两种陆面方案对陆雾与海雾模拟效果的对比研究

利用WRF(Weather Research and Forecasting)模式,针对1次陆雾与1次同时包含近海雾区与开阔海域雾区的海雾个例,开展了2种陆面方案——SLAB(five-layer thermal diffusion scheme)方案与Noah(Noah land surface scheme)方案——的模拟效果对比研究。研究结果表明:1)SLAB方案与Noah方案在开阔海域雾区模拟中的表现基本一致,但只有前者成功再现了陆雾与近海雾区。2)对于陆雾,与SLAB方案相比,Noah方案在白天偏高的地表温度造成偏强的地面垂直热量通量,加之偏弱的垂直水汽通量共同使得地面相对湿度偏低20%,导致模拟失败。3)对于海雾,两种方案模拟的地表温度与地面垂直水汽通量之间的差异,直接导致了地面2 m气温与水汽混合比的差异,进而影响了渤海的地面低压天气系统的强弱与水汽平流的大小,从而使得它们对渤海近海雾区的模拟表现迥异。本次个例中,应用广泛且陆面过程完善的Noah方案对陆雾模拟的表现反而不如过程简单的SLAB方案,本文对此给出了初步的解释,但仍需进一步探究其原因。

2015-2020年渤海西海岸雾的海陆分布差异成因分析

利用2015—2020年渤海西海岸陆地和近海加密自动站、再分析资料和卫星反演雾资料,分析该地区海陆雾时空分布特征,选择一次典型个例开展敏感性数值实验。结果表明:渤海西海岸秋季、冬季陆雾多于海雾,而春季、夏季相反,虽然冬季海雾和陆雾数量最多且变化趋势一致,但分布仍具有显著的局地性;渤海西海岸雾以海岸线为界的频率大于53%,多出现在夜间,持续时间也多低于12 h。个例分析表明,海陆风环流将海上暖湿空气输送至内陆低空,湿度快速增大至近饱和,弱冷空气入侵和夜间长波辐射降温共同作用,导致内陆大雾形成。而海温较高、海洋大气降温缓慢,难以形成海雾;海温敏感试验结果也表明,海温增加5%后,控制实验中略微进入近海的雾区基本回退到海岸线以西,海温降低5%后,陆雾蔓延至整个渤海并维持,高海温是本次陆雾未扩展入海的关键因素。