2018年8月22日宁夏北部局地浓雾天气形成机制分析

利用宁夏972个地面自动站的10 m风场、2 m温度及露点温度,银川、大武口、平罗、贺兰4个常规地面观测站的能见度、温度及相对湿度逐时观测资料和欧洲中期天气预报中心（ECMWF）ERA-Interim逐6 h再分析资料（0.125°×0.125°）,对2018年8月22日宁夏北部局地突发浓雾天气过程的环流形势、逆温结构及其热力、动力条件和形成维持机制进行分析。结果表明：8月22日宁夏北部局地浓雾发生在地面冷高压、高空暖脊及近地面微风的静稳天气条件下;较为深厚的暖平流和近地面冷空气侵入所形成的稳定大气层结,是大雾形成的必要条件;弱上升运动使混合层扩展至840 hPa左右,是该地区雾的发展和维持的重要原因。在本次过程中,深厚的弱水汽辐合较水汽自身的饱和与否更为重要,是大武口站浓雾形成的关键性因素。浓雾呈现平流-辐射雾特征,地面热通量在过程前期促进浓雾的发生,后期对浓雾起到抑制作用。     

微波辐射计在乌鲁木齐机场浓雾监测中的应用

选取2016—2017年乌鲁木齐机场冬季浓雾个例,根据浓雾出现时环流形势分为槽后—脊前和偏西气流弱短波两类,进一步分析微波辐射计监测气象要素变化,结果表明浓雾出现、持续、结束与气象要素变化紧密相关:90%浓雾个例出现在综合水汽含量持续下降阶段,浓雾出现前1 h综合水汽含量降幅0.1~1.5 kg/m2。浓雾出现前1 h近地面相对湿度增幅5%~15%,浓雾出现时近地面空气相对湿度出现90%以上的湿区,多数出现相对湿度为95%以上的湿区,并向垂直方向扩展、接地;近地面相对湿度为95%以上的湿区消失,主导能见度好转。浓雾出现前30~60 min近地面探空气温持续降温,同时出现贴地逆温层,500~1500 m高度探空气温增温出现更早;浓雾结束前形成脱地逆温层,近地面出现等温层或减温层;浓雾结束时近地面增温,或近地面等温层或减温层高度达到300 m以上。     

辽宁地区一次罕见大雾天气成因分析

应用常规气象观测、加密自动站、能见度观测等资料和NCEP FNL再分析资料,对2014年辽宁地区一次罕见的长时间大范围强浓雾天气的成因进行诊断。结果表明：2014年11月20-22日辽宁地区大雾过程分为两个阶段,其中21日14-16时大雾爆发性发展后,特强浓雾持续12 h,此种情况在辽宁近20 a比较罕见。大雾第一阶段为辐射雾,雾前低层弱暖平流利于升温,大雾期间中层弱冷平流利于出现晴空辐射条件,夜间在辐射降温作用下,975 hPa高度以下形成逆温;气温下降、温度露点差减小、相对湿度增大;近地面微风利于降温,同时水汽不易流出,逆温作用使得水汽不易向高层扩散,近地面层水汽浓度增大,导致第一阶段大雾快速发展。大雾第二阶段为锋面雾,大雾快速发展期间无逆温、有弱冷锋过境,锋面附近辐合导致水汽上升冷却凝结,同时锋面附近低云降下雨滴在干冷空气中蒸发,利于近地面附近水汽饱和、冷凝,是大雾快速发展的原因。     

榆林市辐射型浓雾天气成因及维持机制个例分析

利用逐5 min地面观测资料、探空资料、风云四号卫星云图以及NCEP 1°×1°再分析资料,分析2020年2月1—2日出现在榆林市的一次浓雾天气成因及维持机制。结果表明：此次浓雾属于辐射雾,发生在500 hPa为较平直纬向气流,700 hPa和850 hPa盛行弱偏北风,地面处于均压场中的大尺度环流背景下。大雾出现前雾区有降雪,降雪后空气湿度达到饱和,地面维持3 m/s以下弱偏北风,夜间辐射降温,气温下降至露点温度,饱和水汽凝结成小水珠,大雾得以形成和发展;雾区上空850 hPa上逆温层稳定存在,影响动量的垂直交换,使得水汽在近地层长时间集聚,是浓雾得以维持12 h的主要原因;日出后地面气温回升,近地面动量下传和冷空气入侵,垂直扩散增强,浓雾得以快速消散。分析浓雾期间动力和水汽条件发现,大雾出现前,水汽在雾区上空辐合,为大雾的形成提供了水汽基础;大雾维持阶段,雾区上空层结稳定,近地面有逆温层存在;大雾消散阶段,逆温层被破坏,低层转为辐散气流,浓雾快速消散。     

