沪宁高速公路一次大雾过程的数值模拟及诊断分析

利用新一代中尺度数值预报模式WRF和NCEP 1°×1°再分析资料,对2007年10月26日发生在沪宁高速公路区域的一次大雾天气过程进行了数值模拟,同时采用沪宁高速公路自动气象监测站的实时资料对模拟效果进行了验证,发现WRF模式较成功地模拟了此次大雾过程。结果表明:(1)此次大雾是一次典型的辐射雾,其形成主要原因之一是成雾之前的降水过程给近地层大气带来了充足的水汽,空气相对湿度达到90%以上,雾区内近地层基本上为弱的水汽辐合区;(2)弱的负涡度场有利于气流下沉,在垂直方向上可以确保湿空气不外流;(3)地面辐射冷却和低空冷平流是此次大雾形成、发展和维持的重要因素,地面辐射冷却在热力条件中起主导作用,冷平流作用远小于地面辐射冷却作用。

2008年初南方冻雨云物理过程的模拟研究

利用中尺度模式MM5V3.7,模拟了2008年初发生在我国南方地区最强的一次冻雨云物理过程。结果表明,这次冻雨过程期间有两条明显的水汽通道,上升运动明显。冻雨区上空主要以低空云水和雨水,特别是云水的积聚为主,中高空有少量雪花和微量的冰晶。与冻雨区相比,非冻雨区过冷却水含量大,主要位于低空,高空没有霰,雪花也明显偏少。这主要是因为冻雨区的上升气流弱,高空水汽不饱和。在降雨区,靠近0℃线以上为冰相降水,以下为雨水。在冻雨区,冰相粒子没有落在0℃线附近,雨水顶也不在0℃线附近,这次冻雨的云物理过程属于液相暖雨机制。造成此次巨大灾害的原因除了冻雨外,还有雾凇和水汽的凝华附凇作用,正是由于雨凇和雾凇复合积冰的共同作用,导致了这次冻雨过程的冻雨量不大,但灾情却异常严重。

辐射雾生消的数值研究(Ⅰ)——数值模式

本文建立了一个描述辐射雾生消过程的数值模式,预报量包括风速、温度、比湿、雾含水量及雾滴浓度等。 采用了新的雾微物理过程参数化方法及湍流交换系数公式,构造了考虑水汽、水滴对红外辐射吸收和发射及水滴对短红外辐射散射的辐射参数化计算方案。 对具有代表性的实际雾过程模拟,结果表明,模式可行。

一次冬季平流辐射雾过程的观测分析及数值模拟研究

对2003年12月23—24日发生在黄海、渤海沿海的一次大雾过程进行了观测分析和数值模拟研究。这次大雾期间,从近海到内陆,大雾影响面积约10万km2,部分地区能见度不足200 m,给海陆空交通造成严重影响。首先利用各种资料对这次大雾的生消演变过程进行了分析,认为这是一次典型的发生在海陆交界处的冬季平流辐射雾。然后利用RAMS(Regional Atmospheric Modeling System)模式模拟了本次大雾过程,计算得出了大气的水平能见度分布和云水混合比的垂直分布,结果表明,在雾区形状、雾生消时间以及雾的厚度上,模拟结果与观测资料比较一致。

陕西冬季一次大雾天气生消机制的数值模拟

利用非静力平衡中尺度模式WRF、NCEP 1°×1°再分析资料及常规观测资料,对2005年12月30～31日发生在陕西的大雾天气过程进行了数值模拟,分析了大雾天气过程形成的主要原因及雾的生消机制。结果表明,WRF模式能较好地模拟出雾的水平分布特征、强度和生消过程,反映出实际雾的生消变化规律。适当提高模式水平分辨率能较明显地改进模拟效果。这次大雾为平流辐射雾,长波辐射冷却是大雾形成和发展的主要原因。逆温层的发展、维持和近地面层较高的相对湿度对雾的产生和发展起着重要作用。近地面层有弱的水汽辐合是大雾发展和维持的主要原因之一。大雾形成和发展阶段,900 hPa以下的辐合上升运动和900 hPa以上的辐散下沉运动有利于在上升和下沉运动区的界面层中形成逆温层,逆温层的形成有利于低层水汽的积累。随着高空转为辐合上升运动,900 hPa以下为辐散下沉运动,接着日出后,太阳短波辐射增温等的共同作用,使逆温减弱直至被破坏。中高云的存在影响了近地面层逆温的形成和加强,推迟了雾的形成和消散。暖平流的输入有利于逆温层的形成发展。

