2015年4月一次穿过东海黑潮锋大气边界层高度变化的观测分析

本文利用东方红2号科学考察船2015年4月2-3日穿过东海黑潮海洋锋的海上观测资料,结合卫星遥感和再分析资料,分析了由西北向东南穿过东海黑潮海洋锋过程中海上大气边界层(MABL)高度的变化、层积云的发展与云量减少的原因,得出以下结论:(1)在海洋锋的暖水侧,海洋蒸发加强,MABL稳定度减弱,湍流混合加强,在MABL底形成湿层,大气层结由条件性不稳定转为不稳定,这可能是海洋锋暖水侧低云发展的一个主要原因。(2)由于受到天气尺度扰动的影响,海表面水平风散度辐合上升,使得MABL中上升运动加强,导致海洋锋暖水侧MABL顶高度和云底高度升高。顺船行驶的东南方向,SST下降,潜热通量减少,使得水汽输送减少,同时MABL中退耦加强,云中夹卷维持,导致云量减少。(3)垂直混合可导致混合层上部气温下降,逆温层加强,同时云顶长波辐射也可导致降温。由于云的存在,云顶附近逆温层强度逐渐加强,改变了MABL内水汽和热通量的垂直分布,这些变化表明,云和MABL垂直结构之间可能存在的反馈效应。本研究有助于理解云与MABL垂直结构之间的反馈效应。

一次春季黄海西部离岸气流背景下形成岸滨雾的过程分析

本文利用地面气象站观测资料、青岛近海浮标站及自动气象站资料、卫星云图等数据,结合数值试验的结果,从观测分析、天气形势与边界层结构等方面,对2008年4月6—7日一次黄海西部离岸气流背景下形成岸滨雾过程的物理机制进行了分析与讨论。分析表明:(1)此次岸滨雾是来自陆地的暖湿空气被输送到冷海面凝结产生的。海雾生成前,偏南暖湿空气输送以及降水天气的条件,使离岸气流具有暖湿气流的性质。(2)在1 000hPa局地低压系统作用下,近地面风向转为离岸的偏北风,同时混合层厚度自陆地向海面降低,混合层内部气流离岸下沉至冷海面边界层内,水汽更容易在海面聚集饱和成雾,导致雾区随着离岸气流向南方海面上发展。数值试验进一步证明了离岸暖湿气流对岸滨雾生成过程的作用。该研究可为近海海雾预报提供重要参考。

一次重力波对黄海海雾发生、发展的影响研究

2014年5月17—18日“东方红2号”科考船在黄海捕捉到一次海雾过程中的重力波活动迹象。本文利用船测、卫星云图和再分析资料,结合中尺度模式天气研究和预报系统(WRF,Weather Research and Forecasting)模式下嵌套的大涡模式(LES,Large-Eddy Simulations)模拟,对此次海雾进行研究,分析重力波在海雾生成和发展阶段的作用。分析表明:(1)此次海雾过程中船载激光测风雷达测得的重力波波长800~1000 m,周期6~8 min,位相向东北方向传播,相速约2 m/s;船载自动气象站和涡动相关通量观测系统记录的能见度、温度和垂直速度等存在周期为5~8 min的规律振荡;中分辨率成像光谱仪(MODIS)卫星显示的海雾云图上呈现了与重力波有关的滚轴状特征。(2)垂直速度振幅增大,伴随降温、增湿,在原来已经接近饱和的气层中,增强的湍流混合作用使混合层空气达到过饱和并发生凝结,液态水含量增大,在长波辐射冷却机制共同作用下,海雾生成并发展。(3)基于WRF模式下嵌套LES模式,较为准确地重现了海雾过程中出现的重力波特征,模式结果验证了重力波对海雾的发生起到触发作用。