江苏秋冬季重度霾的分型研究

利用常规观测资料、探空资料和NCEP再分析资料对江苏秋冬季重度霾的环流背景、边界层特征、热力条件、动力条件及气流轨迹进行了分析,探讨重度霾的形成机制。结果表明,2014年秋冬季纬向环流较常年显著增强,500 hPa转西北气流对重度霾缓解有6-12 h的提前指示意义。重度霾发生时的地面形势可分为3类:均压区型、冷锋前部型和低压倒槽型。东路冷空气驱霾效果优于西路冷空气。重度霾发生时主要是贴地逆温,风速在4 m/s以下,霾消散前一致转北风,日变化明显,下午霾常有所减轻。逆温强度方面,低压倒槽型强于西路冷锋前部型,强于均压区型;逆温持续时间方面,低压倒槽型长于西路冷锋前部型,长于均压区型;逆温厚度方面,3种类型基本相当;东路冷空气影响时逆温消失。不同类型逆温强度不同可能与925 hPa和近地面的风向风速、锋前升温及气团源地有关。逆温层多在300 m以下,逆温强度为1-5℃/(100 m),近地层有浅薄湿区,相对湿度为40%-90%。动力条件方面,低层辐合下沉区域霾常加重,并伴有明显气流停滞区,区域过程累积风矢量和很小,在100-500 m/s范围内,不利于污染物的水平扩散。冷锋前部型气流输送的气溶胶主要来源于西北-华北地区,低压倒槽型则主要来自华南,均压区型主要来源于本地。通过研究江苏秋冬季重度霾的天气特征得到了一些有意义的结果,可为今后预报提供更多参考依据。     

珠江口雾过程数值模拟及生消概念模型建立

利用深圳市气象局1953—2013年的气象观测资料对该地区出现的雾日(包括能见度达到10 km及以下的轻雾和能见度达到1 km及以下的雾)特征进行统计分析。结果表明,该区域的轻雾日与雾日多发于冬春季节的02时和08时,发生时地面10 m平均风速为1.9 m/s,近60年来总雾日有增多趋势;能见度达到1 km以下的雾日多发于冬春季节的08时,发生时地面10 m平均风速为1.0 m/s,近60年来有减少的趋势。利用NCAR/NCEP再分析资料统计得出珠江口地区出现雾日的典型地面天气形势可分为均压场型、冷高压底部型和冷高压后部型三种;850 hPa天气形势可分为一般均压型、弱高压脊附近均压型和弱低槽、低涡附近均压型三种。在统计分析的基础上,利用中尺度气象模式WRF对三种典型地面天气形势下的珠江口雾日个例进行数值模拟研究。结果表明:WRF模式能较好地再现珠江口雾的形成、维持与消散过程。880 hPa附近逆温层的演变、960~920 hPa水汽输送的变化与近地面风场的特征是影响珠江口地区雾生消过程的三个重要因素。结合多年统计分析结果、中尺度模式模拟结果以及珠江口地理环境和气候特征,建立了珠江口雾生消过程的概念模型。     

江苏连续三次区域性浓雾形成过程的机理分析

本文利用常规观气象测资料、NCEP/NCAR再分析资料及风廓线雷达资料和能见度自动观测资料等对2013年12月上旬江苏省连续三次区域性浓雾的特征和发生发展机理进行了详细分析,重点对锋面冷却雾的形成过程进行了研究。结果表明:三次浓雾过程都发生在有利的环流形势下,但成因却显著不同。辐射雾主要由夜间地面辐射冷却配合高湿静风形成,边界层低空急流有利于逆温的形成,为浓雾发展、维持提供条件;平流雾是由海上暖湿平流流经江苏冷的下垫面而形成,东南气流输送充足的水汽、加上稳定的逆温层是平流雾形成的必要条件;锋面雾由冷锋前部的冷平流冷却效应而形成,浓雾主要发生在锋前,但冷锋入侵后,前期充分的水汽积累和动力辐合使锋后能见度依然较低,浓雾继续存在。     

