南京一次持续性浓雾天气过程的边界层特征及水汽来源分析

本文选取2006年12月24—27日（平流辐射雾）南京大雾的外场观测资料及NCEP的2.5°×2.5° NC再分析资料和GDAS全球1°×1°气象资料,结合天气形势、气象要素、物理量场,并利用轨迹分析方法,对这次浓雾的边界层特征及水汽输送进行分析,探讨这次浓雾形成和持续的主要边界层物理和天气学成因。分析表明：（1）这次浓雾过程期间始终存在深厚的逆温层结,甚至出现多层逆温。浓雾过程中,在中上空不同逆温层顶温度比地面温度高出2~5℃。逆温层厚多在200 m以上,26日08时逆温层厚达500 m。逆温层的存在,使大气层结更加稳定,在雾形成前期利于低层水汽聚集,雾形成后又抑制水汽的扩散,利于雾体的发展和维持,是这次浓雾能持续约64 h,强浓雾时段（能见度＜50 m）持续约37 h的重要因素。（2）这次平流雾过程低层水汽通量散度呈负值,上空持续出现水汽辐合,最强水汽辐合出现在25日02时左右,为-30×10-7 g·s-1·cm-2·hPa-1。低层辐合利于水汽的聚集,雾得以形成和发展,而雾过程后期水汽辐散则加快雾的消亡。贯穿整个雾过程的水汽辐合是这次平流辐射雾长时间维持的重要条件。（3）这次平流辐射雾过程中水汽输送路径是自中国东部沿海抵达南京;雾期间,水汽又来自海上源源不断的输送,最大时南京上空水汽通量达到2 g·s-1·hPa-1·cm-1。水汽的供应和后期补充量,决定了浓雾的持续时间。     

黄花机场冬季一次持续性大雾天气诊断分析

利用常规气象观测资料、机场自动站资料、NECP/NCAR 1°×1°再分析资料对长沙黄花机场2015年1月14—16日出现的一次持续性大雾的天气背景、地面气象要素和逆温层特征进行诊断分析。结果表明:该次过程为在地面冷高压缓慢变性配合高空弱脊转多波动形势下形成的辐射雾。偏西北路径弱冷空气受地形影响带来下层逆温,有利于大雾形成;边界层干湿对比越剧烈、地面小风速的小幅度震荡、强烈的晴空辐射和起雾后气温进一步降低以及高空处于干性短波槽后形势都对雾的维持和发展有利;逆温层有无及逆温层强度影响大雾期间跑道视程(RVR)变化;起雾前,边界层中低层的弱上升运动配合着其上层的弱辐散下沉运动引起(本场)水汽辐合和地面弱冷空气向上扩散促进逆温层的形成,利于形成浓雾。雾后期,逆温层由高到低逐层被破坏,水汽由辐合转为辐散,加快了雾的消亡。     

安徽沿长江东部春季一次大范围雾天气过程诊断分析

利用地面气象观测资料、高空探测资料、NCEP再分析资料、芜湖市边界层风廓线雷达资料和高速公路气象观测站资料,分析了2012年3月6日安徽省沿长江东部大范围雾天气过程形成的环流背景及雾生消的物理条件。结果表明：安徽沿江东部地区此次春季大范围雾的性质为辐射雾,雾发生时雾区上空为西到西南风为主,无明显冷空气影响,地面为高压控制的均压场,有利于雾的生成和维持。由雾生消的物理条件可知,近地面水汽条件较好和长波辐射降温造成的水汽凝结是此次大范围雾形成的重要原因。地面辐射降温形成的近地面逆温层有利于雾的维持,且随着近地面逆温层的抬升,雾层变厚并发展。低空的逆温层则形成稳定的层结,阻止水汽向上传输。近地面风速大小合适,风垂直切变小,低层有湍流,中层无明显上升运动,构成雾形成的有利动力条件;而湿层变厚又阻止了水汽向高层交换,有利于雾的生成和维持。日出后,太阳辐射增强,有利于雾发生和维持的地面辐射降温、逆温和动力条件逐渐消失,雾逐渐消散。     

