低能见度雾的分级预报方法研究

利用2007年11月—2009年12月京石（北京-石家庄）高速公路沿线气象站的人工观测资料、自动站资料和交通气象自动站资料,对低能见度雾天气进行分级统计,找出各级雾的生消特征。应用天气学原理和数理统计方法对低能见度雾的生消机理进行研究,利用相关分析找出了与低能见度雾的生消有密切关系的气象因子,建立能见度与气象因子之间的回归方程;在此基础上,结合对低能见度雾的成因分析和预报经验,加入降水因子和大气稳定度因子,建立低能见度雾的分级预报方程,找出各级雾的生消判别指标,为低能见度雾的分级客观化预报奠定基础。各预报因子采用MM5精细化数值预报产品,并通过自动站实时监测资料和预报员的综合预报结果对数值预报产品进行合理订正,得到预报时刻各气象因子的值,从而实现低能见度雾的分级客观化预报。      

高速公路上霾雾演变及其对能见度的影响

沪宁高速公路沿线2006年11月2-3日26个交通气象自动监测站每分钟一次的要素监测表明:霾、雾对能见度都有影响,但在诸多方面存在着一些差异。条件适宜时,可以互相转化演变,其间有一个并存的阶段,认识这些差异及变化的条件对提高低能见度预报水平、做好交通气象服务是有益的。文章剖析了丘陵地区谷地霾抬升以及多雾和雾出现时间早、维持时间长的原因,有助于进一步认识浓雾的局地性和交通沿线能见度的差异。大范围连续数日的大雾大多与大范围的霾有关。在大范围霾雾共存的天气形势下,能见度恶劣现象往往持续数日,至强冷空气南下方能驱散,由于辐射降温,夜间能见度下降,白天略有好转。     

基于3种能见度方案山东地区雾天气预报试验研究

基于中尺度天气研究与预报(Weather Research and Forecast,WRF)快速更新循环(Rapid Update Cycle,RUC)模式系统,选取SW(Stoelinga and Warner)方案、RUC方案与FSL(Forecast Systems Laboratory)方案3种能见度方案,对2015年10月至2016年3月山东地区的25次雾天气个例进行预报试验,包括能见度的定量化预报和雾天气的有、无诊断预报,利用常规气象观测资料对预报结果进行检验评估,并分析不同能见度方案对雾天气预报效果不佳的原因,对RUC方案进行订正。结果表明:SW方案模拟的能见度平均绝对误差为9—12 km,RUC方案和FSL方案模拟的能见度平均绝对误差均为2—4 km。对于山东地区大部分雾天气预报试验,SW方案和FSL方案雾天气预报的确报率高于误报率,均对雾天气具有一定的预报能力;RUC方案雾天气预报的确报率和误报率均为0,对雾天气没有预报能力。综合山东地区能见度与雾天气的预报效果可知,FSL方案更适合作为WRF-RUC模式业务中雾天气的预报产品。模拟能见度对相对湿度的预报误差过于敏感、未考虑空气中的污染物对能见度的影响及计算公式未进行本地化订正是能见度方案对雾天气预报效果不佳的主要原因,订正后的RUC方案模拟的能见度平均绝对误差较原始方案减小,且提高了雾天气的预报效果。     

环境气象业务服务现状与对策

1　环境气象服务工作现状和经验1 .1　现状　　近年来 ,大部分省 (市 )气象局都开展了环境气象服务工作 ,尤其是东部经济发达地区气象部门工作开展更为出色 ,已经尝到了“甜头”。开展最多的是人体舒适度预报 ;其次为大气污染气象条件预报 ;空气质量 (大气洁净度、污染物浓度 )预报 ) ;医疗与健康气象预报 ;雾浓度、能见度预报 ;紫外线指数预报 ;尘埃、花粉浓度预报或实况 ;雷电、火险等级、交通气象预报等。江西、上海、北京等地开展了大气污染气象条件预报 ,并和环保部门合作 ,共同制作、联合发布空气质量预报 ,江西省局还成立了“江西绿…     

