杭州市城市大雾天气气候分析

大雾是一种影响能见度的天气现象,它对交通运输和生产以及人民生活都有严重的影响,我们试用杭州建站以来的气象资料和杭州笕桥近十年的大雾观测资料对杭州城市大雾的天气气候规律进行分析。     

杭州市大雾天气形势特征分析

产生大雾的天气形势是多种的。对1980年至1991年出现的杭州市大雾天气进行归类分析,可把杭州市城市大雾划分为四大类:锋面雾、辐射雾、平流雾、混合雾(由于造成混合雾的形势较为复杂,本文不对其形势特征进行分析)。杭州市城市大雾气候规律分析结果表明每年的10月至次年的4月是杭州市城市大雾的多发季节,也就是秋季、冬季和早春是杭州市城市大雾的多发季节。因此,我们取10月、1月和4月分别代表秋季、冬季和春季,对影响杭州市的各类大雾天气背景进行分析,找出各类大雾的天气形势特征,为制作大雾预报方法提供依据。     

杭州市城市大雾预报工具研制

杭州市大雾气候规律研究表明,每年的十月至次年的四月是杭州城市大雾的多发季节。研究还表明可以把杭州市大雾划分为锋面雾,,平流雾,辐射雾和混合雾四大类。对各类雾的环流形势特征分析表明,由于形成雾的条件不同,各类雾的环流形势特征也有很大的差别。根据以上一些研究结果,我们运用天气学和统计学的原理和方法,研制了一套杭州市大雾天气客观预报工具。     

基于GIS的浙江省高速公路大雾灾害风险区划

大雾是影响高速公路交通安全与运营效率的最主要的灾害天气之一。基于2004—2013年浙江省68个气象站大雾观测资料、基础地理信息数据以及高速公路历史灾情数据,开展浙江省高速公路大雾灾害风险区划研究。依据自然灾害风险分析原理,构建高速公路大雾灾害风险区划指标体系,以浙江省大雾出现的频次和持续时间作为大雾灾害的危险性评价指标;以因大雾导致的高速公路交通事故率、高速公路封路频次和持续时间作为脆弱性评价指标;以高速公路客运量和货运量作为暴露性评价指标。在ArcGIS的空间信息技术支持下,采用层次分析法和综合评价方法,建立了高速公路大雾灾害风险评估模型,最终完成浙江省高速公路大雾灾害风险区划图。区划结果表明,高风险区路段占全省路段总长的15.13%,主要分布在申嘉湖高速南浔段以及嘉善段、杭州湾环线高速萧山至越城段、杭州绕城西线高速、常台高速上虞至嵊州段、诸永高速诸暨至磐安段、沪昆高速诸暨段以及柯城段。     

江门地区初春大雾的预报预警业务系统

介绍江门地区大雾天气分型预报业务系统。该系统采用Delphi语言编写程序、应用Access作为数据库进行开发,并采用人机交互方式,简化了预报流程,减少工作量,为及时、准确发布大雾预报和预警信息提供依据。该系统通过自动读取Micaps实时数据,以人工判断锋面、倒槽、切变线等有利于春季大雾的天气形势为辅助,对江门地区初春大雾天气做出客观预报,并对预报结果进行自动检验。     

从秋季大雾天气特征探讨大雾成因

1引言进入秋季,随着暖空气活动的逐渐减弱,北方冷空气活动开始加强,大雾天气频繁出现。大雾作为一种灾害性天气,是影响交通安全的首要因素,同时大雾天气出现时城市释放的烟尘、废气等有害物质容易在近地面空气中滞留,对人体健康造成危害。因此,研究大雾天气的成因,尤其是当地地形条件对大雾形成可能造成的影响,对秋季大雾预报工作的开展具有一定的实际意义。     

