果表明,大雾出现前的低槽降水为近地层提供了充足的水汽来源,高空冷槽和地面冷高压的快速移出新疆,使沿天山一带很快处于稳定的均压场控制,有利于大雾天气的发生。在水汽条件以及天气形势具备的情况下,局地热力条件日变化特征导致的气温及风场的变化,是辐射雾发生的重要影响因素,它不仅决定着逆温层结的建立与破坏,还影响着局地水汽条件的变化,最终影响着雾的生消。     

2021年10月山西一次罕见持续性强降水过程物理机制分析

利用气象观测资料、NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料以及GDAS资料,对2021年10月2-7日山西持续性强降水天气过程进行分析。结果表明：稳定的乌拉尔山低槽后部冷空气扩散,中纬度短波槽东移,与副热带高压外围西南暖湿气流持续交汇,同时高低空急流耦合形成强烈上升运动,低层切变线和地面辐合线稳定维持,及低层水汽不断输送并形成辐合,为持续性强降水的发生发展提供有利动力和水汽条件。此次强降水过程分为对流性降水和稳定性降水2个阶段,2阶段水汽输送通道的源地、路径、高度均有明显差异,但水汽输送贡献率均以对流层中低层山西南侧的水汽输送占主导地位。降水开始前,对流层中上层存在对称不稳定,大气可降水量明显跃增;对流性降水阶段,干空气不断入侵,对流不稳定快速建立与释放,对流层中低层水汽辐合区与强上升气流配合,导致山西出现强对流天气。地形的阻挡、抬升及地形收缩作用,对局地极端强降水具有增幅作用。     

2021年10月山西一次罕见持续性强降水过程物理机制分析

利用气象观测资料、NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料以及GDAS资料,对2021年10月2-7日山西持续性强降水天气过程进行分析。结果表明：稳定的乌拉尔山低槽后部冷空气扩散,中纬度短波槽东移,与副热带高压外围西南暖湿气流持续交汇,同时高低空急流耦合形成强烈上升运动,低层切变线和地面辐合线稳定维持,及低层水汽不断输送并形成辐合,为持续性强降水的发生发展提供有利动力和水汽条件。此次强降水过程分为对流性降水和稳定性降水2个阶段,2阶段水汽输送通道的源地、路径、高度均有明显差异,但水汽输送贡献率均以对流层中低层山西南侧的水汽输送占主导地位。降水开始前,对流层中上层存在对称不稳定,大气可降水量明显跃增;对流性降水阶段,干空气不断入侵,对流不稳定快速建立与释放,对流层中低层水汽辐合区与强上升气流配合,导致山西出现强对流天气。地形的阻挡、抬升及地形收缩作用,对局地极端强降水具有增幅作用。     

2017年川东北首场暴雨过程水汽条件分析

本文利用NCEP1°×1°6小时再分析资料及常规观测资料,针对2017年5月2～3日发生在四川盆地东北部的一次暴雨天气过程的水汽条件进行分析。其结果表明:(1)暴雨开始前,水汽含量猛增,湿层厚度增加,并在整个过程中维持高湿状态;暴雨区水汽随时间由南向北逐渐增加。(2)暴雨区水汽总收支在整个时段都为正值,水汽收入大值与两个降水时段的开始时间重合,经向的水汽输入在此次过程中起主要作用。(3)水汽的来源主要是孟加拉湾和南海,水汽输送以850～700hPa为主,由南至北逐渐减弱,南部湿层更厚,与大暴雨落区相对应。(4)第一阶段降水开始时,水汽低层辐合、高层辐散,两阶段降水之间辐合减弱,然后又增强并持续到过程结束。      

一次罕见冬季强浓雾天气成因分析

利用加密观测资料和NCEP/NCAR 1°×1°的6 h再分析资料,对2006年12月25~27日发生在我国中东部地区的一次罕见强浓雾天气过程从大尺度背景、动力和热力机制等方面进行了诊断分析。结果表明:①本次过程大雾发生阶段近地面风速很小,在0.3~2.9 m/s之间变化;浓雾发生阶段风速在0.3~2.4 m/s之间变化;15 m能见度维持阶段风速在0.8~1.1 m/s之间变化;②虽然浓雾发生前的很长一段时间内水汽条件差,而且后期西风槽影响时也无降水,但是槽前西南气流的持续水汽输送使得强浓雾形成所必须的水汽条件得到满足;③在大雾发生前,稳定层结逐渐建立并在大雾期间稳定维持,稳定层结的建立和维持对浓雾的形成、持续有重要作用;日出后首先在较高层出现不稳定层结,继而下传到底层,稳定层结被破坏,大雾减轻或消散;④第1阶段(25日夜里至26日上午)强浓雾出现前,能见度出现多次急速大幅振荡,在第2阶段(26日傍晚至27日上午)则未出现类似现象。     

