南京冬季一次持续性浓雾过程的特征分析

利用系留汽艇边界层气象要素探测资料,结合Micaps系统平台和NCEP分析资料,对2006年12月2,4—27日南京地区一次大雾天气过程的天气学环流背景、热力结构、边界层气象要素和微观结构进行分析,揭示有利于大雾形成和维持的机制。结果显示：700hPa以下气压场长时间呈均匀分布为大雾的产生和维持提供了良好的环流背景;近地层以上逆温的存在、近地层以上暖湿空气的侵入是大雾发展和加强的主要原因。边界层的气象要素与雾的微观特征有紧密联系。     

南京冬季平流雾微物理结构观测研究

利用Vaisala系留气球低空探测系统、自动气象站和雾滴谱光谱探测仪（FM100）等,对2006年12月24—27日南京市区及其周边地区出现的罕见浓雾过程进行了综合探测。结果表明,此次雾过程属于典型的平流雾,雾的发展及消亡过程主要受冷暖平流的影响。此次雾过程可分为生成、发展、维持和消亡阶段,期间的平均数密度为123.58-661.24个.cm^-3,平均直径为3.12-7.33μm,平均含水量为0.016-0.137 g.m^-3,最大直径为20.28-50.00μm。在生成发展阶段,雾滴谱逐渐上抬、拓宽,谱型由单峰逐步向双峰、三峰转化。单峰峰值直径为2μm,双峰2μm、16μm;三峰期间分别为2μm、16μm和23μm。在维持阶段,滴谱存在周期性振荡。雾滴谱的演变具有明显的日变化特征。     

松原地区2012年冬季两次大到暴雪过程分析

本文通过对2012年冬季松原地区两场大到暴雪天气过程的总结分析可知,强降雪的产生。源源不断的水气供应是首要条件。其次冷暖空气交绥、大气斜压性加大为降水的产生提供动力条件。在产生大量级的降雪过程中,深厚且移动缓慢的低压系统相对浅薄的系统更为有利。     

2010年春末一次强降雨天气过程物理成因分析

利用常规资料、多普勒雷达和自动站资料,对2010年春末发生在河套地区的一次大雨天气过程进行物理成因分析。结果表明,极地冷涡不断分裂冷空气南下,促使高空槽强烈发展,为强降水的发生提供了动力条件。中高层西南气流与低层东南气流为强降水的发生提供水汽条件。逆温层和高能舌的存在为降雨的发生储备了潜在能量。多普勒雷达产品对降雨的强度、性质及能否出现冰雹和大风有较好指示作用。     

南京冬季平流雾的生消机制及边界层结构观测分析

利用系留飞艇边界层要素探测系统等设备,对2006年12月24q7日发生在南京地区的雾日边界层结构进行了综合探测,深入研究了这次平流雾的生消机制及边界层结构。结果表明：此次雾属于比较典型的平流雾,生成和维持主要决定于暖湿气流和系统性下沉运动,消散主要是干冷空气南下造成的;雾项下降阶段出现了双层结构,中层逆温是逆温主层,属于下沉逆温及平流逆温,主逆温层强中心始终位于雾顶附近或处于雾顶之下;风速随高度呈现多峰分布,中层急流与强度较弱的中上层和上层急流合并后,又与下层急流出现了一强一弱的波动;在风速较小时,风场趋于均匀化;雾消散时,低层风场趋于线性化;雾主要的水汽来源是暖湿气流;比湿场与风场有较好的时空分布对应性,主逆温层强中心也是逆湿强中心,风场与温度场共同主导了比湿场的时空分布。     

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。     

川西机场一次平流雾影响能见度过程的成因分析

本文利用地面气象观测实况资料、常规天气图以及卫星云图、温度对数压力图等气象信息资料,对2012年4月18日发生在四川盆地西部邛崃机场一次由平流雾影响能见度突变的天气过程,试图挖掘其天气特征,可为实际短时、临近精细化预报和航空气象保障核心能力的提升提供一些科学理论线索与技术基础支持。     