能见度影响因子分析及预报

本文分析了长春市能见度的日变化、季节变化规律及烟幕、轻雾、大雾、不同等级的降雨、降雪等天气现象对能见度的影响程度 ;根据各季节各种天气现象出现的频率、时间、对能见度的影响程度 ,总结出各季节长春市能见度预报的参考指标。为能见度的预报提供科学的依据 ,以提高能见度预报的准确度     

基于高速公路气象监测数据分析的浓雾预报指标

利用京秦高速公路沿线交通气象监测站实况资料,通过对84个站次的浓雾雾生和雾消各气象要素变化特征进行分析,归纳出高速公路沿线浓雾和强浓雾天气雾生雾消的预报指标。爆发性强浓雾期间能见度少波动,在能见度爆发下降前,温度下降过程中的小幅上升对能见度突然下降有很好的指示作用;相对湿度在能见度爆发下降前1 h内达到80%以上。一般性强浓雾大多数出现在温度波动之后继续直线下降期间;在500 m浓雾出现15 h之前空气相对湿度达90%以上,能见度达50 m之前相对湿度基本达饱和状态。浓雾消散主要有两个方面,因冷空气造成的雾消,预报应着眼于冷空气前锋影响高速公路所在区域的时间;而由辐射升温造成的雾消,预报应着眼于对天空状况和升温速度的判断。     

雾对我国交通运输的不利影响及对策

随着我国公路、航空和水运等交通运输业的快速发展,雾的不利影响越来越明显,也越来越受到人们的关注。如何有效降低雾对交通运输的不利影响,已成为交通管理和气象部门的重要工作目标之一。通过分析雾的发生特点及雾的时空分布特征,针对雾对交通运输的不利影响,提出从加大能见度监测仪设置密度、提高交通气象预报精度、制订严格的高速公路雾天交通运行规定、加强和完善雾天交通预警系统等几个方面积极采取应对措施,最大程度降低雾对我国交通运输的不利影响。     

基于WRF模式的青岛近海能见度算法比较研究

采用GFS背景场资料和ADAS资料同化系统,使用WRF模式对2014—2016年青岛近海17个海雾个例进行了模拟,分析了3种能见度算法的预报效果。结果表明, FSL（Forecast Systems Laboratory）算法对于沿海站、岸基站雾的预报较SW99（Steolinga and Warner 1999）算法有优势;对于海岛站而言,SW99算法则优于FSL算法。混合算法CVIS（Combined Visibility）较单一算法预报雾准确率有所提高。3种能见度算法基本上是高估能见度的,SW99算法能见度预报均方根误差最大。另外,SW99算法对沿海站、岸基站雾开始时间预报较实况多偏晚,结束时间预报较实况多偏早,持续时间预报较实况多偏短。     

航空气象要素以及基于数值模式的低能见度和雾的预报

简述了对航空运输有危害的天气要素,包括航线要素和航站要素的业务预报。着重介绍了在美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)业务模式后处理中,能见度的两种诊断方法和雾的三种后处理再诊断方法。能见度计算的第一种方法是Stoelinga-Warner方法。该方法要求预报模式有四种水溶性物质的输出。通过这些水凝性物质计算消光系数来估算水平能见度。第二种方法是第一种方法的改进,包括增加了更多的水凝性物质,用相对湿度估算高湿度时或霾条件下的能见度,考虑了白天和夜间能见度的不同等。还讨论了以机场跑道为背景的跑道能见度的估计方法。雾的再诊断包括美国联合包裹速递服务公司(United Parcel Service,UPS)的方法,NCEP的多重规则法和根据雾内各物理过程间的平衡进行诊断的方法。UPS法根据低层大气稳定指数,多重规则法则根据模式输出的能见度、云、相对湿度和风速来诊断雾的发生,但两者均不能判断雾的强弱。物理过程平衡法是根据Zhou-Ferrier的雾层平衡理论所提出的雾发生及稳定时湍流强度小于某临界值的必要条件以及雾层内含水量的垂直分布公式对雾含水量及能见度进行诊断。后两种方法已被试验性地用于NCEP的短期集合预报中。预报验证表明,后处理中雾的再诊断方法可以有效地提高业务模式雾的预报能力。但总体而言,雾的预报与其他常规要素的预报相比,现仍处于较低的水平。最后讨论了模式对能见度和雾预报能力低下的原因和改善的途径。     

