一次区域暖雾的特征分析及数值模拟

2004年12月17～19日在我国中东部的大部分地区出现了大雾天气,对这次大雾天气过程进行了综合探测,探测仪器包括粒子测量系统、能见度仪、雾滴谱取样仪以及常规气象观测等。作者分析了部分观测结果并结合区域尺度数值模式,揭示了区域雾的一些基本特征,研究了雾形成和发展机制。结果表明,这是一次典型的辐射雾过程,雾的覆盖范围大,水平分布很不均匀。雾先从地面生成,然后不断向高处扩展,没有出现雾的爆发性增长现象。近地面逆温层的存在、充沛的水汽供应和微风条件有利于雾的形成和维持,太阳短波辐射增温和地面长波辐射降温是雾形成和消散的主要因素。     

天津港秋冬季低能见度数值释用预报研究

本文利用近5年(2009—2013年)天津港资料,分析了该地区大气能见度的分级特征。采用7年秋、冬季NCEP(2006—2012年)和地面资料,通过相关分析给出了对港口低能见度天气有高影响的高、低空物理量因子;排除沙尘和降水天气,针对不同区间的能见度样本,利用BP神经网络方法分类训练了3个统计模型;并与WRF天气模式产品对接,采用分步筛选法,研发了天津港秋、冬季72 h时效的逐时能见度BP释用预报产品。经过3年业务运行,检验结果表明:对逐时能见度而言,BP释用预报对10 km以下低能见度比WRF模式的预报技巧显著提高,达到10.5%~35.4%;其中对0.5 km大雾的预报技巧总体相当,但当WRF预报有降水时,WRF模式预报结果略优;对0.5~1 km的大雾预报,WRF模式的预报技巧1%,BP释用预报提高到了14%~21%。日最低能见度的检验表明:对小于1 km的大雾过程,BP释用预报的TS评分平均达到75%,比WRF预报技巧提高了24%;对1~10 km的低能见度过程,比WRF的预报技巧平均提高了60%。     

长江中上游平原地区冬季雾观测分析

长江中上游年平均雾日数达到20~106 d,是我国主要雾区之一。利用2010年12月在江汉平原观测获得的边界层廓线和雾滴谱资料,重点分析了该地区冬季雾过程的边界层结构及其生消过程。结果表明:荆州冬季雾多出现在寒潮过境1~2 d后,多为平流辐射雾;雾顶发展是水汽在上层逆温下积累,并伴随200~300 m高度冷平流降温引起;近地层冷平流降温导致饱和水汽压减小,同时上层系统性下沉增温引起逆温增强,水汽积累促使强浓雾过程产生;低空急流促使外界偏干气流与雾体混合后雾滴蒸发,是该地区雾顶迅速下降的主要原因;平均数浓度为150~406个·cm-3,极大值达到1 983个·cm-3,平均液水含量为0.014~0.118 g·m-3,极值达到0.786 g·m-3,与南京和重庆强浓雾观测值相似,超过其他地区观测值。城市地区高气溶胶浓度,配合充足的水汽条件,使得荆州雾过程微物理参量数值较大,易出现能见度小于50 m,持续时间4~9 h的强浓雾过程。     

WRF模式对乌鲁木齐机场一次冻雾天气的数值预报对比试验分析

利用WRF模式和GFS资料对2016年11月28—29日乌鲁木齐机场一次冻雾天气过程进行预报,针对不同微物理过程、近地层、陆面过程、边界层等方案设计了13个预报方案组合,并将预报结果与观测资料进行对比分析发现,此次冻雾过程预报中,模式对陆面过程、近地层、边界层等参数化方案组合较为敏感,最优方案组合微物理过程为WDM6、近地层方案为QNSE,陆面过程方案为Noah,边界层方案QNSE。以最优的方案组合预报结果对此次冻雾进行分析,发现利用模式预报的环流形势、层结条件、温湿条件、混合条件等能够很好的判断出此次冻雾过程。就此个例而言,WRF模式预报的机场上空稳定层的变化,湿层结构、风场的水平和垂直结构等,对冻雾的生消以及冻雾过程中的能见度变化有一定的指示意义。     