安顺大雾的环流分型及典型个例分析

该文利用1961—2010年安顺6个观测站的大雾观测资料、Micaps资料及NCEP1°×1°资料,采用天气学分型方法,对安顺区域性大雾根据其形成机制进行环流分型,划分为静止锋雾和辐散雾,并将静止锋雾划分为西部(西南部)和中部型,分别对3种环流型作出天气学概念模型,选取典型个例对不同类型大雾发生的动力和热力特征开展诊断分析,结果表明:西部(西南部)静止锋雾出现在静止锋稳定维持期间,主要是由于静止锋低层水汽抬升,中层下沉气流使水汽仅能在近地层较低的环境温度中凝结;中部静止锋雾出现时在南部往往有辐合切变,较强的暖湿平流出现在锋前,静止锋移动到贵州中部,形成机制不仅有静止锋的作用,还具有平流雾的特征;而辐射雾则整层为下沉气流,水汽饱和层很薄,由于下沉逆温使水汽集中于近地层,夜间辐射降温使水汽凝结而成。     

陕西冬季一次大雾天气生消机制的数值模拟

利用非静力平衡中尺度模式WRF、NCEP 1°×1°再分析资料及常规观测资料,对2005年12月30～31日发生在陕西的大雾天气过程进行了数值模拟,分析了大雾天气过程形成的主要原因及雾的生消机制。结果表明,WRF模式能较好地模拟出雾的水平分布特征、强度和生消过程,反映出实际雾的生消变化规律。适当提高模式水平分辨率能较明显地改进模拟效果。这次大雾为平流辐射雾,长波辐射冷却是大雾形成和发展的主要原因。逆温层的发展、维持和近地面层较高的相对湿度对雾的产生和发展起着重要作用。近地面层有弱的水汽辐合是大雾发展和维持的主要原因之一。大雾形成和发展阶段,900 hPa以下的辐合上升运动和900 hPa以上的辐散下沉运动有利于在上升和下沉运动区的界面层中形成逆温层,逆温层的形成有利于低层水汽的积累。随着高空转为辐合上升运动,900 hPa以下为辐散下沉运动,接着日出后,太阳短波辐射增温等的共同作用,使逆温减弱直至被破坏。中高云的存在影响了近地面层逆温的形成和加强,推迟了雾的形成和消散。暖平流的输入有利于逆温层的形成发展。     

江苏一次冬季强浓雾天气持续和消散诊断分析

本文利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料及加密自动气象站资料对2006年12月24—27日江苏省持续了4 d的大雾天气进行分析,重点对强浓雾天气的持续和消散特征进行了诊断研究。结果表明:此次雾在辐射降温条件下形成,在暖平流作用下辐射雾转为平流雾并且增强;暖湿平流为雾的发展提供了有利的水汽和热力条件;中高层辐合下沉增温和低层弱上升运动,使得逆温层稳定维持,是浓雾持续不消有利的动力条件;雾消散阶段,低层正涡度平流南下,使大气层结出现位势不稳定,伴随着冷空气入侵,辐散下沉,垂直运动相应增大,逆温层彻底被破坏,动力和热力条件相配合最终导致雾消散。     

2006年12月24—27日大范围大雾过程数值模拟

利用美国国家大气研究中心(NCAR)和宾夕法尼亚州立大学(PSU)联合研制的第5代中尺度气象模式系统MM5对2006年12月24—27日江苏及其周边地区出现的一次罕见持续性大雾进行数值模拟和诊断分析, 同时对影响大雾过程的辐射条件进行敏感性试验。结果表明:形成持续性大雾的主要原因是大气层结稳定, 水汽充沛, 同时, 地面和大气的长波辐射冷却是雾形成和发展的最重要因素; 而日出后太阳短波辐射加热和热量湍流输送是辐射雾消散的主要原因。在大雾发展和维持期间, 雾区近地层基本上为弱的水汽辐合区; 在大雾减弱和消散期间, 雾区大部分为弱的水汽辐散区。大范围的下沉辐散运动有利于中低层大气增温, 与近地层的辐射降温相配合, 加上近地层弱冷平流作用, 使低层大气降温, 有助于逆温形成, 而深厚逆温层的存在, 对雾区的长时间维持起着决定性作用。     

