济南冬季雾的微物理结构及其对能见度的影响

2016年12月19日至2017年1月9日,受静稳天气影响,济南接连出现了10次大雾等级以上天气过程,期间最低能见度不足50 m,持续的大雾天气严重影响了工农业生产和人民生活.本文利用10次冬季雾期间雾滴谱仪、自动站等观测资料,分析了济南不同强度冬季雾的微物理结构特征,分析了其中的微物理过程及强度,探讨了微物理结构、微...     

长三角地区雾的时空分布及频次模型研究

根据1980—2006年长三角地区6个站点累计27a的雾资料,分析了长江三角洲地区雾的时间、空间分布特征。结果表明,秋末、冬季和春季长江三角洲地区雾频次较多,夏季较少,年平均雾日数呈缓慢减少趋势;雾区域分布不均匀,总体说来是东多西少。在此基础上,用时间序列方法建立了雾频次预测模型,并对2007年1—12月各月的雾频次进行预测检验,结果表明预测值与实际值误差较小,该模型具备较好的预测能力。     

近50年贵州雾的时空分布及变化

应用贵州84个气象台站50年(1961~2010年)观测资料,对大雾的时空分布,雾日的季节和月频率分布,雾日的年际间变化趋势等特征进行了分析表明,贵州大雾区主要有4个:西部大雾区主要分布在乌蒙山东侧;黔中大雾区主要在开阳和息烽县一带;黔东大雾区主要分布在苗岭山脉周围的县及铜仁的万山特区一带;黔西南大雾区以晴隆为中心。大雾大部分发生在冬季,其次是春季,其后是秋季,夏季发生频率最小。12月、1月和10月出现的雾日为最多;5~7月出现雾日的频率最小。出现大雾的时间主要在早晨,中午和傍晚发生大雾的频率较少。近50年大雾的年际间变化呈现增加趋势(通过0.05的信度检验),但本世纪以来呈现略微减少的趋势。      

呼和浩特市雾的分布特征及对人体的危害

利用呼和浩特本站1960—2009年共50年每天的地面常规气象观测资料,对出现雾、轻雾时的水平能见度、相对湿度、风速和风向等资料进行统计分析。得到:(1)呼和浩特市绝大部分雾出现在后半夜到上午,属辐射雾;(2)呼和浩特市50年来出现了192次轻雾,年均3.8次,出现了40次雾,年均0.8次,能见度在500m以下的雾出现了20次,年均0.4次;2000年以后,轻雾、雾总次数呈上升趋势;(3)出现轻雾最多的月份是3月,次多是10月,2月最少;总的来看,冬季和夏季出现次数较少,秋季和春季较多;(4)出现雾和轻雾时绝大部分当天或前一天有降水,相对湿度大于80%,风速小于2.0 m.s-1,大部分为静风或偏南风;(5)出现雾时影响了农作物生长,对交通运输业造成很大影响,对身体健康非常有害。     

重庆城区浓雾的基本特征

统计分析沙坪坝1951～2002年间发生的浓雾事件，结合2001年12月重庆市雾的外场试验资料，探索重庆市主城区浓雾的基本特征。重庆主城区浓雾随年代演变有减缓趋势；主城区浓雾是自然雾与烟尘等的混合物，河谷及城市效应使雾更浓；城市中出现浓雾的大气边界层特征是在近地面层有逆温及增湿降温现象；高浓度气溶胶的净辐射效应阻碍白天混合层发展，使大气边界层趋于稳定，它是重庆连续几天有雾的原因之一；浓雾具有一定的湿沉降作用，能有限地清洁空气；有浓雾的天气条件下，建议降低污染物的排放总量，以避免严重大气污染事件发生。     