基于CMORPH资料的长三角城市化对降水分布特征影响的观测研究

利用CMORPH卫星降水资料和NCEP风场资料,综合分析了长江三角洲地区南京、杭州、上海、苏州等主要城市的降水分布特征,结果表明:长三角城市效应主要表现在对夏半年降水强度空间分布的影响,具体表现为在700 hPa平均引导气流控制下,城市中心和下风向地区的夏半年降水强度比上风向地区增加5%～15%,最大值通常位于城市中心下游20～70 km。冬半年主要城市周围的降水量、降水时间和降水强度的空间变化都比较小,城市效应对降水分布特征没有明显的影响。长三角城市因地理位置的差异,不同城市降水的下游效应存在差别。夏半年南京、杭州、无锡、苏州、常州等城市的下风向地区比上风向地区降水强度明显增加,城市效应显著。上海和宁波受到海洋影响明显,夏半年低层海风侵入范围较广,夏季降水强度的高值中心偏向海风的下游方位,可能是受到海风环流和城市热岛环流的共同影响。距离上风城市较近的镇江等城市,降水强度的分布受到上风城市降水强度下游效应的影响。     

鞍山地区大雾天气气候特征及成因探讨

利用1951—2014年鞍山地区大雾天气观测资料,采用线性趋势法和多项式趋势法分析了鞍山地区大雾天气的空间及时间变化特征。结果表明:1951—2014年鞍山地区年和季大雾日数呈东南部地区多、西北部和中部地区少的空间分布特征,同时各区域大雾日数的季节变化差异显著,东南部山区夏季和秋季(6—10月)为大雾多发季,其他地区深秋和冬季(11月至翌年1月)为大雾多发季;鞍山市各区域大雾日数趋势变化的差异较大,中部地区大雾日数呈减少的趋势,西部地区大雾日数呈弱增加的趋势,东南部地区大雾日数呈增加的趋势。近64 a鞍山地区区域性大雾过程最长持续时间为7 d,全区性大雾过程较少,一致性大雾过程仅出现8次;鞍山地区大雾天气受地形影响较大,具有明显的区域特征,平原地区大雾天气少、山区大雾天气多,且山区连续性大雾过程持续时间较长。鞍山地区大雾过程持续时间多集中在1—2 h,大雾天气出现时间主要集中在05—06时、08时和20时前后,大雾过程日最长持续时间为20—21 h。在1961—2010年鞍山地区大雾日数的年代际变化中,东南部山区大雾日数呈增加的趋势,中部地区大雾日数呈减少的趋势;特别是20世纪90年代以后,中部地区大雾日数减少明显,东南部地区大雾日数增加显著,区域性差异较大。同时,人类活动对气候环境的反馈影响可能也是鞍山地区大雾天气变化的一个原因。     

冀中滨海平原大雾的形成特征及变化

利用冀中滨海平原区廊坊市1971-2000年9个观测站大雾资料,对该区域大雾、浓雾的形成特征及变化进行了分析,得出结果:(1)大雾尤其浓雾是冀中滨海平原区秋、冬季发生频率最高的灾害性天气之一;(2)大雾、浓雾除具有低能见度外,其连续性、持续性和大范围同日出现等也是不容忽视的具有灾害性影响的特征;(3)自1990年以来,年平均大雾日的变化有明显加剧的现象,相比20世纪80年代,90年代浓雾日数有明显增加的趋势;(4)影响大雾日数变化的主要原因是天气、气候条件的变化,浓雾日数的增加还与城市经济化发展、空气污染程度加剧等因素有关.     