Characteristics of Quasi-Periodic Oscillations During Sea Fog Events

Based on the high-resolution datasets collected in a sea fog field experiment at the northern coast of South China Sea, the variations of liquid water content (LWC) and net longwave radiation flux (NLRF) during two sea fog events on 16th-17th and 18th-19th March, 2008 are exaimeed by wavelet analysis, and the cooling mechanisms for fog formation and persistence are also investigated. The main results are shown as follows. (1) Sea fog may develop and persist whether it is cloudy or not aloft. However, when there is cloud aloft the LWC is less and wind speed in sea fog is higher than that in the clear sky. (2) The quasi-periodic oscillations (QPOs) of NLRF are observed in the formation stage of the two fogs. QPOs of LWC are only found in the developing stage no matter with cloudless or cloudy condition. (3) It is likely that sea fog forms by the cooling effects of longwave radiation and develops through the vertical mixing induced by the radiative cooling at the upper level. (4) During sea fog development and persistence, other mechanisms could also play important roles in fog-layer cooling, such as turbulent heat transport and radiation transport between air-sea interfaces.     

2011年2月大气环流和天气分析

2011年2月环流特征如下:北半球高纬度地区为单一极涡,中心偏向西半球,强度较常年同期偏强,欧亚中高纬呈现4波型,副高强度偏弱,南支槽活动偏弱.2月,全国平均降水量为11.4 mm,比常年同期偏少4.9 mm.上、中旬,我国北方地区处于高压脊控制,华北、黄淮气象干旱持续发展,月底,随着环流形势的调整,上述地区干旱得到有...     

沪宁高速公路一次冬季浓雾过程的数值模拟分析

利用由多个美国研究部门及大学的共同参与研发的新一代中尺度预报模式和同化系统——WRF（Weather Research Forecast）模式,对2006年12月24—27日沪宁高速公路及其周边地区出现的一次罕见的持续性大雾过程进行数值模拟研究。结果表明,此次大雾过程属于较典型的平流雾,其生成和维持的主要原因是大气层结稳定、系统的下沉运动、充足的水汽;同时也有辐射作用,地面的大气长波辐射冷却是雾维持的重要因素。大范围下沉运动使中低层大气增温与地面辐射降温配合,形成深厚的逆温层,对大雾长时间维持起决定性作用。所以这是一次以平流雾为主伴随辐射雾的过程。27日14时后干冷空气南下才使大雾消散。      

霾的判别方法探讨

总结了目前全国判别霾的方法和标准,描述了霾的本质,利用水汽凝结理论分析了相对湿度、能见度、霾和轻雾(或雾)之间的相互关系,提出了采用湿度-能见度指数区分霾与轻雾(或雾)的方法,并通过光的削弱理论和能见度的定义,归纳出湿度-能见度指数的数学模型.在严格执行<地面气象观测规范>的基础上,结合观测记录的实际情况,同时考虑全国大部分地区历史资料的延续性,建立了判别霾的数学公式.     

一次广东省大雾过程的数值模拟分析

利用美国国家大气研究中心（NCAR）和宾夕法尼亚州立大学联合研制的第5代中尺度气象模式系统MM5,对广东省地区春季出现的一次大雾过程进行了数值模拟研究。模式模拟结果与实际温湿探空的对比表明,模式很好地模拟了大雾过程的流场变化特征及表征大雾的液态水含量分布。对这次大雾生消过程起决定性作用的是925 hPa风场的变化。当925 hPa转为偏南风控制时,暖湿的海洋性空气流经较冷的下垫面从而形成大范围的平流雾;而当925 hPa转为干冷的偏北风控制时,原本形成的大雾很快就消散了。同时模式也很好地模拟了伴随此次平流雾出现的逆温过程。逆温层高度约在900 hPa附近,具有相当的厚度,这对于大雾的形成和维持有一定作用。另外,利用模式模拟的液态水含量值估算的能见度水平分布情况与实况的观测结果也较为一致。     

北京地区一次辐射雾的数值模拟

利用非静力中尺度模式MM5V3对2006年11月20日北京地区的一次大雾天气过程进行了数值研究。模拟结果与极轨卫星监测图像以及十二通道微波辐射计观测资料的对比表明,模式对此次雾的模拟是比较成功的,尤其是在雾区的分布位置、雾的高度以及雾的维持时间等方面。针对不同的云物理方案、长波辐射项、短波辐射项以及模式的垂直分辨率进行了4组敏感性实验。结果表明,地面的长波辐射冷却促使辐射雾的形成,而短波辐射的加热是辐射雾消散的主要原因。另外,增加模式的垂直分辨率以及选取更加详细的云微物理方案可以使模式模拟的辐射雾的结果有明显的改善。