四川盆地区域性浓雾序列及其年际和年代际变化

利用四川盆地20个国家级基本气象站1954-2005年的大雾和能见度等资料, 探讨了区域性浓雾的认定标准, 建立起该地区较完整的区域性浓雾日数序列, 分析了其年际、年代际变化及可能原因.结果表明:①盆地内区域性浓雾主要发生在秋冬季 (9月至次年2月), 占总数的92.8%, 这也就决定了浓雾日数序列是一个跨年度统计的序列; ②1954-1976年盆地内浓雾处于偏少的负位相, 尤以20世纪60年代为最少, 相反, 20世纪80-90年代浓雾频次高、强度大, 处于多雾的正位相, 但是近些年有明显的减弱; ③在浓雾的年际和年代际变化中, 大气中凝结核的数量 (背景大气浑浊度) 起着主导作用, 同时, 干湿状况是决定浓雾年代际变化另一主要原因, 局地气候变暖对浓雾的影响具有不确定性; ④90年代以后盆地内浓雾的减弱是3个因子共同作用的结果.     

霾观测判识标准定量化对雾霾观测记录的影响

为研究霾观测判识标准定量化对雾霾观测记录的影响,选取2006—2012年湖北省18个基准站、基本站和一般站三类国家级地面气象观测站的资料,对已记录和按照相对湿度判识标准统计的雾、轻雾和霾天数进行分析,结果表明:判识标准定量化将使霾的观测记录明显增多,轻雾和雾观测记录略有减少,霾和轻雾观测记录将更趋合理,就湖北省而言,相对湿度在80%~95%之间,应以轻雾和雾为主;通过定时观测时次的能见度、相对湿度,以及日天气现象记录,可以得到历年按照相对湿度判识标准统计的霾和轻雾天数,实现对历史资料序列的订正,形成判识标准改变前后均一化的月年资料序列。判识标准定量化后,不能机械的硬套判识指标,观测员仍需熟练掌握轻雾和霾以及其他视程障碍现象的成因和特征,避免相对湿度在霾观测判识标准上下波动、轻雾处于消散过程阶段,轻雾与霾的频繁转记。     

云南辐射雾的气候分布特征及天气成因

应用1976～2005年云南126个气象站观测资料及2001～2005年的高空探测资料,统计分析了云南辐射雾的时空分布气候特征、形成雾的天气环流背景及要素成因.结果发现:云南雾H数逐年呈现波状变化,总体趋势上呈下降趋势,但雾的日变化规律较为稳定;形成雾的天气形势有偏西气流型和偏北气流型,其中偏北气流型成雾重、持续时间长.成雾物理机制分析表明,近地层良好的水汽条件、静风或弱的风力条件、晴空少云、地面变性冷高压后部的均压场环境、低层大气弱的上升运动、中高层大气较强的下沉运动、低层暖平流、中高层冷平流以及边界层存在逆温层等特征是形成雾的重要条件.     

2007—2010年北京自动站浓雾特征分析与临近预报初探

为探索北京地区浓雾天气特征和临近预报方法,分析了北京2007-2010年18个道面自动站能见度1000 m以下的天气资料.结果表明:①浓雾具有明显的日变化和年变化.05:00-09:00是高发时段,12:00-18:00是低发时段.全年浓雾主要集中在9-12月,6、7月最少.②空间分布上,呈现“东南多,城区少”的特征,统计80％以上的浓雾都发生在大兴和通州.③浓雾变化具有突发性和象鼻形先期振荡的特征.④浓雾能见度变化与气象要素变化关系密切.偏南风和偏东风最有利于浓雾生成发展,西北风最有利于浓雾的消散.风速减小,气温下降,湿度增大,能见度降低,浓雾生成和发展;风速增大,气温升高,湿度减小,能见度上升,浓雾减弱消散,但湿度的减小滞后于能见度的上升.浓雾维持阶段,要素变化都很小.     