基于CMORPH资料的长三角城市化 对降水分布特征影响的观测研究

利用CMORPH卫星降水资料和NCEP风场资料,综合分析了长江三角洲地区南京、杭州、上海、苏州等主要城市的降水分布特征,结果表明：长三角城市效应主要表现在对夏半年降水强度空间分布的影响,具体表现为在700 hPa平均引导气流控制下,城市中心和下风向地区的夏半年降水强度比上风向地区增加5%~15%,最大值通常位于城市中心下游20～70 km。冬半年主要城市周围的降水量、降水时间和降水强度的空间变化都比较小,城市效应对降水分布特征没有明显的影响。长三角城市因地理位置的差异,不同城市降水的下游效应存在差别。夏半年南京、杭州、无锡、苏州、常州等城市的下风向地区比上风向地区降水强度明显增加,城市效应显著。上海和宁波受到海洋影响明显,夏半年低层海风侵入范围较广,夏季降水强度的高值中心偏向海风的下游方位,可能是受到海风环流和城市热岛环流的共同影响。距离上风城市较近的镇江等城市,降水强度的分布受到上风城市降水强度下游效应的影响。     

2014年初冬湖北省一次大雾成因分析和数值模拟

利用湖北省高速公路交通气象站观测数据及NCEP的1°×1°格点再分析资料,分析了2014年1月29—30日发生在湖北省内的大雾天气过程的气象要素变化特征及大雾形成机理,并利用优化参数化方案的数值模式对本次大雾过程进行了模拟。结果表明,大雾过程能见度基本与相对湿度变化趋势相反,气温与能见度变化趋势基本一致,风速都较之前有所下降。本次大雾是暖平流影响后,经夜间辐射冷却降温后形成,属平流辐射雾。利用WRF模式对本次大雾过程的模拟结果表明,除对海拔较高、受局地地形影响较大区域的模拟效果不理想外,模拟的大雾范围、强度、生消时间等与实况基本相符,可为以后大雾预报提供一定的参考。     

2017年双流机场两次大雾过程的对比分析

基于双流机场自动探测资料和ERA_interim再分析资料,对2017年11月26日和12月4日两次大雾过程的天气背景和气象要素特征进行了对比分析,旨在提高对双流机场大雾天气的预报能力。结果表明：2次大雾都是典型的辐射雾,其形成过程具有一些相似的环境背景,即天空云量少,微风（0~2 m/s）,低层较高的湿度和较低的稳定层结（较低的边界层高度）;12月4日过程近地面的绝对水汽含量大于11月26日过程,这可能是4日大雾过程最低主导能见度、最低跑道视程小于26日大雾过程,持续时间大于26日过程的原因;12月4日过程边界层内湍流的扰动更强,该强扰动信号可能对长时间影响双流机场民航运行的强浓雾过程的生消发展有意义。     

东营市秋冬季大雾客观预报系统

利用１９９０～１９９６年历史实况资料,对东营市大雾的天气特征进行分析,利用逐步判别方法制作出大雾客观预报系统。该系统在ＷＩＮ９８环境下运行,能够自动调用处理９２１０卫星网络资料或地面通信网络资料。经１９９７年和１９９８年试验效果较好,对大雾预防具有一定的能力。     

沪宁高速公路团雾发生规律及局地性分析

为探索高速公路团雾天气的发生规律和局地性特征,根据布设于中国沪宁高速公路沿线的AWMS系统实测资料,对2006—2009年期间该公路上发生的团雾和大雾过程进行了统计分析,探讨了团雾发生的气象和地形、地貌条件,并对临湖环境的公路东部路段和临江环境的中西部路段的团雾特征作了比较。研究表明：（1）沪宁高速公路上团雾和大雾的季节变化有着相似的季节分布,都是秋、冬、春季发生频率高,夏季发生频率低。（2）团雾和大雾因路段和站点不同而差异较大,大雾的分布是东少西多,团雾的分布趋势则是东部的临湖路段中有4个站点发生频率高,其余站点低,西部的临江路段则发生频率普遍高。（3）一般,团雾发生的气象条件是温度在-4~30℃,相对湿度在85%~95%,风速在3 m·s^-1以内;团雾的主要发生时段在00—06时之间,通常在生成后的4 h内消散。（4）东部路段中的临湖环境,提供了团雾形成的有利条件,中西部的临江路段,则由于丘陵地形作用和水汽及气溶胶输送通道而成为团雾高发的区域。（5）在夏季大气对流运动频繁,城市近地层污染物易于扩散,雾和霾都不易形成;而冬季近地层大气对流不活跃,常不利于污染物扩散,这使得城市雾和霾的容易形成且不易消散。     

