珠江口持续性雾生消的环流特征和成因分析

利用各种气象观测资料,研究了1980—2006年珠江口地区持续性雾的气候特征,并通过典型个例分析了持续性雾生消的环流特征和物理机制。主要结论有:珠江口地区持续性雾集中出现在10月至次年5月,尤其是春季出现概率最大;出现持续性雾的环流形势主要有3种:A型——低压或倒槽的东侧,B型——高压的底部或后部,C型——均压场;在持续性雾过程中,近地层暖湿平流的输入、浅层抬升、水汽弱辐合以及对流层中下部的"干暖盖"有利于饱和湿空气的凝结以及逆温层的维持,而伴随偏北风南下的干冷平流是雾消散的主要因素。

2013年12月上旬江苏大范围持续性雾霾成因分析

利用常规气象观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,从污染实况、气象要素特征、环流背景、水汽条件、动热力条件等方面,对江苏2013年12月上旬持续雾霾天气成因进行分析,结果表明:(1)持续性雾霾天气发生时江苏大部分地区空气质量达到重度污染,首要污染物为PM2.5,大量的气溶胶粒子长时间悬浮于空中;(2)这段时间内影响江苏的冷空气势力较弱,中高层冷空气未能完全破坏底层相对稳定的层结,而近地层湿度较大且风速较小利于霾的发展,重度霾时相对湿度在80%以上,且风速多维持在3 m/s以下;(3)逆温层的长时间维持结使得大气中上下的湍流热量和动量交换减弱,不利于垂直上升运动的发生发展,进一步有利于将近地层的污染物和水汽粒子不断积聚,使得雾霾得以发生和长时间维持。

一次持续性雾霾天气过程的阶段性特征及影响因子分析

应用常规与非常规气象观测资料及PM2.5浓度监测资料,对2013年1月20~24日山西区域一次持续性雾霾天气过程进行分析。研究发现：（1）本次雾霾天气过程具有明显的阶段性特征。2013年1月20日14时至23日11时,由于相对湿度的变化导致了3次轻雾转大雾过程;23日14~20时,由于PM2.5浓度的增大经历了1次轻雾转霾的天气过程。（2）地面弱的气压场和较小的风速以及PM2.5浓度的上升和相对湿度的增大为本次持续性雾霾天气过程的形成和发展提供了有利条件。（3）边界层逆温的存在是雾霾低能见度过程形成的必要条件,边界层有逆温层而不出现雾霾天气的条件是：相对湿度〈50%,PM2.5日均值浓度〈75μg·m-3;逆温层下相对湿度的大小是区别雾和霾天气的指标。（4）相对湿度和PM2.5是决定能见度大小的关键因子,其对能见度的影响体现出明显的阶段性特征,当相对湿度〈90%时,PM2.5浓度对能见度的作用强于相对湿度,是影响能见度变化的主要因子,但随着相对湿度的增大,其对能见度的影响相对增强,当能见度降至1 km以下时,相对湿度成为影响能见度变化的主要因子。

咸阳一次持续性雾霾天气特征及成因分析

该文应用常规气象观测资料、空气污染监测资料和NCEP/NCAR 1°×1°网格点逐6 h再分析资料,对2020年1月20-27日咸阳一次持续性雾霾天气过程的污染实况、静稳指数、混合层高度、环流背景等方面进行分析,结果表明:(1)发生持续性雾霾天气时,咸阳南部各县区空气质量均达到重度-严重污染,空气污染主要是由PM_(2.5)造成,PM_(2.5)浓度连续3 d超过日均五级标准限值,多个县区PM_(2.5)逐时浓度的相关系数在0.83~0.97之间,同步出现了持续污染;(2)咸阳地区地面较小的风速不利于污染物的水平扩散,同时动力条件和水汽条件的相互配合,使雾霾天气得以维持和发展;(3)静稳指数对重污染天气的发生、发展、维持和消散有一定的预报指示意义,通常情况下高PM_(2.5)对应高静稳指数,两者之间呈显著的正相关关系;(4)混合层高度和PM_(2.5)浓度呈显著的负相关,持续较低的混合层高度和较弱的垂直上升运动抑制了近地面层大气垂直风向的湍流交换,不利于污染物在垂直方向上扩散。