一次持续性浓雾天气过程的水汽输送及逆温特征分析

利用地面站观测、大气边界层观测及NCEP再分析资料,对2006年2月13～14日华北中南部一次持续性浓雾过程的水汽输送和逆温特征进行了计算和分析,研究了其与浓雾生、消发展之间的联系.结果表明:暖性弱高压脊和地面变性冷高压的高低空系统配置为浓雾的形成提供了有利的逆温层结和近地面弱风条件;在深厚逆温条件下,南支暖湿水汽的输送和辐合使毛毛雨滴下降过程中蒸发,在近地面较冷气层中再次凝结导致了浓雾的生成;加强北上的低空西南急流为浓雾的启动和长时间维持提供了大量的水汽,有利于逆温层顶抬升,湿层增厚,进而促进了浓雾的生成和发展;西北干冷空气自上而下破坏了深厚浓雾所依存的高湿条件,使雾顶下降雾层变薄,加之日出后的短波辐射使近地层空气升温,近地面的稳定层结被破坏,上下层气流交换增强,从而导致了雾最终消散.结果还表明:在近地面逆温、微风等有利成雾天气条件下,当低层持续适量的水汽辐合时,浓雾同时伴随有毛毛雨现象,当低层水汽辐散时,毛毛雨现象消失.     

2019年1月陕西关中平原一次持续性浓雾天气特征及其爆发性增强成因分析

选用气象自动观测站5 min加密观测资料、探空秒级资料、风廓线雷达资料及欧洲中心ERA5逐小时再分析资料,对2019年1月10—12日陕西关中平原一次持续性浓雾天气的环流形势、生消演变特征及其爆发性增强成因进行分析。结果表明：此次浓雾过程具有强度大、持续时间长、多地爆发性增强的特征。雨后的高湿环境,为此次浓雾过程提供了有利的水汽条件;稳定维持的强逆温层,使大量水汽积聚在近地表不易扩散,为此次浓雾的爆发增强和持续提供了有利的层结条件;关中平原特殊地形作用形成的风场辐合,使水汽充分凝结,有利于强浓雾的发展。触发因子是此次浓雾多地短时爆发性增强的可能原因,如风向的突然转变和近地面冷空气回流等。浓雾爆发增长前静稳指数的提前跃增,静稳天气背景条件下925 hPa高度以下近地面东风回流,可作为该地区大雾爆发增强的参考指标。     

基于多源数据的北疆一次持续性浓雾天气过程的演变特征

利用常规高空地面、机场跑道自动观测系统(AWOS)、微波辐射计及FY4A新一代静止气象卫星等资料对2019年12月9～13日发生于北疆沿天山一带的一次持续性浓雾天气进行观测特征及演变分析，结果表明：（1）此次大雾天气过程是发生在500 hPa高空脊区控制，低层不断有暖平流东伸，地面位于蒙古冷高压后部均压场的大尺度环流背景下。（2）大雾发生前，地面明显升温有利于地表融雪、水汽蒸发，这为浓雾的形成和维持提供有利的水汽条件。浓雾维持期间，地面风速维持1 m.s-1左右的弱风场，温度露点差≤2℃，空气接近饱和，准噶尔盆地低洼地形均为浓雾维持提供有力环境条件。浓雾消散期间，风速增大，急剧降温，快速增湿，有利于雾滴凝结为米雪，使得浓雾消散。（3）Brunt-Vaisala（布伦特-维萨拉）指数能较好的反映浓雾期间边界层稳定度，并能提炼出相关稳定度阈值。浓雾期间相对湿度≥85%高度层主要集中在100米以下的贴地层，持续深厚的湿度层为浓雾形成和持续提供较好水汽条件，大雾期间强逆温层顶主要维持在600 m高度，当逆温层顶高度抬升时，有利于雾滴粒子、水汽粒子向上扩散，能见度好转。（4）FY4A卫星的多通道可见光及红外通道差图像能较好的监视白天及夜间大雾的形成、维持及生消变化，对于业务中短时临近预报有较好的帮助。     