中国东部一场持续性大雾的诊断分析

利用常规资料及NCEP 1°×1°的6小时再分析资料对2007年12月18-23日中国东部大范围大雾进行诊断分析,结果表明:逆温层的高度及强度与雾的浓度关系密切,弱的冷暖平流均有利于产生雾,但是温度平流在近地面一定高度迅速逆转使得温度层结由不稳定转为稳定更利于浓雾产生.边界层在低层辐合上升和高层辐散下沉的界面中形成逆温层,是浓雾产生的重要因素.     

2004年冬季一次大雾天气过程分析

分析了2004年12月关中地区因地面辐射而产生的一次大雾天气过程。有利的天气形势为大雾形成提供有利天气背景,良好的湿层及高空辐散和低空下沉逆温使得水汽在低空凝结,地面明显降温,利于辐射雾的形成。     

冀中南一次持续性大雾过程成因及维持机制

利用NCEP再分析资料、地面观测资料和微波辐射计资料,分析2019年1月11—15日河北中南部持续大雾过程的大尺度背景场、边界层特征、形成原因及维持机制等。结果表明:此次大雾产生于稳定的纬向环流背景下,其间有弱短波槽快速东移,两次干性短波槽分别促成了大雾的形成、雾区范围扩大及强度增强;大雾高度仅有几十米,以辐射雾为主,双层逆温结构为大雾的形成酝酿了先期条件,贴地逆温层内的弱水汽辐合和西南水汽输送为大雾形成和维持提供了水汽,偏北风带来的弱冷空气降温与夜间辐射降温的叠加效应是促进大雾发展的热力学条件;低层正涡度、对流层中层的辐散下沉运动是大雾维持和发展的动力因子,晴夜长波辐射和湍流混合作用促进了边界层内的降温增湿;大雾发展后期,双层逆温结构转为以单层逆温为主,最终大雾的消散主要是强冷空气入侵,大气静稳结构被破坏所致。     

2009年11月江苏南部一次大雾天气诊断分析

利用地面观测和探空资料及NCEP 1°×1°再分析资料,分析了2009年11月25—27日江苏南部大雾的成因。结果表明：逆温层的高度及强度与雾的浓度关系密切,弱冷暖平流有利于产生雾,但是温度平流在近地面一定高度迅速逆转使得温度层结由不稳定转为稳定更利于浓雾产生。边界层在低层辐合上升与高层辐散下沉的界面中形成逆温层,是产生浓雾的重要因素。对大雾天气进行诊断分析,有利于更加准确地对大雾天气进行数值预报,减轻此类灾害性天气的危害。     

基于多种资料对成都辐射平流雾生消机理分析

本文利用风廓线雷达、地基微波辐射计、地面自动站、秒级探空和NCEP/NCAR(1°×1°)再分析资料,对2016年12月成都的3次辐射平流雾过程进行生消机理分析。结果表明:①高空500hPa受西北气流控制,700hPa干层和1.5km下弱风速的维持,利于近地面快速辐射冷却形成逆温层,为雾的形成提供了热力条件。②垂直方向上无运动或微弱运动,为雾的形成和发展提供了动力条件;贴地层弱西南暖湿气流(≤4m/s)携带的水汽在成都地区辐合,为强浓雾的形成提供了充足的水汽条件。③贴地逆温层和逆露点温度层(高度低于逆温层高度)同时存在,对雾的预报有较好的指示意义。④午后,双逆温层的维持,近地面风速接近静风,是辐射平流雾维持的重要原因。⑤西南暖湿气流消失或水汽辐合移出本地之后,近地面逆温层消失或雾顶上部干空气的卷入,是导致辐射平流雾最终消散的原因。     