2012年2月22日江西平流雾过程的环流特征与诊断分析

利用常规气象观测资料和NCEP再分析资料,对江西2012年2月22日的平流雾天气过程进行了诊断分析。结果表明,低层850—925 hPa江南有暖脊发展,且西南气流与等温线交角较大时,暖湿平流的输送为平流雾的形成提供了有利的平流逆温层结和水汽条件。当地面西南倒槽向东北方向发展时,在700—850 hPa西南急流的南侧有辐散下沉气流,925 hPa到近地层有弱辐合上升气流,两支气流的垂直混合有利于水汽聚积在逆温层下而形成雾。平流雾易形成于低层回温最明显且与地面逆温强度最大的时段。     

青海东部地区一次大降水天气分析

对2007年8月25～26日发生在青海东部地区的中～大雨,局部暴雨天气过程,从环流背景、物理量场、单站地面总温度变化、云的演变等方面进行分析,总结了此次大降水天气过程发生、演变的特征。     

2009年6月5日灌南县一次强对流天气过程分析

利用各种常规(探空)和非常规(自动站)资料对2009年6月5日灌南县的一次强对流天气过程进行了分析,结果表明:500 hPa冷平流和850 hPa暖平流增强了大气层结的不稳定性;地面冷锋和700 hPa切变线触发了不稳定能量的释放;强对流天气发生在700 hPa(前倾)槽和地面锋线之间的区域.     

南京冬季持续性强浓雾天气中三级分档雾水的理化特性分析

2013年12月7—9日南京出现持续性强浓雾天气过程。利用观测试验中获取的三级分档雾水和分粒径气溶胶的水溶性离子浓度,气溶胶数浓度谱、雾滴谱以及自动气象站获取的气象要素等资料,通过对比研究浓雾过程中4—16 μm（3级）、16—22 μm（2级）、>22 μm（1级）3个粒径范围雾滴（雾水）与分粒径气溶胶的微物理特征和化学特性,探讨不同粒径气溶胶粒子吸湿增长对雾滴的贡献以及气溶胶离子组分对不同尺度雾滴化学性质的影响。结果表明,在强浓雾天气中,能见度为50 m左右,短波辐射减弱形成稳定逆温层,有助于污染气溶胶的累积并吸湿增长向雾滴转化。雾滴的增加主要集中在小滴范围, 直径在0.5—1 μm的气溶胶粒子对其贡献最大。各粒径段气溶胶中阴离子NO₃-和SO₄2-均表现出较高值,阳离子中Ca2+浓度最高。三档雾水中各阴、阳离子浓度均在4—16 μm小滴雾水中最高,16—22 μm中滴雾水和>22 μm大滴雾水的阴、阳离子浓度没有明显的高低之分。阳离子中Ca2+的浓度在第1级小滴雾水中最高,2级和3级雾水中NH₄+的浓度最高,阴离子中NO₃-和SO₄2-在各级雾水中浓度相差不大。雾水pH值2.7—6.9,呈酸性,小雾滴酸性更强。      

南京冬季浓雾的演变特征及爆发性增强研究

2007年12月18—19日,南京地区出现了一次持续20h的浓雾过程,其中能见度低于50m的强浓雾几乎占到整个雾过程的1／3。利用同期在南京市北郊的外场观测数据,结合NCEP再分析资料,分析了该次雾的演变过程、微物理结构及边界层特征,探讨了地面雾爆发性增强的成因。结果表明：本次雾在西南平流的增湿作用下触发生成;日出后,平流输送和地表蒸发提供了充足水汽来源,贴地层逆温因高空下沉增温而向上抬升且稳定存在,因此大雾得以维持;整个雾过程中雾滴数浓度、平均直径、含水量随时间的变化趋势基本一致,平均谱曲线均呈指数下降分布,雾滴集中在小滴端;两次地面雾爆发性增强均发生在夜间,其特征为各微物理参量明显增大,滴谱上抬拓宽;爆发性增强的原因是地表气温陡降、贴地层逆温增强及可充当雾滴凝结核的气溶胶大粒子数增多。     