辽宁地区一次罕见大雾天气成因分析

应用常规气象观测、加密自动站、能见度观测等资料和NCEP FNL再分析资料,对2014年辽宁地区一次罕见的长时间大范围强浓雾天气的成因进行诊断。结果表明：2014年11月20-22日辽宁地区大雾过程分为两个阶段,其中21日14-16时大雾爆发性发展后,特强浓雾持续12 h,此种情况在辽宁近20 a比较罕见。大雾第一阶段为辐射雾,雾前低层弱暖平流利于升温,大雾期间中层弱冷平流利于出现晴空辐射条件,夜间在辐射降温作用下,975 hPa高度以下形成逆温;气温下降、温度露点差减小、相对湿度增大;近地面微风利于降温,同时水汽不易流出,逆温作用使得水汽不易向高层扩散,近地面层水汽浓度增大,导致第一阶段大雾快速发展。大雾第二阶段为锋面雾,大雾快速发展期间无逆温、有弱冷锋过境,锋面附近辐合导致水汽上升冷却凝结,同时锋面附近低云降下雨滴在干冷空气中蒸发,利于近地面附近水汽饱和、冷凝,是大雾快速发展的原因。     

高原低值系统影响下一次极端强降水天气诊断分析

采用常规观测资料、地面加密观测资料、逐时云顶亮温TBB资料和1°×1°NCEP/NCAR再分析资料,对2013年7月8~11日四川盆地持续性暴雨天气过程的中尺度对流系统活动及其发生发展的物理机制进行了分析。结果表明:(1)暴雨过程发生在对流层中层中高纬度两槽一脊稳定维持的环流背景下,由活跃的高原低值系统以及异常稳定的副高西侧偏南气流配合低层冷空气作用造成。(2)极端降水过程分为暖区强对流性降水和相对稳定的锋面降水两个阶段;暖区对流性降水阶段,偏南暖湿气流源源不断向盆地输送水汽和能量,为暴雨发生提供了高能高湿条件,大气层结极不稳定,中尺度对流云团发展旺盛;锋面降水阶段层结趋于稳定,对流云团有所减弱,但仍有充足的水汽输送且降水云系稳定少动,致使盆地西部产生持续性降水。(3)500h Pa高原低槽前的正涡度平流诱发盆地西部低层气旋性涡度增加、低涡生成和发展,致使暖湿气流持续在盆地西部形成辐合上升,为暴雨的维持提供了很好的动力条件,两个降水阶段均为明显的低层辐合高层辐散的特征,暖区对流性降水阶段正涡度发展较锋面降水阶段更强。(4)青藏高原东侧的地形作用强迫气流在盆地西部强烈辐合上升,使得暖湿水汽更加有效率地形成降水,是此次极端强降水天气出现的一个重要动力因素。      

一次强降水过程中尺度系统发生发展动力机制的诊断分析

利用1°×1°经纬度NCEP/NCAR再分析资料、地面1h观测降水资料和TRMM卫星产品资料,分析了2009年6月8~9日引发贵州南部的强降水天气过程的中尺度对流系统活动,并进一步研究了大气正压非平衡强迫、湿斜压热动力耦合强迫在强降水天气发生发展与维持过程中的作用。结果表明:8~9日贵州南部的强降水主要是由中尺度系统的发生发展引起的。南海季风不仅给贵州南部强降水区带来充足的水汽,同时也带来足够的能量。正压非平衡强迫在降水的开始阶段与降水落区有较好的对应关系,是强降水的启动机制。斜压热动力耦合强迫在降水的维持阶段,特别是当大气层结转为弱湿中性时,其分布和强度与中尺度对流系统和降水的强度与落区有较好的对应关系,可能是强降水的维持机制。      

贺州市一次冬季大雾天气过程诊断分析

利用常规气象观测资料和物理场资料分析贺州市2013年1月14日早晨一次大雾天气过程,结果表明这一次大雾天气是在稳定的西风系统、中低层高度脊和温度脊以及地面冷高弱气压梯度场的背景下发生的;前期降水促使地面空气湿度增加,风速小风向不定使得水汽在低层聚集,在晴空辐射降温作用下有形成大雾天气;地面到中低层存在逆温使得大量水汽和气溶胶粒子聚集在逆温层下面,对大雾天气的出现和维持提供有利条件.     