一次罕见冬季强浓雾天气成因分析

利用加密观测资料和NCEP/NCAR 1°×1°的6 h再分析资料,对2006年12月25~27日发生在我国中东部地区的一次罕见强浓雾天气过程从大尺度背景、动力和热力机制等方面进行了诊断分析。结果表明:①本次过程大雾发生阶段近地面风速很小,在0.3~2.9 m/s之间变化;浓雾发生阶段风速在0.3~2.4 m/s之间变化;15 m能见度维持阶段风速在0.8~1.1 m/s之间变化;②虽然浓雾发生前的很长一段时间内水汽条件差,而且后期西风槽影响时也无降水,但是槽前西南气流的持续水汽输送使得强浓雾形成所必须的水汽条件得到满足;③在大雾发生前,稳定层结逐渐建立并在大雾期间稳定维持,稳定层结的建立和维持对浓雾的形成、持续有重要作用;日出后首先在较高层出现不稳定层结,继而下传到底层,稳定层结被破坏,大雾减轻或消散;④第1阶段(25日夜里至26日上午)强浓雾出现前,能见度出现多次急速大幅振荡,在第2阶段(26日傍晚至27日上午)则未出现类似现象。     

大雾天气对城市环境中空气质量的影响及危害

商丘市的大雾多形成在大陆高压型、冷锋前暖区型、均压场型、(低压)倒槽型天气形势中。空气中的污染物不仅增加了水汽凝结核,那些可溶性气溶胶还降低了饱和水汽压,使空气中的水汽更容易饱和,因此被污染的空气更容易形成雾。而大雾天气抑制了近地面层污染物的垂直扩散,加剧了城市污染。     

大雾天气对城市环境中空气质量的影响及危害

商丘市的大雾多形成在大陆高压型、冷锋前暖区型、均压场型、（低压）倒槽型天气形势中。空气中的污染物不仅增加了水汽凝结核，那些可溶性气溶胶还降低了饱和水汽压，使空气中的水汽更容易饱和，因此被污染的空气更容易形成雾。而大雾天气抑制了近地面层污染物的垂直扩散，加剧了城市污染。     

济南机场初冬一次连续性大雾过程分析

利用地面气象观测资料、NCEP再分析资料和GDAS资料,结合天气形势、物理量场,并利用轨迹分析方法,对2019年12月7—10日发生在济南机场的持续性大雾天气做了详细分析。结果表明:本次大雾是在稳定的大尺度天气背景下发生的;连续的逆温结构是持续性大雾形成的重要原因;地面辐射冷却和低层冷暖平流有利于大雾的形成和维持;低层弱上升运动配合中层的弱下沉运动有利于大雾的维持和发展;HYSPLIT模式后向轨迹追踪表明,近低层偏南气流的水汽输送是大雾的主要水汽来源,其对大雾的水汽贡献高达61%,西北气流输送的水汽相对较少,其主要表征短波槽后的冷平流及高压前部的弱冷空气,是一支干冷的辐散下沉气流。     

2007年1月初河北省连续大雾的成因分析

对发生在2007年元旦期间河北省大部地区的连续大雾天气从高低空环流形势、物理量场及气象要素场变化等方面进行了分析。发现这次大雾天气发生在500hPa中纬度平直偏西气流、中低层西北气流或弱高压环流以及地面高压前部弱气压场控制的大气环流形势下。大雾前期出现了明显降雪,雪后融化使近地面层湿度迅速增加;大雾期间,夜间辐射明显,近地层大气有逆温层结建立。水汽聚集在近地层通过地面蒸发和辐射冷却而达到饱和。充足的水汽和近地面明显的水汽饱和是河北大部分地区出现连续大雾的重要原因之一。而且这次大雾天气过程近地面层呈弱稳定状态,中高层为稳定状态。     