豫北一次持续性大雾的成因分析

本文应用MICAPS探空资料(第五类站点数据)及地面观测资料(第一类格点数据、第四类站点数据)和NCEP再分析资料,对2009年11月13~14日发生在豫北地区的一次大雾天气过程的形成、持续及其性质转变的原因进行分析,发现地面中尺度辐合线(区)的时空分布与大雾过程有时间上的伴随关系。水汽通量输送和温度平流的变化以及地面辐射降温的共同作用导致了这次大雾的性质在持续过程中发生了转变,即由辐射雾变成平流雾。分析表明:13日08时之前豫北的降雪带来的充足水汽和夜间晴朗少云微风造成的辐射降温是形成辐射雾的主要原因;13日14时开始在豫北水汽通量输送加大和暖平流不断加强的同时地面持续降温,使得暖湿空气在较冷的下垫面冷却导致辐射雾转变为平流雾。     

山东中西部一次持续性大雾的形成及维持机制

利用常规气象观测资料和NCEP/NCAR提供的6 h再分析资料（分辨率为1°×1°）,对2013年1月12-16日发生在山东中西部地区的一次持续性大雾天气过程从环流背景、层结条件、动力和热力学机制等方面进行了诊断分析。结果表明：中高层偏西气流、对流层低层温度脊和地面冷高压的稳定维持为这次持续性大雾过程提供了有利的环流背景;大雾过程经历了辐射雾—平流辐射雾—平流雾的复杂演变阶段,不同阶段的大雾湿层厚度及逆温强度有所不同;适当的风速和低层弱的水汽辐合有利于大雾稳定维持和发展;近地层辐合上升、中高层辐散下沉,易在界面形成逆温层,有利于大雾的出现,而整层的辐合上升运动往往容易形成中高云,不利于近地层水汽的聚集,难以形成大雾。     

贵州省两次大雾过程的对比分析

利用地面观测资料、高空探测资料以及NCEP再分析资料,分析贵州省2011年2月22日(简称"11·2")和2012年11月17日(简称"12·11")两次大雾过程的特点、性质及环流背景,同时分析雾过程中的水汽、动力等条件。结果表明:"11·2"大雾过程中,贵州受静止锋影响,属于锋面雾。"12·11"大雾过程中,贵州处于冷高压后部,属于辐射雾。锋面雾和辐射雾的雾区均与高湿中心区有很好的对应关系。锋面雾发生时有微弱的上升运动,辐射雾为一致的下沉运动。两次大雾过程中均有逆温层存在。两次大雾过程中贵州中部低层均有暖平流输入,使暖湿空气移到温度较低的下垫面,冷却凝结达到饱和,有利于近地层逆温的建立和维持,形成大雾天气。两次大雾过程中水气通量散度在中低层都有水汽辐合,"11·2"水汽通过增湿过程达到饱和状态产生凝结,使水汽达到饱和,从而大雾得以维持和发展。     

西安地区一次重污染过程的气象条件及轨迹分析

利用西安市气象常规观测资料、美国国家环境预报中心(NCEP)1°×1°再分析资料FNL(Final),对西安地区2012年12月11—15日的一次重污染天气过程进行分析。结果表明:(1)与历史同期常年值比较,此次重污染天气过程中地面气象数据显示出明显的寡照、低温、高湿以及低风速;(2)高压后部的形势与地面弱辐合有利于近地面水汽的输送和凝结,与850 h Pa的高湿相互配合,使得水汽与污染物相互吸附加剧污染天气。700 h Pa以下明显的下沉气流、持续出现的逆温层结、较低的混合层厚度将污染物聚集于近地面层内,引起污染的持续和加重;(4)西安地区所处的"喇叭口"盆地地形也是重污染天气持续的一个重要原因;(5)后向轨迹模拟结果显示偏东方向的河南、山西、渭南等地区为此次重污染过程中输入污染物的主要来源。     