琼州海峡一次持续性海雾过程分析

利用中国第一代全球大气/陆面再分析产品(China’s first generation global atmospheric/land surface reanalysis product,简称CRA),结合地面自动站观测、中国气象局陆面数据同化系统的能见度格点数据、葵花8号卫星资料,分析了2021年1月21—26日琼州海峡一次持续性海雾过程的发展演变、环流形势以及边界层特征,同时分析了两种不同类型雾的形成机制。结果表明:(1)21—22日为低层冷空气扩散形成的锋面雾;23—26日为冷高后部偏东气流型平流雾过程,其中23日23:00至24日14:00大雾发展最强盛,连续12个时次出现特强浓雾,最小能见度达25 m。(2)锋面雾阶段,偏北风影响,风速为1~3 m/s;平流雾阶段,偏东风影响,风速为4~6 m/s。(3)锋面雾阶段,水汽辐合中心位于琼州海峡南岸至海南岛东北部陆地,大雾在陆地开始发展。平流雾阶段,水汽辐合中心位于琼州海峡北岸至海南岛东部海面一带,大雾自海上发展。(4)锋面雾阶段,逆温层在950 hPa左右高度发展,为下冷上暖的平流配置;平流雾阶段,950 hPa以下均为暖平流,逆温层从地面开始发展。大雾过程中锋面雾和平流雾两种不同性质大雾的发展使得大雾长时间维持。

北京地区冬夏季持续性雾-霾发生的环境气象条件对比分析

在北京地区,除冬季供暖期外盛夏也是雾-霾天气的高发季节,与我国南方不同.使用微波辐射仪、风廓线和常规气象探测资料、NCEP再分析资料以及大气成分观测结果,通过对比分析揭示了冬、夏季持续6 d的2个雾-霾过程形成和维持机制的异同.冬季雾-霾过程出现在高空西北气流、低层多短波活动的背景下,其形成和维持的主要机制是边界层内始终有逆温层、地面弱风场、底层湿度逐渐增大.逆温层昼高夜低、湿度昼小夜大是影响PM2.5质量浓度和能见度日变化的重要环境因子.在雾-霾天气持续期间地面弱风场能够维持主要源于冷空气势力弱、常不能影响到地面.此外,入夜后地面迅速辐射降温、边界层上层有暖平流以及空气过山后下沉增温在逆温层的形成中起了关键作用.然而,对于夏季持续性雾-霾天气,气溶胶区域输送、环境大气保持对流性稳定、空气的高饱和度是其发生的重要条件.在副热带高压长时间控制下对流层低层盛行偏南风,北京的PM2.5质量浓度随着偏南风风速增大升高.对流层底层系统性偏南风与北京附近的山谷风共同构成了从北京以南气溶胶累积地向北输送的机制.夏季雾-霾过程低层没有逆温,但是北京上空一直维持超过200 J·kG-1的对流抑制能量,它同样限制了污染物的垂直扩散.夏季自由对流高度也存在昼夜变化,其对PM2.5浓度和能见度的作用与逆温层高度升降相同.因此,冬、夏个例分别代表了2种不同类型的持续性雾-霾过程,导致差异的根本原因在于大气环流型.

黄渤海一次持续性大雾过程特征和成因分析

利用日本MTSAT-1R卫星数据、常规地面和高空观测数据、NCEP FNL客观再分析资料和NEAR-GOOS(North-East Asian Regional Global Ocean Observing System)的海表温度(SST)数据,分析了2010年5月31日至6月5日发生在黄渤海及周边地区的一次持续性海雾天气的形成、维持、消散特征及其物理机制。结果表明:大雾形成前低层水汽非常充沛,入海变性冷高压的稳定维持为这次持续性海雾过程提供了有利的背景条件,海雾在夜间辐射冷却作用下形成;大雾期间黄渤海位于入海高压后部,海面气温略高于SST,975hPa以下有下沉逆温存在,弱冷平流的发展也有利于低层空气的冷却,对海雾的发展和维持有重要作用;气温回升和低层水汽的流失使相对湿度逐渐下降,是海雾缓慢消散的原因。

芜湖地区持续性大雾的特征研究

本文利用１９７４－１９９２年的资料研究了芜湖地区持续性大雾的气候特征，并通过典型个例分析探讨了持续性辐射雾生成机制与主要特征，提出了持续性大雾与低空逆温层关系密切的事实，为预报持续性大雾提供依据。

黄海晚冬一次持续性海雾天气的动力热力特征

利用常规资料、NCEP 1°×1°再分析资料、高分辨率可见光卫星云图资料,描述了2011年2月22—24日持续性海雾的发生范围、演变过程,分析了海雾发生前、发生时大气背景和物理量场;并利用环黄海北部的探空站、气象自动站资料对海雾发生时低层大气的温度、风、逆温特征进行了分析。结果表明:环黄海北部4个气象站中,各站出现海雾的特征不尽相同,既有以平流雾为主的、也有辐射雾为主的、还有平流雾和辐射雾共存的。对流层低层暖平流有助于保持逆温层、维持大气层结稳定;对流层低层偏南气流形成的水汽输送带和中层偏西气流水汽输送带的共同作用为大雾的形成和维持提供了水汽条件;夜晚低层辐合、高层辐散的动力分布有助于逆温层内弱的上升气流维持,对水汽凝结有利;白天低层辐散、高层辐合的动力分布有助于气流下沉,对稳定度和逆温的维持有利;负(冷)温度平流南下是大雾消散的动力热力因子。