辽宁沿海高速公路浓雾气候特征及气象影响因子

利用2005—2018年辽宁沿海高速公路沿线气象站点观测资料和NCEP再分析资料,对辽宁沿海高速公路浓雾气候特征及其与各相关气象要素的关系进行分析,并探讨了利于浓雾发生的环流特征和影响因子。结果表明：辽宁沿海高速公路年均浓雾日数由西至东呈现高—低—高的分布特点,同时,辽东沿海高速公路沿线各站年均浓雾日数差异较小,且存在明显的自东向西的下降趋势;辽西沿线高速公路各站差异最大,受到局地的影响最强。沿海高速公路年均浓雾日数具有明显的月变化与季节变化特征,全年有两个浓雾出现的集中时段,分别为2—3月和10—11月;秋季浓雾日数占全年的比率最高。秋季沿海高速公路浓雾以0—200 m的强浓雾为主;温度为10—15℃,相对湿度大于98%,风速为0—3 m·s^-1,风向为偏东北风时,浓雾出现的概率最大。辽宁秋季沿海地区受副热带高压影响较小,受东亚大槽等中高纬度纬向环流和极涡的影响较大,纬向环流和极涡越强（弱）,辽宁沿海地区浓雾日数越多（少）;辽宁沿海地区浓雾的水汽一部分来源于辽宁东部山区,一部分来源于渤海、黄海北部。辽宁沿海地区秋季浓雾并非以海雾为主,而以辐射雾、锋面雾居多,同时辽东沿海地区有来自辽东山区的平流雾。     

Local Meteorological and Synoptic Characteristics of Fogs Formed over Incheon International Airport in the West Coast of Korea

Fogs observed over Incheon international airport (IIA) in the west coast of Korea from January 2002 to August 2006 are classified into categories of coastal fog, cold sea fog, and warm sea fog based on the areal extent of the fogs and the difference between the air temperature (T) and the SST, i.e., cold sea fog if TSST = T-SST>0^oC and warm sea fog if TSST <0^oC. The numbers of coastal, cold, and warm sea fog cases are 64, 26, and 9. Coastal fogs form most frequently in winter, while cold sea fogs occur mostly in summer and warm sea fogs are observed from January to May but not in November and December. On average the air gets colder by 1.6^oC during the three hours leading up to the coastal fog formation, and an additional cooling of 1.1^oC occurs during the fog. The change in the dew point temperature (T_d) is minimal except during the fog (0.6^oC). Decreases in T for the cold and warm sea fogs are relatively smaller. The average T_d is higher than SST during the cold sea fog periods but this T_d is more than 4^oC higher than that for the corresponding non-fog days, suggesting that cold sea fogs be formed by the cooling of already humid air (i.e., T_d>SST). Increases of T_d are significant during the warm sea fog periods (1.4^oC), implying that efficient moisture supply is essential to warm sea fog formation. Four major synoptic patterns are identified in association with the observed fogs. The most frequent is a north Pacific high that accounts for 38% of cases. Surface or upper inversions are present in 77%, 69%, and 81% of the fog periods for coastal, cold, and warm sea fogs, respectively.     

廊坊市雾的气象条件及预报预警技术

利用1971-2000年冀中滨海平原区廊坊市雾数据、地面气象数据、冀中东部地区雾资料及国家气象中心历史高空数据、MICAPS数据,归纳了廊坊市雾及浓雾的气候特征,计算、分析了廊坊市雾及浓雾的气象条件与预报流程。结果表明：雾及浓雾是廊坊市秋冬季节最频繁的一类灾害性天气,浓雾越浓,灾害性影响特征越显著;在利于雾及浓雾形成的大气环流形势下,地面偏南偏东的微风小于等于3 m.s^-1、相对湿度大于等于50%、6 h气压差绝对值小于等于3.0 hPa及大气层结稳定,尤其1000-925 hPa存在明显逆温层是廊坊市雾及浓雾预报预警的重要参考指标;利用VB等计算机语言实现雾及浓雾的自动化初步识别;进一步探讨了冀中滨海平原区廊坊市雾及浓雾的预报预警发布技术,为廊坊市雾及浓雾的预报预警及服务提供了科学依据。     