2013年初春一次平流雾过程对江苏交通的影响分析

2013年3月18—19日江苏省一次平流雾天气具有突发性强、影响范围广、强度大、持续时间长等特点。利用江苏省高速公路自动气象监测站(AWM)数据、FNL数据和常规气象资料,对其成因进行分析,并评价其对交通及预报服务质量的影响。结果表明:高中低层的暖平流和入海变性冷高压为平流雾发生发展提供了有利的环流形势;持续变化较小的气压梯度、相对湿度的陡增、地面弱冷空气产生的温差和在偏东风风速达6 m·s-1时,平流雾即可快速生成;较低的混合层高度和逆温存在是低能见度形成的必要条件,能见度越低时混合层高度也就越低;近地层的冷平流和中高层的暖平流形成平流逆温,同时配合近地面的弱上升运动,有利于雾的形成和维持。根据江苏省交通气象台关于雾的预报服务发布流程规范和预报质量评价,本次雾过程中对高速公路、高架桥和长江航道的预报服务准确、及时,服务质量良好,有效地避免了交通事故的发生。     

重庆能见度特征分析及其与颗粒物浓度和气象影响因子的关系

利用重庆地区能见度及温、压、湿、风等气象资料和大气颗粒物浓度数据,对重庆能见度特征及其影响因子进行分析,采用神经网络方法建立能见度预报模型,分析比较了引入PM2.5浓度因子对预报模型的影响效果。发现：重庆地区能见度分布呈现西低东高以及长江沿线较低的分布特征;雾发生时的平均能见度低于降水时能见度也远低于剔除雨、雾后的能见度,表明低能见度受大气中水汽影响更大;雾在冬季比例明显增加,使得平均能见度在冬季明显降低,而6月和10月降水增多是导致这两个月平均能见度出现明显降低的重要原因;能见度日变化呈现单峰型,雾和降水高发时段与平均能见度低值区重叠,是造成夜间能见度低的一个重要原因;大气湿度、温度及颗粒物浓度都是影响能见度的重要因子,当相对湿度小于70%时能见度随PM2.5增加明显降低,当相对湿度大于70%时PM2.5对能见度的影响降低;在能见度的客观预报模型中引入PM2.5浓度因子的预报效果好于不引入该因子的效果,特别是秋冬季的预报效果改善明显。     

长治市雾的分析及其预报

长治市雾的分析及其预报何庆林（长治市气象局０４６０００）雾是悬浮于近地面层中的大量水滴或冰晶，使水平能见度降至一公里以下的天气现象。由于雾的存在，使能见度减小，严重地影响着海陆空交通和军事活动，往往造成撞机、撞车、翻船等车毁人亡的严重事故。有风时，过...     

太原雾天能见度预报

利用中尺度数值预报模式MM5对山西省2009年发生的几场典型雾个例进行数值模拟。结果表明：模拟2 m温度比观测值偏低约2 ℃,相对湿度模拟结果比观测值偏大约15 %,10 m的模拟风速比观测的偏大0-2 m·s^-1。山西省雾的预报指标为20 m液态水含量大于等于0.13 g·kg^-1而小于0.60g·kg^-1、20-1500 m高度大气层存在逆温层、地面风速小于4 m·s^-1。利用太原测站日平均能见度、日平均相对湿度以及空气污染指数进行拟合建立太原能见度预报模型,并利用实测资料订正MM5、CAPPS模式预报误差,给出订正后的能见度预报方程并以两次实例对区域及太原雾天能见度预报表明该能见度预报模型有一定的适用性。     

基于客观分析的重庆雾的BP神经元网络预报模型研究

本文利用数值预报产品、TTAA报文观测资料及重庆雾(能见度)的实况资料,采用客观分析方法将相关资料处理成二维网格资料,再运用车贝雪夫正交多项式实现二维网格图形的数学定量描述,最后建立重庆雾的BP神经网络方法预测模型,并对重庆雾进行预报试验。检验结果表明,这种方法预报效果较好,基于客观分析的BP神经网络模型进行雾的短期预报具有一定的应用前景。     