福建沿海一次持续性海雾过程的边界层特征分析

利用常规地面观测资料和ERA-5逐时大气再分析资料,对2020年5月2—6日福建省沿海地区的一次持续性海雾过程及其边界层特征进行分析,发现持续5天的海雾天气过程可大致分为辐射雾影响阶段、平流雾影响阶段和海雾遇冷消散阶段。在辐射雾影响阶段,地面风向变化无序,风速在1~3m/s之间,温度日较差为6℃,逆温层强度弱,大于90%的高湿区主要在近地层附近。平流雾影响阶段的边界层特征较辐射雾阶段明显不同,地面以南风为主,风速在4~7 m/s之间,气海温差(t2m-SST)和露点海温差(d2m-SST)基本上都为正值,暖湿空气经过冷海面上空冷却达到饱和,形成雾。海雾消散阶段前期,低层的持续偏南风有利于平流雾的维持,后期弱冷空气南下,逆温层被破坏,气海温差和露点海温差都明显减小,不利于平流雾发展,大雾逐渐减弱消散。

京津冀连续雾霾及重污染天气特征分析

2015年12月19日至26日京津冀多地出现持续性雾霾及重污染天气,部分时段能见度不足50m、AQI值达到500。分析此次过程的成因发现,雾霾期间高空主要影响系统为短波槽和冷涡底部偏西气流,地面为弱气压场。边界层逆温、暖平流及弱的地面风场是雾霾持续的关键原因,其中逆温强度达4.6℃/100m,近地面多风速小于1.5m/s的西南风和偏东风。北京和衡水混合层高度均较低,混合层高度(MLH)普遍在1km以下,尤其是衡水站21~25日MLH普遍不足500m,非常不利于雾霾的消除和污染物的扩散。加之地形影响,容易使污染物堆积在河北平原,形成重污染。

湖南省近46a雾霾天气时空分布特征分析

挑选出1971—2016年湖南省97个气象站出现大雾和霾的日期,然后对其时间、空间分布特征进行分析,得出以下结论:湖南省大雾天气先升后降再急速上升,霾天气前期稍下降后期迅速上升;雾霾天气中霾天气12月最多,7月最少,季节从多到少依次为冬季、秋季、春季、夏季;大雾天气湘西北、湘西南、湘东北多,湘南少,霾天气湘西北、湘中多,湘南、湘东北少;持续3 d及以上雾霾天气过程分别为349次、551次,持续天气最多分别为15 d、57 d,11月最多,7月最少。

华北一次持续性重度雾霾天气的产生、演变与转化特征观测分析

2011年12月1-7日在华北地区发生了一次比较罕见、持续一周左右的低能见度重度雾霾天气,本文利用气象行业专项＂京津地区低能见度雾霾天气监测与预报研究＂观测试验资料,研究分析了此次持续性重度雾霾天气的气溶胶、云凝结核（CCN）、雾滴谱和含水量等微物理特征及大气能见度、边界层垂直结构特征,探讨了雾霾天气的产生、演变与转化特征及机理.结果表明,此次持续一周的雾霾天气过程发生在高压天气系统和静风条件下,暖平流和辐射降温形成的稳定逆温边界层结构有利于污染气溶胶的积累和雾霾的形成和发展,尤其是来自南方持续不断的湿平流使雾霾天气得以长时间持续和发展.整个雾霾天气期间能见度均小于2 km,最低能见度达到56 m,液态水含量在10-3 gm^-3量级,最大达到0.16 gm^-3,气溶胶数浓度均在10000cm^-3以上,质量浓度范围为50-160μgm^-3.进一步的研究表明,此次长达一周的雾霾天气发生了三次强弱不同的霾气溶胶积累、霾雾转化和混合及减弱三个主要阶段.霾气溶胶积累阶段先后有爱根核模和积聚模气溶胶数浓度的积累和增加.霾向雾转化和混合阶段中,雾滴凝结释放的潜热和高浓度气溶胶环境使布朗碰并加剧,导致气溶胶尺度向粒径大的方向转移,从而提供了大量可形成云凝结核的气溶胶粒子,促进了雾的爆发性增强,浓雾过程中气溶胶向CCN活化率可达17%,而CCN向雾滴的转化效率可高达100%,此期间雾滴谱具有爆发性拓宽的特征;冷锋系统过境或辐射加热增强导致了雾霾过程的减弱和消散.

2013年冬季(2013年12月—2014年2月)山东天气评述

利用2013年12月—2014年2月山东省气温、降水资料以及500hPa月平均位势高度场、距平场等资料,结合逐日高空环流形势,分析了山东省2013年冬季天气特点、环流特征和主要天气过程,对季内的主要天气及其影响进行了评述。

2012年冬季(2012年12月—2013年2月)山东天气评述

利用2012年12月—2013年2月山东省气温、降水及500hPa月平均位势高度场、距平等资料,分析了山东省2012年冬季天气气候特点、环流形势特征和主要天气过程,对季内的主要天气过程及其影响进行了评述。