中国海雾研究简要回顾

海雾是指对海上船舶航行、捕捞、港口作业以及沿海地区的公路运输和电力输送等社会生活的方方面面产生重要影响的天气现象。有研究指出,由于雾所造成的社会经济和人力资源的损失甚至与台风和龙卷风造成的损失相当。因此对近30a来我国海雾研究领域的重要进展进行了回顾,并对海雾的微物理学特征、海雾与层云的关系、北太平洋与大西洋上海雾发生频率的气候学特征、海雾的数值模拟、海雾的数据同化和集合预报等重要问题进行了讨论。

华东地区一次辐射雾的数值模拟分析

利用非静力中尺度模式WRF3.2对2010年11月17日出现在华东的一次辐射雾生消过程进行了数值模拟分析。结果表明:此次大雾是一次典型的辐射雾,稳定的环流形势、近地面层充足的水汽和辐射降温是造成此次大雾的根本原因。WRF模式对此次雾具有很好的模拟能力,模拟雾生消的时间、强度和范围都与实况比较接近,特别是雾中心的模拟,与实况吻合较好;积云参数化对雾的模拟比较敏感,采用浅对流Kain-Fritsch积云参数化方案对雾的模拟效果最好。

芜湖机场辐射雾生消过程的数值研究

建立了一个能详细地模拟辐射雾的生成和消散过程的数值模式 ,利用该模式对芜湖机场一次辐射雾过程进行了数值模拟 ,并对初始时刻低层湿度、温度层结和风速切变对辐射雾的生成和消散时间的影响进行了数值研究。结果表明 :低层相对湿度越小 ,雾形成的时间越晚 ,消散时间越早 ;低层温度层结稳定性越弱 ,雾形成、消散时间越早 ;低层风速切变较大时 ,会使雾生成时间推迟 。

包含详细微物理过程的一维辐射雾模式

本文建立一个包含详细微物理过程的一维雾模式.模式包括动量方程、热量方程、水汽方程、雾滴凝结增长方程和浓度变化方程等.大气长波辐射采用Roach的五波段模式,微物理过程采用分档技术.试验结果表明,该模式可用于辐射雾的研究.

华南海雾研究进展

从海雾的气候特征、生消机制、微物理化学特征、遥感监测和模式预报等方面,回顾近年来开展的华南地区海雾研究。结果表明:华南海雾研究已经取得了许多重要的研究成果,但对于华南海雾的年际、年代际特征,华南不同地区的海雾微物理化学特征以及海面海雾与陆面海雾观测对比研究还不够,遥感监测及模式预报方面还有一定欠缺。为了对华南海雾有更加深入的认识,这些方面的研究需要进一步加强。

WRF模式中不同边界层及云微物理方案对两次黄海海雾个例数值模拟的影响

利用WRF模式及其循环三维变分同化系统,以发生在2006年3月6-8日和2012年3月27-28日的两次大范围黄海海雾事件为研究对象,针对不同的边界层方案和云微物理方案,设计了4组海雾数值模拟对比试验。模拟结果显示:对于2006年较为浓厚的海雾个例,边界层方案采用YSU、云微物理方案采用Lin得到的模拟雾区与观测事实最为相符;YSU和Thompson方案、MYNN和Lin方案的组合模拟结果次之。边界层方案采用MYJ时,无论采用何种云微物理方案,模拟结果均较差。而对于2012年较为淡薄的海雾个例,采用不同云微物理方案之间的差异较小,采用不同的边界层方案得到的模拟雾区差异显著。采用MYNN边界层方案得到的模拟雾区与观测事实最为相符,而YUS和MYJ方案均不能很好地模拟出此次海雾过程。

重庆辐射雾一维数值模式预报

本文将所建立的重庆雾一维模式简化移植到微机上,主要进行辐射雾的形成时间和浓雾预报。模式在386机上作12小时预报计需机时25分钟。通过对1990年11月～1991年2月24次的个例计算,预报成功率达70％,雾形成时间平均误差为1.7小时。