贵州高速公路低能见度分类预报方法研究

贵州低能见度天气按对交通影响程度分4级,以各类低能见度天气特征差异为基础,对分类型、分级别的低能见度天气下的气象要素进行考察。发现在辐射雾中,多个气象要素与能见度等级之间有一定关联,但要素范围有重叠,难用做预报依据;各等级地形雾、锋面雾的气象要素差别不太明显,且4级能见度统计效果不好。各类型低能见度天气发生的气象条件有所不同,可以作为预报依据:辐射雾和锋面雾在变温有明显区别,辐射雾为明显的负变温。三类雾都存在总体发生与否的湿度阈值,但差别并不太大。辐射雾发生时和前6小时基本无降水,而弱降水利于出现锋面雾和地形雾等。辐射雾大多发生在静风和弱风情况下,锋面雾、地形雾发生时的风速依次增大。     

雾与能见度数值预报诊断SW方案和FSL方案改进的研究及评估

为了提高雾与能见度的预报水平,对业务上常用的两种能见度诊断方案,即Stoelinga and Warner（SW）方案与Forecast Systems Laboratory（FSL）方案的改进进行预报试验,SW方案基于Gultepe方案考虑了液态水粒子数浓度对能见度的影响,FSL改进方案中利用了递减平均法对公式中用到的温度与露点温度进行订正,并用其重新计算公式中的相对湿度。基于山东省气象科学研究所逐时更新循环（hourly update cycle,HUC）业务模式输出结果,从2015—2016年选取10次雾天气过程,并详细分析了2015年11月13—14日这次雾天气过程的预报结果,比较了改进前后各方案对雾与能见度的预报效果,结果显示：在模式预报的雨水含量占总液态含水量比例较大的预报时效,改进后的SW方案对雾与能见度预报效果优于原始方案,在模式预报液态含水量接近0的预报时效,改进前后的SW方案对雾与能见度的预报效果相当;利用订正的温度与露点温度重新计算相对湿度,其平均绝对误差（mean absolute error,MAE）降低明显的预报时段,改进后的FSL方案对雾与能见度的预报效果大大提升。将两种改进后的方案相融合并进行预报试验,结果显示,综合对能见度与雾的预报效果,Combined Visibility（CVIS）方案要优于其他两种改进方案。     

两种能见度数值预报产品在复杂地形下的预报性能对比分析

为对ECMWF全球数值模式和华南中尺度数值模式能见度产品在复杂地形区域的预报性能进行客观描述,该文通过定义低能见度天气过程,提取2016年10月—2017年2月贵州省山区典型的低能见度天气过程作为检验样本,开展两种数值预报模式的能见度预报能力检验。分析发现:在能见度等级的预报性能方面,辐射雾过程的预报准确率明显低于锋面雾过程,且华南中尺度模式明显差于ECMWF模式,预报正确的等级集中在高能见度区间;在分等级检验中发现两种模式对雾的预报技巧均偏低,其中轻雾的预报技巧较高,尤其是ECMWF模式对锋面雾过程中轻雾的预报有一定参考性,但两种模式对辐射雾的预报能力不足尤为明显;ECMWF模式在锋面雾过程中,对贵州西部高原出现雾的预报能力较强,在东部对轻雾的预报有参考性,但各预报场对贵州中部地区雾的预报效果都不好。     

焦郑高速公路雾天气预报与监测

分析了焦郑高速公路沿线雾天气气候特征及能见度与最大车流量的关系.利用欧洲中心数值预报产品和单站要素资料,选择预报因子,建立了雾天气预报方程.利用天气雷达进行临近监测预报服务.     

焦郑高速公路雾天气预报与监测

分析了焦郑高速公路沿线雾天气气候特征及能见度与最大车流量的关系。利用欧洲中心数值预报产品和单站要素资料，选择预报因子，建立了雾天气预报方程。利用天气雷达进行临近监测预报服务。     

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。