济南市一次持续大雾过程分析

利用常规气象观测资料对2007年12月20-23日济南市一次持续大雾天气过程的大尺度天气背景、地面气压场、温度对数压力图以及单站气象要素进行了分析,结果表明: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生消时间;近地面逆温和低空逆温同时存在,表明大气层结非常稳定,近地面逆温有利于近地面层水汽积累,低空逆温使近地面层水汽不易扩散而聚集,有利于近地面层维持潮湿,持续几天出现大雾;连续几天大气层结都处于稳定状态,地面风力很小,这些都限制了近地面层的水汽向外耗散,底层相对湿度较大,为大雾的形成提供了充沛的水汽条件.     

上海浦东机场平流雾的统计和监测分析

利用2000-2009年常规地面观测资料、探空资料和上海浦东机场地面气象例行观测资料,对浦东机场平流雾的气候特征和天气形势背景进行了统计分析.结果发现:浦东机场平流雾发生频次逐年增多、持续时间有增长趋势.从季节分布来看,平流雾多集中在冬春季出现.平流雾天气多发于“入海高压后部”、“副高西北侧”、“低槽气旋”、“台风外围”和“高压前部”等五类特定天气形势背景下.天气系统在空间上的特定配置使暖湿气流得以稳定的流经浦东机场,是浦东机场平流雾形成的根本原因.此外,利用浦东机场2007-2009年自动气象观测系统时间分辨率为1 min的能见度探测资料,对能见度低于200 m的平流浓雾进行分析,结果表明:浓雾爆发不是一次性完成的,稳定的浓雾形成之前会有较长时间的能见度大幅振荡过程,在能见度图谱上形成明显的“象鼻形”先期振荡特征,这一特性也给平流浓雾的监测和预警提供了依据.     

二维正方晶格光控太赫兹波调制器

2006年冬季在南京北郊盘城利用系留气球探测系统、自动气象站等仪器对雾日和非雾日的边界层进行了监测,对比分析了两者的边界层结构。结果表明,非雾日主要为单层贴地逆温,并时常出现短时的双层结构,雾发展成熟时逆温则脱离地面。与非雾日相比,雾日平均雾顶之上温度日较差增大,雾顶之下则减小。平均风速的时间—高度分布在雾日和非雾日类似,在稳定性边界层中风速随高度出现一个或者两个极大值区。温度和比湿在非雾日没有显著的对应性,而在雾体内具有较好的对应关系,在雾顶升降过程中反相关。较强的逆温、较低的温度和较小的近地层风速是南京冬季成雾的背景条件。     

大连初冬一次辐射平流雾天气过程分析

利用大连机场地面观测资料、Micaps系统下常规资料、探空资料和NCEP/NCAR全球再分析资料,从天气形势和背景、探空资料分析和物理量诊断方面,对2009年11月30日-12月2日发生在大连地区持续性大雾天气过程做了详细分析。结果表明,本次持续性雾过程属于辐射平流雾,是在稳定的大尺度天气背景下形成的。探空资料表明,大雾发生过程中,边界层内出现一层逆温和多层逆温;边界层内近地层的逆温和充沛的水汽条件对雾的形成和长时间的维持起着重要的作用。热力结构分析表明,温度日较差大表明地面辐射冷却对本次大雾过程具有明显的作用;低层持续的弱暖平流输入,有利于近地层逆温的建立和维持。动力场结构分析表明,在中低层,大雾发生前期和维持时期,存在弱的辐合上升运动;在大雾消散期,存在明显的辐散下沉运动。水汽条件分析表明,增湿和冷却使此次大雾过程中水汽达到饱和状态产生凝结,在大雾过程的前期,存在弱的水汽辐合;在大雾消散期,存在水汽辐散。     

贵州近44a降雪天气形势及物理量诊断分析

利用NCEP/NCAR再分析资料和观测资料,对1962-2005年贵州出现的九次大范围持续时间较长的降雪天气过程的大气环流场、水汽和动力诊断进行分析,并与2008年1月28日降雪天气特征进行匹配验证.结果表明:北脊南槽型、横槽南支型、平直多波动型和高空急流型是造成贵州降雪的主要环流特征;冷空气南下及蒙新高地冷高压和滇黔准静止锋的维持是降雪天气发生的地面重要因素;南支波动是造成强降雪的基础条件;700 hPa西南暖湿气流引导孟加拉湾水汽向西南地区输送,为贵州降雪提供了必要条件;强烈的上升运动为降雪提供足够的动力条件;28日降雪天气特征与历史降雪特征高精确的匹配一致.     