2006年12月南京连续4天浓雾的微物理结构及演变特征

2006年12月24-27日南京地区出现了连续4天的浓雾天气,其中能见度小于50 m的强浓雾持续了40多个小时.利用FM-100型雾滴谱仪,连续观测了雾滴谱、数密度和含水量等微物理参量.结合自动气象站及能见度仪观测资料,分析了这次浓雾过程的微物理特征,并与1996年观测结果进行对比:雾滴的平均含水量和平均直径与1996年观测结果相当,含水量最大值比1996年观测结果大4倍,数密度比10年前小.认为前2个子过程的雾滴数密度、含水量很高,造成了南京奉次大雾能见度长时间低于50 m的恶劣天气.结合边界层探空资料,认为形成这种强浓雾的主要原因足近地层持续存在强盛的水汽平流,具有平流雾的特征.根据雾微物理参量的起伏变化,将浓雾过程分成4个子过稃,分析并比较了4个子过程的雾滴谱分布,总过程的谱分布及4个子过程的谱分布都服从Dcirmendjian分布,谱型都基本呈指数下降,雾滴主要集中存小滴段.最后,对第一个子过程微物理参量的变化特征进行了细致分析.发现这次浓雾是在夜间晴空辐射降温后形成的,午夜最强,日出后随着气温的升高逐渐减弱,反映了辐射雾的口变化特征.另外,还发现雾形成以后,开始变化不大,但随着进一步辐射降温,地面雾团不断产牛,雾爆发性发展.     

沪宁高速公路大雾及气象要素特征分析

利用2006年6月-2009年5月沪宁高速公路AWM自动气象站资料,研究了不同类型大雾持续时间、能见度变化及其出现过程中风、湿度变化特征。结果表明,有超过50%的大雾会发展成浓雾;大雾持续时间以平流雾最长,辐射雾最短;67.6%的大雾在长时间低能见度之前会出现类似"象鼻"形的突变前兆,这可能与地理环境有关;大雾过程中风向以东风和西风为主,锋面雾有部分为偏南风;平流雾发生时风速较辐射雾和锋面雾大,锋面雾发生时风速较多为静风,结束时风速快速增大;平流雾发生时相对湿度多有突变,而辐射雾、锋面雾的相对湿度以渐变为主。     

黄海海雾的卫星云图特征分析

本文用NOAA-10卫星上,由AVHRR获得的卫星云图,分析黄海海雾特征。用GMS卫星云图分析海雾的演变过程。     

Macro-and Micro-Structures of Heavy Fogs and Visibility in the Dayaoshan Expressway

Belonging to the southern subtropical moist type of monsoon climate,the Nanling mountainous area experiences heavy fogs whenever quasi-stationary fronts appear there from September to May.There can be as many as 15-18 days of heavy fogs per month.Fogs have more serious consequences in the Lechang-Ruyuan section of the Beijing-Zhuhai Expressway(the longest expressway in China)that passes through the main part of the Nanling Mts.,where the road rises from 200m to more than 800m above sea level(ASL).For a major motorway in the mountainous areas of Nanling Mts.,two multidisciplinary integrated field observations were carried out,which measured visibility by the naked eyes,visibility by instrument,spectrum of fog- drops,liquid water content(LWC)of fog,tethered sounding,dual-parameter low-level sounding,turbulence diffusion within fog layers,aerosol spectra of size and composition,sampled fog water compositions,and sampled rainwater compositions.Typical cases were probed for their analyses of synoptics,micro- and macro-structures and microphysics.It is understood that heavy fogs take place with high frequency in the area and bring about serious consequences.Being typical advection and upslope fogs,they are in essence low-lying clouds appearing at high altitudes,which are closely related with the activity of South China frontal processes,especially the South China quasi-stationary fronts,and reflect on the role of local terrain as well.The heavy fogs are characteristic of long duration,extremely low visibility,well-organized lump- shaped structure,large-size fog-drops,moderate concentration,high LWC,and stronger turbulent diffusion within the fog layers than in fine sky.They differ much from radiation fogs,which are better documented in previous study in China.It is found that fog LWC is in significant anti-correlation with visibility so that large LWC is associated with small visual range.It is also noted that one of the reasons for the fluctuation of characteristic quantities of micro-structure such as the LWC of fog in the area is,in addition to the inhomogeneous structure of the fog itself,the effect of advection and inhomogeneous underlying surface; during the translation of fog with the ambient wind,irregular upslope and cross-over movement is another reason for the inhomogeneous structure and fluctuation of fog.The spectrum of the aerosol size displays itself as the power function of monotonous descent.The concentration of submicrometer particles is even higher.The high-concentration sulfate particles found in the aerosols of Nanling Mts.are actually good nuclei for condensation,which are favorable for the formation of fog.The presence of fog can help cleanse the trace compositions in the atmosphere so that fog droplets contain high levels of polluting elements.In the meantime,compared to cloud droplets,fog droplets are easier to be captured by the vertical surfaces of objects on the land surface,such as vegetation and buildings to constitute another kird of cleansing process. In vast stretches of forest like the Nanling Mts.,this kind of cleansing may be quite important.Studying the characteristic variation of fogs in the area realistically assists in setting up a forecast and warning system for local fogs and provides basic information for fog dispersal experiments.     

