湛江东海岛一次春季海雾的宏微观结构及边界层演变特征

2011年2—3月利用雾滴谱仪、能见度仪、风廓线雷达及100 m边界层气象要素梯度观测塔在湛江东海岛开展海雾综合观测试验。选取2011年2月23—24日一次约15 h的浓雾过程,从宏微观角度着重分析了其间近地层风、温、湿结构和热、动力演变,微物理过程和爆发性增长特征,及湍流通量输送。结果表明：来自南海暖海面的偏东南暖湿气流平流至广东省沿岸冷海面,发生冷却并达到饱和形成海雾。偏东南暖湿气流为浓雾的酝酿、生成及成熟提供了充沛水汽和稳定的逆温层结条件,逆温强度与暖湿气流强度关系密切。海雾多发生在270 m以下,当630—870 m 高度层存在明显的下沉运动时,150—390 m高度层则可保持近似等温和弱逆温层,阻止了下层（270 m以下）水汽与其上层（390 m以上）干冷空气交换,导致下层大气持续高湿稳定状态。整个过程中,雾滴数浓度（N）、含水量（W）、平均直径（D_ave）、谱宽（D_max）和有效半径（R_eff）的平均值分别为248 cm^-3、0.102 g/cm³、5.2 μm、36.0 μm和7.0 μm。雾滴数浓度（N）与平均直径（D_ave）在雾发展初期（生成、发展）和末期（消散）多成正相关趋势,而在成熟阶段两者多成反相关趋势。雾前4小时稳定层结及偏东南暖湿气流持续增湿可认为是雾层爆发性增长的酝酿阶段,雾滴谱拓宽是经过活跃—稳定—爆发的3阶段完成,湍流混合对其影响不大;浓雾快速消散是雾滴蒸发、重力碰并沉降、湍流碰并沉降等共同作用造成的,其中直径大于21 μm液滴的大量耗散是消散的重要阶段。雾前,湍流由强转弱。雾发生后,湍流持续较弱。由于东南急流引发的风切变导致湍流增强,感热通量出现向上强输送,这与冷海雾维持阶段高层热量交换过程类似。雾消散时,湍流逐渐转强。平均动能在雾前和雾中的两次跃增与偏东南暖湿气流显著增强有关,而雾成熟期湍流动能大幅跃增主要是由雾顶辐射冷却产生的热力湍流和风切变引发的机械湍流增强所致。     

2019年春季海洋天气评述

2019年春季（3—5月）的大气环流特征为：北半球极涡呈偶极型分布,两个低值中心分别位于东、西半球,中高纬度呈4 波型。3月,亚洲中东部中高纬度的经向型环流利于冷空气南下。4月和5月,冷空气势力减弱,温带气旋活动增加。我国近海出现了17次8级以上大风过程,其中冷空气大风过程6次,冷空气和温带气旋共同影响的大风过程有3次,入海温带气旋大风过程8次。春季共有13次海雾过程,3月3次,4月6次,5月4次。近海浪高在2 m以上的海浪过程有14次,台湾海峡周边海域的浪高较大。西北太平洋和南海没有台风生成,全球其他各大洋共有热带气旋 12个。我国近海的海面温度整体呈上升趋势,且北方海域的上升幅度大于南方海域。     

基于FY-3B卫星资料的中国南海海区1—3月海雾时空分布特征研究

为全面了解中国南海海区海雾的分布特征,为南海海雾气象服务提供基础背景资料,利用2011—2016年1—3月FY-3B气象卫星资料的雾监测产品,分析了中国南海海区海雾的时空分布特征。结果表明：中国南海海雾具有特定的区域特征,中国南海海雾多出现在华南沿海、北部湾沿海、琼州海峡和海南岛东北部沿海海区,南海南部海域出现海雾概率低;南海出现高频次海雾的时间多发生在2月,1月次之,3月最少。该研究结果可为中国南海海雾研究提供背景资料。     

一次南海海雾微物理结构个例分析

本文利用2010年3月22～23日广东省湛江市一次海雾过程的雾滴谱和能见度资料,分析了海雾的微物理特征及微物理参量(数浓度、液态含水量和平均直径)之间的相关性,并讨论了影响海雾的主要物理过程。结果表明:湛江地区海雾的平均雾滴谱符合Junge分布;在海雾发展和成熟阶段,雾滴谱拓宽过程以及数浓度与平均直径的正相关关系表明本次海雾过程主要以雾滴活化和凝结增长过程为主;湍流过程的参与使得雾滴混合均匀,雾滴平均直径向3.5 μm附近集中,趋向平均化。同时湍流使雾体内部和外部空气交流,外部空气的凝结核核化,数浓度升高,凝结增长造成小雾滴变大。     

湄洲湾海雾的发生规律和成因分析

利用湄洲湾及近海3个气象站1974～2003年和1个气象站1985～2003年的地面观测资料,统计分析了湄洲湾海雾的天气气候特征.湄洲湾海雾具有明显的年际变化,而且季节差异显著,其中2～5月是海雾的盛季.初步分析了湄洲湾海雾的成因,归纳得出2～5月该海湾海雾生成前的3种环流天气形势:锋面型、入海高压后部型、高压底部型.在对海雾生成的水文气象要素分析的基础上,得出了2～5月海雾发生的一般规律,为海洋预报和服务提供一定的参考依据.     