2016年怀化2次低温雨雪天气过程对比分析

利用地面、高空常规观测资料、NCEP1°×1°再分析资料以及CB型多普勒雷达资料,从天气实况、环流形势、物理量场和雷达回波等方面对2016年影响怀化的2次低温雨雪天气过程进行对比分析。结果表明：“1.22”过程500 hPa中高纬呈西高东低形势,“3.9”过程呈两槽一脊形势。2次过程影响系统均包含有高空槽、低空急流、切变线和地面冷锋。“1.22”过程冷空气强度强于“3.9”过程,降雪更明显、气温更低,“3.9”过程水汽条件更好,降雨更强。700 hPa温度和地面2 m气温对怀化预报降水相态有重要指示意义。物理量方面,2次过程中南部降水量强于北部,“3.9”过程降雨量更大,表明中层水汽输送、水汽辐合以及涡度场对雨雪过程发生发展、强度和落区具有指示意义。雷达回波方面,2次过程降雪阶段主要以层状云降水回波为主。深厚的强冷空气对“1.22”过程中的降雪和低温、强暖湿气流对“3.9”过程的较强降水起着重要作用。同时,地形对降雪相态以及降水强度有一定的影响。     

2004年冬季华北平原持续大雾天气的诊断分析

利用GTS1型数字式探空仪探测的资料、NCEP 1°×1°的6小时资料和常规观测资料,对2004年冬季华北平原历史上少见的持续大雾天气进行了天气动力学诊断分析。结果表明:华北平原近地面气层900hPa以下的负涡度平流、冷温度平流和弱辐合上升运动引起该层气温下降,900-500hPa的正涡度平流、暖温度平流和辐散下沉运动造成该层气温升高,在上升和下沉运动区的界面层中形成逆温层,逆温层的高度和强度影响雾的形成和状况。夜间辐射热力强迫作用和950hPa以下的微风是大雾形成的动力因子。大雾边界层中存在的水汽饱和层是在特定的环流形势下华北平原低空盛行东和东南向岸气流,将北部海面的水汽向西向北平流到冷近地面气层中的结果。     

河南省一次强雨雪相态多次转换成因分析

利用常规气象观测资料、地面自动站资料、欧洲再分析资料（ERA5 025°×025°),对2020年1月5—7日河南省强雨雪过程中雨雪相态多次转换成因进行分析。结果表明：500 hPa高空低槽、中低层切变线、西南（东南）暖湿急流与低层冷空气在强雨雪区交汇为强雨雪提供了动力、水汽条件,亦为雨雪相态转换提供了有利的温度条件。冷空气分别从东路和中路南下影响河南,导致近地层明显降温是雨转雨夹雪或雪的主要原因之一,而冷空气的强度和厚度是决定降水相态的关键因子。中层和近地面暖层厚度对降水相态至关重要。本次过程降水相态为纯雪时,冰雪层和冰水混合层厚度超过2 980 gpm,中层无暖层,近地面0 ℃线低于975 hPa;降水相态为雨夹雪时,有时无冰雪层,冰水混合层厚度超过1 400 gpm,中层有时有暖层,但整层暖层厚度在900～1 330 gpm;雨转雨夹雪发生在地面气温低于21 ℃时,雨夹雪出现在地面气温11～21 ℃时;纯雪发生在地面气温≤11 ℃时。     

深圳大雾的气候统计及特征分析

在分析深圳大雾气候统计特征的基础上,利用NCEP再分析资料和深圳市常规观测资料,分析了深圳大雾发生的环流特征,得出深圳大雾出现时地面天气形势特征主要有3种：均压场型、冷高压底部型、冷高压后部型。大雾发生时大气层结是稳定的。并讨论了不同天气背景下大雾的水汽条件和水汽输送路径,指出大雾发生时深圳并不位于水汽幅合中心;当天或前一天出现0～0．5mm的降水时最有利于大雾的发生。通过对0cm地表温度分析,发现深圳大雾发生时最有利的地表温度为16．0—22．9℃。     

