北京机场高速公路能见度与大气动力和热力因子的诊断及物理分析

根据首都国际机场高速公路专业气象自动监测站网所提供的高时间分辨率资料,结合大尺度背景场对大气能见度演变的动力热力条件和各级能见度条件下对应的主要气象要素特征进行分析。结论如下：1）在低频时间尺度,大气能见度的低频变化有如下的规律：850hPa垂直速度与能见度呈现同位相关系,并通过垂直速度影响水汽变化,进而通过水汽的Rayleigh散射与水粒子的Mie散射来影响大气能见度的变化,反映出大尺度动力因子与水汽共同作用影响了大气能见度变化。500-850hPa之间的位温差与能见度的反位相关系,反映出大气稳定度控制了大气边界层的分子扩散和湍流扩散,即通过热力因子影响大气能见度。但要注意,能见度的变化并不是由某一个单因子所决定的,必须综合考虑动力、热力和水汽等多个因子的相互制约。2）造成2005年1月和2006年1月能见度差异的主要原因是垂直速度和水汽的差异,即垂直下沉运动时,水汽易于燥,比湿较小,能见度较高,故2005年1月能见度比2006年1月高。3）能见度的等级分布与大气湿度、温度以及风速有重要的物理联系,尤其是温度在0℃以下,冰面饱和水汽压低于水面饱和水汽压时,有利于雾的形成,从而使得能见度较低。4）200-1000m的低能见度出现频数的日变化呈现以午时为低中心的U型分布,并且1000m以下的低能见度一定对应了低温、高湿和微风,但这只是必要条件,并不是其发生的充分条件,尤其对于200m以下的浓雾。而对大于4000m的较高能见度,其出现频数的日变化呈以午时为高中心的拱形分布。