2021年春季海洋天气评述

2021年春季（3—5月）的大气环流特征为：北半球极涡为偶极型分布,极涡较常年平均值偏强,中高纬度西风带呈现4波型。3月,南下冷空气活动偏弱,月内海雾过程频发。4月,北部海域受高压影响,低层形势场稳定,冷空气活动减弱。5月,我国近海受温带气旋影响出现大风天气。春季我国近海出现了5次8级以上大风过程,其中冷空气大风过程2次,冷空气和温带气旋共同影响的大风过程1次,温带气旋影响的大风过程2次。春季共有8次海雾过程,3月3次,4月2次,5月3次。近海浪高在2 m以上的海浪过程有8次,大浪日数偏少。西北太平洋和南海共生成2个台风。我国近海的海面温度整体呈上升趋势,东部和南部海域升温明显,南部和北部海域海面温度梯度増加。     

华南沿海暖海雾过程中的湍流热量交换特征

湍流交换是海雾中的关键物理过程, 在海雾的热量和水汽平衡过程中起重要作用。本文根据2007年3月24～25日一次海雾的外场观测数据, 分析了海雾过程中近海面湍流热量交换特征; 并在区分风切变机械湍流与雾顶长波辐射冷却热力湍流的基础上, 着重分析了两种不同性质的湍流对海雾发展和维持的作用。结果表明: (1) 本次海雾是在西南低压和变性冷高压的控制下, 来自南海东部暖水区的空气平流在近岸冷海面上形成的暖海雾; 暖海雾中的湍流热量交换过程比冷海雾更为复杂; (2) 在暖海雾的形成和消散阶段, 风切变机械湍流的热量输送起主要作用; 而在发展和维持阶段, 既有风切变机械湍流的热量输送作用, 也有雾顶长波辐射冷却热力湍流的热量输送作用; (3) 风切变机械湍流向冷海面输送热量, 对近海面空气起到降温和增湿作用; 热力湍流同样向冷海面输送热量, 但对雾层起到增温和降湿作用; (4) 暖海雾中的湍流热量交换机制与雾层的非充分混合结构有密切关系。     

大连海雾特征及形成机理初步分析

利用2000～2010年逐3 h一次的常规报文资料和2.5°×2.5°的NCEP月平均场再分析资料,统计分析大连海雾发生时各种大气环境要素特征,确定有利于海雾生成的环境要素条件,并以此讨论海雾的成因和性质。同时,统计分析了大连海雾的年际变化与季节特征,对造成大连海雾异常偏多与偏少时的环流形势与水汽条件进行对比,分析有利于海雾生消的环流形势和海雾的水汽来源,以及海雾的性质成因。结果表明,大连海雾多发于春夏2季,其中尤以5～7月为海雾多发期,而在秋冬季很少发生。海雾主要出现于下半夜至上午前(从02点到11点),其中清晨05～08时最多,其消散一般在上午日出之后。风速在2～8 m/s之间的偏东风或偏南风最有利于大连海雾的发生。当预报海雾发生时,T-Td>0.6℃时,判断能见度>300 m;T-Td>1.1℃时,能见度一般>500 m;T-Td>2.1℃时,能见度>800 m。海雾在1 008 hPa时发生频次达到一个峰值,当气压<995 hPa和>1 030 hPa时,基本上没有海雾的生成。大连海雾多为平流雾,海雾的年际变化是大气环流变化的结果,海雾发生频数与副高西侧的偏南季风气流相关,当副高增强时,西南季风气流可以直接将热带洋面的水汽输送至大连地区,这样的平流水汽遇到冷的下垫面时,在大连海域形成海雾。     

浙南沿海海雾特征分析

本文对浙南沿海海雾的气候特征、生消特征等进行分析,并对降水、风向风速、海气温度等要素和沿海海雾的关系进行分析和归纳。结果显示:2-6月份是浙南沿海海雾的多发季节;海雾和降水关系密切;西南暖湿气流的输送是海雾生成的必备环流背景;冷高压(冷空气)的东移南下、风力的增强和层结不稳定(如雷暴、闪电、强降水天气的产生)是浙南沿海海雾消散的主要条件。     

The influences of macro- and microphysical characteristics of sea-fog on fog-water chemical composition

ABSTRACT During a sea-fog field observation campaign on Donghai Island in the spring of 2011, fog-water, visibility, meteorological elements, and fog droplet spectra were measured. The main cations and anions in 191 fog-water samples were Na＋, NH2, H＋, NO3, C1- and SO] , and the average concentrations of cations and anions were 2630 and 2970 p-eq L 1, respectively. The concentrations of Na＋ and C1- originated from the ocean were high. The enhancement of anthropogenic pollution might have contributed to the high concentration of NH＋, H＋, and NO^-3. The average values ofpH and electrical conductivity （EC） were 3.34 and 505 uS cm-1, respectively, with a negative correlation between them. Cold fronts associated with cyclonic circulations promoted the decline of ion loadings. Air masses from coastal areas had the highest ion loadings, contrary to those from the sea. The ranges of wind speed, wind direction and temperature corresponding to the maximum total ion concentration （TIC） were 3.5-4 m s-1, 79°-90° and 21°C-22°C, respectively. In view of the low correlation coefficients, a new parameter Lr was proposed as a predictive parameter for TIC and the correlation coefficient increased to 0.74. Based on aerosol concentrations during the sea-fog cases in 2010, we confirmed that fog-water chemical composition also depended on the species and sizes of aerosol particles. When a dust storm passed through Donghai Island, the number concentration of large aerosol particles （with diameter 〉 1 p-m） increased. This caused the ratio of CaZ＋/Na＋ in fog-water to increase significantly.