HAZE-TO-FOG TRANSFORMATION DURING A LONG LASTING, LOW VISIBILITY EPISODE IN NANJING

Haze-to-fog transformation during a long lasting, low visibility episode was examined using the observations from a comprehensive field campaign conducted in Nanjing, China during 4-9 December 2013. In this episode, haze was transformed into fog and the fog lasted for dozens of hours. The impacts of meteorological factors such as wind, temperature (T) and relative humidity (RH) on haze, transition and fog during this episode were investigated. Results revealed significant differences between haze and fog days, due to their different formation mechanisms. Comparison was made for boundary-layer conditions during hazy days, haze-to-fog days and foggy days. Distributions of wind speed and wind direction as well as synoptic weather conditions around Nanjing had determinative impacts on the occurrences and characteristics of haze and fog. Weakened southerly wind in southern Nanjing resulted in high concentration of pollutants, and haze events occurred frequently during the study period. The wind speed was less than 1 m s-1 in the haze event, which resulted in a stable atmospheric condition and weak dispersion of the pollutants. The height of the temperature inversion was about 400 m during the period. The inversion intensity was weak and the temperature-difference was 4°C km-1 or less in haze, while the inversion was stronger, and temperature-difference was about 6°C km-1, approaching the inversion layer intensity in the fog event. Haze event is strongly influenced by ambient RH. RH values increased, which resulted in haze days evidently increased, suggesting that an increasing fraction of haze events be caused by hygroscopic growth of aerosols, rather than simply by high aerosol loading. When RH was above 90%, haze aerosols started to be transformed from haze to fog. This study calls for more efforts to control emissions to prevent haze events in the region.     

光学遥感影像DCM-HTM去雾算法研究

针对卫星遥感影像的雾区检测和校正问题,提出了一种暗通道图像DCM与雾厚度图像HTM结合的DCM-HTM遥感影像去雾算法。算法基于暗通道原理,采用mean-shift均值漂移滤波和直方图自动阈值来检测雾区域;同时通过不重叠窗口获取HTM;最后在检测出的雾区内实现去雾校正处理。实验结果表明,算法能较准确地检测出影像上的雾区域,能在影像正常区域不受影响的前提下,有针对性地对受雾影响区域进行校正,校正效果较整幅影像的去雾校正有较大改善。     

2016年10月大气环流和天气分析

2016年10月北半球极地地区极涡呈偶极性分布,极涡强度较常年同期偏强。中高纬环流为４波型,西太平洋副热带高压位置明显偏西、偏北,强度偏强。10月全国平均降水量55.4 mm,较常年同期（35.8 mm）偏多55%,为1951年来同期最多;全国平均气温10.9℃,较常年同期（10.3℃）偏高0.6℃。月内我国主要出现了6次区域性暴雨天气过程,其中2次是台风莎莉嘉和海马导致,2次是受低涡、切变线影响。冷空气活动频繁,出现5次过程,较常年偏多。京津冀地区出现4次雾 霾天气过程。今年第21号台风莎莉嘉于10月18日在海南省万宁市以强台风级别登陆,今年第22号台风海马于10月21日在广东省汕尾市登陆,均造成重大影响。     

MICROSTRUCTURES AND TEMPORAL VARIATION CHARACTERISTICS DURING A SEA FOG EVENT ALONG THE WEST COAST OF THE TAIWAN STRAIT

Synoptic systems and microphysical properties associated with a sea fog event are analyzed based on the measurements of visibility, meteorological elements and fog droplet spectrum from a comprehensive field campaign in Xiamen, Fujian province during spring 2013. The influences of meteorological elements on the microstructures of the sea fog are also discussed. The results showed that the wind speed and direction changed suddenly during the intermittent and disperse phases of the sea fog. Liquid water content, number concentration and average diameter varied obviously in the development, mature and disperse phases of the sea fog. The burst re-enforcement of sea fog was accompanied by explosive broadening of fog droplet spectrum; average diameter, number concentration and liquid water content increased sharply; and background meteorological conditions also changed significantly. The microstructures fluctuated intensely due to changes in turbulence, radiation and meteorological conditions at different stages, including nucleation, condensation, coagulation, and evaporation, as well as the discontinuity of spatial distribution of droplets.     