河北平原一次持续大雾天气分析

利用气象观测资料和NCEP 1°×1°资料,从天气背景、温湿特征、层结条件、动力热力学特征等方面分析了2007年11月7～13日河北平原1次持续大雾的成因.结果表明:这次大雾是在较为稳定的大气环流背景下产生的,中高层以纬向环流为主,冷空气以扩散形势影响华北地区;地面夜间风速在0～2 m/s,充足的水汽及地面辐射冷却作用有利于大雾的形成和维持;大气层结是对流稳定的,同时近地面层为逆温结构;近地面层的弱辐合及持续微弱的暖平流十分有利于逆温层的维持,对于大雾长时间维持具有重要作用.大雾多发生在地面辐合线偏向冷空气一侧.本次大雾性质复杂,持续大雾由平流辐射雾-辐射雾-平流雾3个阶段构成,不同阶段大雾逆温强度及湿层厚度有所不同.     

2018年8月22日宁夏北部局地浓雾天气形成机制分析

利用宁夏972个地面自动站的10 m风场、2 m温度及露点温度,银川、大武口、平罗、贺兰4个常规地面观测站的能见度、温度及相对湿度逐时观测资料和欧洲中期天气预报中心（ECMWF）ERA-Interim逐6 h再分析资料（0.125°×0.125°）,对2018年8月22日宁夏北部局地突发浓雾天气过程的环流形势、逆温结构及其热力、动力条件和形成维持机制进行分析。结果表明：8月22日宁夏北部局地浓雾发生在地面冷高压、高空暖脊及近地面微风的静稳天气条件下;较为深厚的暖平流和近地面冷空气侵入所形成的稳定大气层结,是大雾形成的必要条件;弱上升运动使混合层扩展至840 hPa左右,是该地区雾的发展和维持的重要原因。在本次过程中,深厚的弱水汽辐合较水汽自身的饱和与否更为重要,是大武口站浓雾形成的关键性因素。浓雾呈现平流-辐射雾特征,地面热通量在过程前期促进浓雾的发生,后期对浓雾起到抑制作用。     

粤东一次罕见持续性大雾天气过程的分析

采用高分辨率的探空、地面实测资料以及NCEP/NCAR再分析资料,对2010年2月23日—3月6日粤东地区一次罕见的持续性大雾天气过程进行了分析,结果表明:此次连续性大雾天气过程是由辐射雾和平流雾组成;探空资料的分析表明,大雾期间大气层结呈现对流稳定或弱的不稳定特性,同时近地面层存在明显的逆温结构;大雾期间850 hPa华南沿海西南方向气流的存在为这次过程提供了充足的水汽条件;地面不断有弱冷空气的入侵,使低层大气变得弱不稳定,并维持了冷的下垫面,但没有完全破坏近地面层的逆温;在深厚逆温条件下,持续的低空西南支暖湿水汽输送和适量的水汽辐合,导致水汽凝结,使得粤东地区的大雾和毛毛雨维持;持续强劲的暖湿气流和弱冷空气的不断入侵维持冷的下垫面,使雾雨天气在华南沿海长时间维持;大雾后期,强冷空气入侵破坏了大气的层结和逆温条件,大雾天气消散。同时,当Δθse 850～1 000<0时,将出现雾雨天气。     

藏北一次局地爆发性浓雾特征与成因分析

利用那曲市色尼区常规气象观测资料,结合NCEP（1°×1°）、Era5（0.25°×0.25°）再分析资料,从天气学角度对2019年4月10日藏北一次浓雾天气的形成机制、物理结构特征以及局地性爆发的成因进行诊断分析。结果表明：此次浓雾具有局地爆发性特征;前期积雪融化的水汽蒸发配合风场辐合作用,为此次大雾的形成提供了水汽条件;500 hPa环流背景及边界层内上层暖平流与下层冷平流配置,为大雾的形成提供了弱风与稳定层结条件,从而雾得以发展且维持;夜间少云,地表净辐射加强,降温冷却作用导致水汽达到饱和状态,利于水汽凝结形成无数悬浮于空气里的小雾滴;近地层风速小、逆温及下沉运动使水汽不易向高空扩散,在相对有限的空间内水汽大量汇聚,导致大雾爆发性发展;大雾的局地性与特殊地形关系密切。