南京市冬季雾的物理化学特征

为研究南京冬季浓雾的宏微观物理结构和物理化学过程,揭示空气污染物与雾水化学结构的关系,2006—2007年冬季,在南京信息工程大学院内进行了雾的综合观测试验。观测项目包括雾的宏微观结构、雾水化学、大气气溶胶粒子谱及化学成分、辐射和热量平衡各分量、湍流以及常规气象和环境监测。在雾的生消过程中,各项目的观测是连续进行的。两年共观测到27次雾过程,并采集到37个雾水样本。按其形成,将南京冬季雾分为辐射雾、平流辐射雾和蒸发雾三类。该文详细分析了各类雾的宏微观结构,研究了强浓雾(能见度小于50m)发展的物理过程。结果指出,南京冬季雾多属暖雾,雾顶高度以平流辐射雾最高,平均顶高851m,辐射雾次之,平均顶高486m,蒸发雾偏低,平均顶高428m;各微物理参数均以平流辐射雾最大,辐射雾次之,蒸发雾最小,平流辐射雾含水量最大时可达1g/m3。通过对微物理参量连续变化分析发现,平流辐射雾和辐射雾进入强盛阶段时,都具有明显的爆发性增强特征。雾水化学分析结果表明,南京雾水离子浓度比较高,酸雾约占43%,属于硫酸型,均与空气污染物SO2、NO2和颗粒物有关。     

2009年春季一次黄海海雾的观测分析及数值模拟

利用5种观测资料和RAMS（regional atmospheric modeling system）模式对2009年5月2_5日发生在黄海海域的一次海雾过程进行了观测分析和数值模拟研究。结果表明：1）所取个例的整个生命过程受同一高压系统影响,该高压在海雾过程后期的形变促使海雾消散,这在以往的黄海海雾中较为罕见。2）黄海北部形似“7”的雾区形态的出现和演化与1～3℃气海温差的变化吻合,气海温差对海雾形成和演变的重要作用得到再次验证。3）RAMS模式具有一定的海雾数值模拟能力,得到的雾顶高度分布与卫星云图所显示的雾区形态吻合良好。     

Analysis and high-resolution modeling of a dense sea fog event over the Yellow Sea

A ubiquitous feature of the Yellow Sea (YS) is the frequent occurrence of the sea fog in spring and summer season. An extremely dense sea fog event was observed around the Shandong Peninsula in the morning of 11 April 2004. This fog patch, with a spatial scale of several hundreds kilometers and lasted about 20 h, reduced the horizontal visibility to be less than 20 m in some locations, and caused a series of traffic collisions and 12 injuries on the coastal stretch of a major highway. In this paper, almost all available observational data, including Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES)-9 visible satellite imagery, objectively reanalyzed data of final run analysis (FNL) issued by the National Center for Environmental Prediction (NCEP) and the sounding data of Qingdao and Dalian, as well as the latest 4.4 version of Regional Atmospheric Modeling System (RAMS) model, were employed to investigate this sea fog case. Its evolutionary process and the environmental conditions that led to the fog formation were examined by using GOES-9 visible satellite imagery and sounding observations. In order to better understand the fog formation mechanism, a high-resolution RAMS modeling of 4 km × 4 km was designed. The modeling was initialized and validated by FNL data. A 30-h modeling that started from 18 UTC 10 April 2004 reproduced the main characteristics of this fog event. The simulated lower horizontal visibility area agreed reasonably well with the sea fog region identified from the satellite imagery. Advection cooling effect seemed to play a significant role for the fog formation.