雾霾天气个例气象条件对比分析

应用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料和L波段探空资料从环流形势、扩散条件和边界层特征3个方面对2013年两次雾、霾天气个例进行对比分析,结果表明:500hPa西北气流冷平流、地面弱风场、垂直速度呈弱上升-下沉的垂直分层特点和逆温是两次雾、霾天气出现和维持的共同特征。地面西北风、850hPa弱冷平流、近地层浅薄的接地逆温(100~200m)和湿层与霾天气对应,地面偏东风、850hPa暖平流、925hPa以下深厚的悬浮逆温(400m)和湿层与雾天气对应,霾过程较雾过程逆温强度强,上升运动高度高。消散时雾较霾下沉运动中心高度低,强度弱;霾消散时接地逆温特征变化不大,雾消散时悬浮逆温有底部抬升和大气稳定层结向中性层结转变的变化特征;但均有下沉气流接地、垂直风切变较强和高层低露点干空气下传到地面的特点。     

浙江沿海大雾的时空分布特征及影响因子分析

利用1958—2012年33个浙江沿海气象站资料,统计分析浙江沿海大雾时空分布特征和生、消特点,以及沿海大雾与地面风向风力的关系。得出以下结论:年均出现大雾10天以上的有28个站,整个沿海地区分布比较均匀;1971—2012年浙江沿海年平均有51.7天6个以上的基准站出现大雾,且有较明显的年际特征;沿海大雾有明显的季节性和月际变化,以春季和初夏出现次数最多;沿海大雾有明显的日变化特征,23:00至次日06:00是大雾生成的主要时段,而大雾消散时间主要集中在06:00—10:00。沿海大雾大部分在南风条件下发生,一般风力小于12m/s。文中还分析了2005—2011年出现沿海大雾时的天气形势,发现浙江处在入海变性冷高压西部、地面低压倒槽东部、静止锋或冷锋前部、弱高压底部、鞍形场,日本海高压西南部等6种天气形势下容易出现沿海大雾。     

激光云高仪与可见光测云仪观测试验对比

选取激光云高仪观测的云高和可见光测云仪观测的云量,通过对比两种地面云观测设备观测数据在相同条件下的差异,分析不同要素对设备观测性能的影响,结果表明:在相同观测条件下,两种地基云观测设备的观测结果不同;激光云高仪和可见光测云仪受雾、霾、降水等天气现象以及云物理特性的影响,云观测数据会出现的漏报和误报的现象;激光云高仪还受自身探测高度和垂直分辨率的影响,对高云和薄云的捕获率较差。     

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。      

2017年1月大气环流和天气分析

2017年1月大气环流主要特征如下：北半球极涡呈绕极型分布,中心气压较常年偏低,欧亚中高纬度环流呈两槽一脊型;南支槽强度与常年接近,平均位置位于90°E以西附近,副热带高压较常年接近。1月,全国平均降水量为12.4 mm,较常年同期偏少6%。全国平均气温为-3.4℃,较常年同期（-5.0℃）偏高1.6℃,为1961年以来历史同期第三高值。月内,我国出现主要冷空气过程、主要降水过程以及雾 霾天气过程各2次,其中2016年12月30日至2017年1月6日雾 霾天气过程是1月范围最广、持续时间最长、强度最强的雾 霾天气过程。     

2016年11月大气环流和天气分析

2016年11月大气环流特征如下,北半球极涡呈双极型分布;欧亚中高纬乌拉尔山地区为一高压脊控制,西西伯利亚地区为一较强横槽,我国中高纬纬向环流较平直,处于宽广的位势高度负距平区,西太平洋副热带高压位置偏西偏强,南支槽平均位置位于90°E 附近。11月全国平均降水量30.6 mm,较常年同期（19 mm）偏多61%,共出现4次较强降水过程;江南及华南地区雨日多雨量大。全国有14站发生了极端连续降水日数事件,71站日降水量超过当地11月历史同期极大值。11月全国平均气温为2.9℃,与常年同期持平。共有4次较强冷空气过程,造成我国180站发生了极端日降温事件,其中30站日降温突破历史极值。11月出现4次大范围严重雾 霾天气过程。此外,西北太平洋和菲律宾南海有三个台风生成,对我国影响较小。