北京地区一次典型大雾天气过程的边界层特征分析

利用中国科学院大气物理研究所325 m铁塔15层风、温、湿梯度观测资料和3层超声资料,对2002年12月1~4日发生在北京地区的持续大雾天气过程进行近地面层大气边界层特征分析。结果表明,近地面大气边界层较大的相对湿度(70%)、较小的风速(3.0 m.s-1)和风速垂直切变(0.02 s-1)、稳定的层结结构以及较低的气温是北京持续大雾天气形成的主要原因。冷空气的侵入使得边界层相对湿度迅速减小,风速和风速垂直切变增大,破坏近地面大气边界层的结构,导致大雾的消散。分析还发现,大雾的维持与消散主要受风场等动力因素的影响,热力层结是大雾维持和消散的必要条件。冷空气的侵入自上而下影响平均风场,而对湍流风场的影响则是自下而上的。尺度分析结果表明,大雾期间,近地面边界层内中尺度动量通量和感热通量都大于湍流尺度的,中尺度动量通量与平均风速基本呈反相关;冷空气的侵入使得湍流通量显著加强,是导致大雾天气消失的主要原因。     

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.     

海口美兰机场2009年冬季首场大雾的成因

利用MTSAT高分辨率可见光云图和海南省气象局加密自动观测站风温资料,分析2009年冬季海口美兰机场首场大雾天气产生的云图特征和大尺度环境场特征。高分辨的探测资料表明:该大雾是局部辐射大雾,起源于微风、地表局部夜间辐射造成的,大尺度环境场输送的水汽也很重要。生命史约6h。     

山地机场一次平流雾天气演变特征及成因分析

利用贵州省仁怀市茅台机场地面观测资料和ERA5逐时再分析等资料,对2018年2月14～15日茅台机场一次大雾过程进行诊断分析。结果表明：本次大雾是一次典型平流雾天气过程,在北方“西高东低”的环流形势和南方南支槽东移的背景下发生。大雾前半段机场近地面主要受暖平流影响,后半段主要受弱冷平流影响,期间锋面过境对大雾有短暂清除作用;暖平流雾阶段,机场受来自孟加拉湾和南海水汽的影响,为平流雾的发生和维持创造了水汽条件;弱冷平流雾阶段,近地面有辐合中心,南来水汽与机场西北面赤水河谷水汽在此汇聚;大雾过程中,机场上空的逆温（或等温）层为冬季云贵准静止锋的锋区所在,它使得大气层结更加稳定,有利于大雾生成和维持;冷空气主体南下至贵州北部后,冷平流造成的低层下沉运动和水平扩散条件的改善是导致大雾最终消散的原因。     

河北省中南部一次大雾天气过程分析

对2003年11月河北省中南部大雾天气进行了分析,结果表明与稳定度有关的物理量场的变化不仅是强对流等灾害性天气的预报指标,对大雾天气也有一定的指示意义：雾是在稳定的大气层结下出现的天气现象,根据大气稳定层结的状况及变化,可以判断大雾天气的有无及其生消时间。另外,前期湿度条件的积累也是影响大雾生成的主要原因。     

2006-2010年泾河站日照时数分析

利用泾河、西安、高陵站2006-2010年气象月报表资料,对影响日照的云量、大雾、轻雾、霾、降水等气象要素统计分析。结果表明：在同样的天气背景下,泾河站的日照时数均比西安、高陵偏少,造成这一现象的主要原因与其所处的地理位置有较大关系,泾河站地处泾河工业园区,南北紧邻渭河、泾河两大河流,同时又是城市建设大开发、大发展时期,比西安、高陵雾、霾日数明显偏多,造成日照时数偏少。