双流机场一次低能见度天气过程分析

利用机场常规观测资料(METAR报文)、ERA-Interim(1°×1°)再分析资料和温江气象站一日两次的探空资料,对2016年12月7~8日双流机场一次持续性低能见度天气过程进行了研究分析。结果表明:500hPa环流背景与此次低能见度天气过程的变化密切相关;逆温层高度及厚度的变化对整个演变过程起主导作用,同时逆温层的长期存在直接导致此次天气过程持续时间较长;晴朗的夜空、逆温层、地面冷却辐射、水汽饱和以及近地面的微风状况,共同作用致使生成辐射雾导致7日15时能见度急剧下降;整个过程地面风场处于微风条件且气压逐渐降低,两者对能见度的变化未起到决定性的作用。      

2009年6月皖南梅雨暴雨诊断分析和水汽后向轨迹模拟

利用常规天气图实况资料和NCEP每6 h 1次、2.5°×2.5°再分析资料及NOAA的GBL资料,对2009年6月28—30日安徽南部一次暴雨过程进行物理量诊断分析,同时使用HYSPLIT后向轨迹模式对水汽来源进行模拟。结果表明：高空辐散和低空辐合同时存在而导致的上升运动是此次暴雨的动力条件;来自孟加拉湾和南海充足的水汽来源是暴雨产生的前提条件;同时低空辐合产生切变诱发的不稳定能量释放,促使了大暴雨过程的产生。     

西藏高原西南部地区一次暴雪天气过程诊断分析

利用NCEP/NCAR的2.5°×2.5°逐6 h再分析资料、常规气象观测资料和卫星云图资料,对2013年1月17—19日西藏高原西南部地区的一次暴雪天气过程进行了综合分析。结果表明:此次西藏高原西南部地区暴雪天气过程中高纬地区为两槽两脊型,深厚的南支槽、西南急流和西太平洋副热带高压是此次暴雪过程的主要影响系统。此次暴雪过程气旋性涡度可达15.0×10~(-5)s~(-1),低层辐合和中高层辐散有利于产生上升运动,250 h Pa附近正散度为3.5×10~(-5)s~(-1),中高层的强抽吸效应和强上升运动对暴雪的发生具有重要作用;主要水汽来源为阿拉伯海,水汽通量增加和水汽通量散度中心向东北方向移动说明西南暖湿气流源源不断地向暴雪区输送水汽并辐合;同时,地形的抬升作用有利于水汽凝结,云系接近西藏高原时云顶亮温(Black Body Temperature,TBB)明显减小,到达暴雪区上空时TBB为-50℃以下,其中西藏高原西部的普兰地区上空TBB达-60℃以下。     

一次大雾形成过程的数值模拟分析

利用非静力中尺度模式MM5V3对2009年11月30日到12月1日天津武清地区的一次大雾天气过程进行了数值模拟研究,这次大雾过程主要分布在天津、河北、山东地区,天津市武清县位于大雾的边缘位置.此次雾过程可以分为3个阶段.11月30日的17:00(北京时间,下同)至12月1日00:00是雾的形成阶段,12月1日00:00出现雾,00:00至09:00是雾的发展阶段,09:00之后是雾的消散阶段.模拟研究表明长波辐射降温使得温度下降并导致逆温层出现,同时由于暖湿气流输送,观测点处具有充足的水汽供应,促使了大雾的形成;在雾形成之后,逆温层的维持、持续的长波辐射降温有利于雾的不断发展;而后期辐散下沉运动明显,水汽不断向外辐散,使得雾逐渐消散.湍流对雾的影响是向上和向四周传输水汽,使得雾范围扩大,但如果太强,又会使得雾很快消散.