Macro- and Micro-Structures of Heavy Fogs and Visibility in the Dayaoshan Expressway

Belonging to the southern subtropical moist type of monsoon climate, the Nanling mountainous area experiences heavy fogs whenever quasi-stationary fronts appear there from September to May. There can be as many as 15-18 days of heavy fogs per month. Fogs have more serious consequences in the Lechang-Ruyuan section of the Beijing-Zhuhai Expressway (the longest expressway in China) that passes through the main part of the Nanling Mts., where the road rises from 200 m to more than 800 m above sea level (ASL).For a major motorway in the mountainous areas of Nanling Mts., two multidisciplinary integrated field observations were carried out, which measured visibility by the naked eyes, visibility by instrument, spectrum of fogdrops, liquid water content (LWC) of fog, tethered sounding, dual-parameter low-level sounding, turbulence diffusion within fog layers, aerosol spectra of size and composition, sampled fog water compositions, and sampled rainwater compositions. Typical cases were probed for their analyses of synoptics, micro- and macro-structures and microphysics. It is understood that heavy fogs take place with high frequency in the area and bring about serious consequences. Being typical advection and upslope fogs, they are in essence low-lying clouds appearing at high altitudes,which are closely related with the activity of South China frontal processes, especially the South China quasi-stationary fronts, and reflect on the role of local terrain as well. The heavy fogs are characteristic of long duration, extremely low visibility, well-organized lump-shaped structure, large-size fog-drops, moderate concentration, high LWC, and stronger turbulent diffusion within the fog layers than in ne sky. They di er much from radiation fogs, which are better documented in previous study in China. It is found that fog LWC is in significant anti-correlation with visibility so that large LWC is associated with small visual range. It is also noted that one of the reasons for the fluctuation of characteristic quantities of micro-structure such as the LWC of fog in the area is, in addition to the inhomogeneous structure of the fog itself, the effect of advection and inhomogeneous underlying surface;during the translation of fog with the ambient wind, irregular upslope and cross-over movement is another reason for the inhomogeneous structure and fluctuation of fog. The spectrum of the aerosol size displays itself as the power function of monotonous descent. The concentration of submicrometer particles is even higher. The high-concentration sulfate particles found in the aerosols of Nanling Mts. are actually good nuclei for condensation, which are favorable for the formation of fog. The presence of fog can help cleanse the trace compositions in the atmosphere so that fog droplets contain high levels of polluting elements. In the meantime, compared to cloud droplets, fog droplets are easier to be captured by the vertical surfaces of objects on the land surface, such as vegetation and buildings to constitute another kind of cleansing process.In vast stretches of forest like the Nanling Mts., this kind of cleansing may be quite important. Studying the characteristic variation of fogs in the area realistically assists in setting up a forecast and warning system for local fogs and provides basic information for fog dispersal experiments.     