潍坊市地面水汽压时空分布特征及其影响因素

基于1961—2015年潍坊市9个气象观测站逐月地面水汽压及其他气象要素的观测数据,利用气候倾向率、经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)、M-K(Mann-Kendall)突变检验和相关系数等方法,分析了潍坊市地面水汽压的时空分布特征及其影响因素,为合理开发云水资源提供理论依据。结果表明:1961—2015年潍坊地区年与春季、秋季、冬季地面水汽压均呈上升的趋势,春季地面水汽压上升最明显,夏季地面水汽压呈略下降的趋势;潍坊市地面水汽压年代变化明显,20世纪80年代地面水汽压最低。近55 a潍坊市地面水汽压月变化呈明显的单峰型,最大值出现在7月,最小值出现在1月。潍坊市地面水汽压在1989年发生突变,突变后呈明显上升的趋势。近55 a潍坊地区年和四季地面水汽压均呈由西北向东南方向递增的空间分布特征,最低值均出现在青州地区,最高值均出现在诸城地区,主要受地理位置和海拔高度影响造成的。特征向量表明潍坊市地面水汽压具有空间一致性的变化特征,呈西北—东南反向分布。潍坊市地面水汽压受多种气象因素的影响,地面水汽压与相对湿度、气温、降水量均呈显著的正相关关系,地面水汽压与日照时数、蒸发量、风速均呈显著的负相关关系。     

阿克苏地区短时强降雨时空分布和卫星云图特征

基于2012-2018年风云系列卫星云图资料(红外图像、水汽图像、TBB图像),区域自动站小时降雨资料,高空、地面常规观测资料,统计分析阿克苏地区短时强降雨的时空变化和卫星云图特征.结果表明:(1)短时强降雨主要出现于6-8月的16-20时,空间分布为北部山区最多、浅山区次之、平原及南部沙漠地区最少,降雨强度多为10....     

辽宁省一次区域性大雾特征及成因分析

利用地面常规观测站资料、地面10分钟加密自动站资料、探空资料、NCEP1°×1°再分析资料等,通过天气学和物理量特征分析方法,对2014年11月21—22日发生在辽宁地区的一次区域性大雾天气过程进行了综合分析。结果表明,大雾发生前有弱降水产生,近地面潮湿,水汽条件好,降水过后,中低空没有强冷空气侵入,温度较高,有利于逆温层的形成与维持。湿度高、风速小为大雾的持续发展提供了有利的气象条件。此次大雾过程分为两个阶段,在第二阶段近地面有外来的水汽输送。     

2015—2018年青海东部城市群O3污染特征及其气象条件分析

利用2015—2018年青海东部城市群的逐日空气质量数据、常规气象观测和ERA-Interim再分析资料,对该地区O₃污染天气特征及其气象条件进行了分析。结果表明：最高(低)气温、温度露点差、日照时数及总辐射为青海东部城市群O₃污染的正向影响因子,其中最高气温、温度露点差及总辐射的影响程度最大。海平面气压、|ΔP₂₄|、|ΔT₂₄|、总(低)云量为负向影响因子,其中海平面气压和|ΔT₂₄|的影响程度最大。O₃污染日的地面天气系统类型主要为低压型、低压前部型及均压场型,其中低压前部型和低压型最有利于O₃污染天气的发生,这两种天气类型较为稳定且不容易被破坏。O₃污染日的近地面层为热低压,中层弱对流受上空稳定气流抑制,受高压中心或高压脊控制的辐散环流及下沉运动(低压型)影响,无明显垂直运动(低压前部型及均压场型)。垂直方向存在多层逆温层,地面层干区明显,风速整体上较小,为该地区O₃污染提供了有利的...     

山东区域性辐射雾时空分布及地面气象要素特征分析

选取2016—2019年共61次山东区域性辐射雾天气过程,利用山东122个国家级气象观测站逐小时观测资料,对其时空分布及地面气象要素特征进行分析。结果表明：1）山东辐射雾具有显著的季节和日变化特征,主要发生在10月—次年2月,持续性大雾主要发生在1月和12月,一天中20时以后大雾频次增加,02—08时为雾最集中的时段,07时前后达到峰值,下午一般无强浓雾出现。2）辐射雾空间分布呈现明显“西多东少”格局,主要出现在鲁西北和鲁西南地区,山区和半岛沿海地区较少,强浓雾和特强浓雾主要分布在德州、聊城及菏泽等地。3）区域性辐射雾发生时,地面无突出风向,北风略占优势,风速多在3 m·s-1以下;各等级雾形成前气温和露点温度均存在不同程度的下降,20时气温与次日最低气温温差在2～6 ℃、14时地面露点与最低能见度时刻地面露点的温差在1～5 ℃时最有利于辐射雾的发生;随着辐射雾强度的增强,对温度露点差和地面相对湿度的要求越来越高,出现大雾时的温度露点差主要在2 ℃以下,相对湿度大于90%;出现浓雾、强浓雾和特强浓雾时的温度露点差小于1 ℃,相对湿度大于95%。