南岭大瑶山高速公路浓雾的宏微观结构与能见度研究

南岭山地地处南亚热带湿润型季风气候区,每年9月至次年5月有华南准静止锋活动时均会有浓雾发生,每月浓雾日可高达15—18 d,尤其是中国目前最长的京珠高速公路通过南岭主脉大瑶山的乐昌—乳源段,路面海拔高度从200 m增至800多米,山地的抬升使雾害更加严重。在南岭大瑶山高速公路开展的两次多学科综合野外观测,内容包括目测能见度、器测能见度、雾滴谱、雾含水量、系留探空、双参数低空探空、雾层湍流扩散、气溶胶粒子谱、气溶胶成分谱、雾水样品成分、雨水样品成分。对典型个例进行了天气学分析,雾的宏观结构特征分析,雾的微物理特征分析。认识到南岭山地浓雾发生频率高,雾害十分严重,是典型的平流雾和上坡雾,实质上是出现在相对较高海拔高度上的低云,与华南锋面活动尤其是华南准静止峰的活动密切相关,局地地形的作用也非常重要。其特点是浓雾持续时间长、能见度极其恶劣、团块结构明显、雾滴尺度大、浓度不高、含水量较大、雾层内的湍流扩散能力比晴空区强,与中国过去研究较多的辐射雾差别较大。发现雾含水量与能见度呈明显的反相关关系,含水量较大时能见度较小;南岭山地雾含水量等微结构特征量的起伏变化,除与雾体本身的结构不均匀有关外,一个重要的原因是平流因素的影响,南岭山地下垫面的不均匀性,雾体随环境风的平移过程中,不规则的爬坡、翻越山坡的运动是造成雾体结构不均匀、振荡起伏变化的另一个重要原因。该地气溶胶粒子谱是呈单调下降的幂函数谱,次微米粒子浓度甚高,南岭山地气溶胶中含有高浓度的硫酸盐粒子,是优质凝结核,有利于雾的形成。雾的存在可以清除大气中的微量成分,雾滴可以包含浓度很高的污染物成分。同时,较之云滴而言,雾滴也很容易被地表物体(如植被、建筑物等)的垂直表面所截获,构成另一类清除过程。在南岭这样的大面积森林地区,这类清除过程可能是很重要的。研究本地区雾的特征变化,对建立本地区雾的预警预报系统有很大的现实意义,并为开展消雾试验提供了基本资料。     

首都机场大雾的分类特征和统计分析

普查了1999～2006年首都机场逐时的风、温、压、湿和能见度资料以及首都机场自动观测系统(AWOS)的连续自动记录资料,对出现的大雾过程进行分类,并分别统计分析了各类大雾出现的时序特征、背景场特征以及出现前和消失时的气压、风场等物理量特征.分析发现首都机场的大雾过程以辐射雾为主,出现前湿度递增,风向以东南风和东北偏东风较多;平流雾以东南和偏东方向平流为主,出现前湿度突增,能见度急速降低,81.8%的平流雾达到了重雾的标准,重雾的出现率高,对飞行危害最大.锋面雾多为本站处于冷锋前部,伴随平流或辐射过程的持续性大雾,出现时间早于辐射雾,多集中在傍晚到夜间,持续时间长,锋面过境后大雾才能消散.     

安徽省雾、霾、晴空天气的气象条件对比分析

使用2008~2012年逐日地面观测资料,揭示了安徽不同地区雾、霾、晴空天气气象条件的差异,指出不同地区要根据本地特点建立雾、霾预报指标和预报方法。3类天气差异最大的地面气象要素是能见度和相对湿度。根据3种天气前一日和当日能见度和相对湿度分布特征,全省站点可以分为3类:1)从雾、霾到晴空,能见度递增、相对湿度递减,且差异显著,如合肥站;2)雾、霾天的能见度和相对湿度均很接近,但与晴空天差别较大,如阜阳站;3)能见度在雾、霾天无明显差别,但相对湿度在雾、霾天差异显著,如安庆站。地级市测站雾后即霾的可能性较大(大于50%),县城测站雾后即霾的可能性较低(低于25%)。垂直方向,雾时相对湿度随高度下降很快,850 h Pa中位值已降到20%(安庆)和45%(阜阳)以下,霾时相对湿度随高度下降缓慢,850 h Pa中位值仍在60%左右;另外,霾天边界层中上部风切变较小,雾天和晴空天边界层中上部都存在较大的风切变。