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。

黄海夏季海雾的边界层结构特征及其与春季海雾的对比

利用海上浮标站、高分辨率数字式探空仪等多种观测手段和三维中尺度模式，对2008年7月7-11日1次夏季黄海海雾过程的边界层结构特征进行了观测分析与数值模拟，并将结果与春季的黄海海雾个例进行对比。结果表明：（1）夏季海洋大气边界层（MABI，）中无强逆温层，静力稳定度较春季下降，有利于湍流的发展。加之水汽量较大，容易形成比较厚的雾（500m）；春季低空有明显逆温层，水汽供应量较少，但强稳定的层结可以使水汽局限于比较低的空中，形成比较薄的雾层（200m）。（2）在夏季风控制下，青岛近海海洋大气边界层（MABL）中高、低层气块均来自海洋上空，温湿属性差异不大，使得温度垂直差异较小；春季MABL中高、低层气块分别来自陆地和海洋，来自陆地的暖、干气流和海洋的冷却效应导致强逆温层和雾区上方干层的出现。（3）夏季海雾的含水量大，水汽在凝结成雾的过程中放出更多的凝结潜热，雾中的海表面气温（SAT）明显高于海表面水温（SST）；春季雾顶强烈的长波辐射冷却和湍流混合使雾中气温明显下降，雾中SAT与SST更加接近，甚至出现SAT小于SST。以上结果有助于对海雾形成机制的认识。

基于SBDART辐射传输模式的晴天地面总辐射模拟误差分析

基于SBDART辐射传输模式,利用POM-02型天空辐射计观测和反演获得的气溶胶光学参数计算地面总辐射,并与CM21辐射表的观测结果对比以探讨晴天地面总辐射模拟的误差来源。结果表明:地面总辐射对气溶胶单次散射比和水汽柱含量的敏感性较强,模拟中对这2个因子减少50%会分别造成地面总辐射量增加56.99W/m2和减少25.45W/m2。在准确输入水汽柱含量基础上变换大气廓线对地面总辐射计算结果影响甚微。相关性及多元线性回归分析表明,天顶角、气溶胶单次散射比和光学厚度是地面总辐射相对误差的主要来源。利用上述3个因子建立回归方程,回归结果与地面总辐射相对误差的相关系数为0.486(通过了置信度0.01的显著性检验),说明回归方程能够准确的计算相对误差,利用该方法可以对本站模式计算结果进行修订。

青岛地面太阳总辐射变化特征及影响因子分析

利用青岛市2003年8月～2011年8月的太阳辐射观测资料及常规气象地面观测资料，采用双标图分析、相关分析等统计方法，研究了地面太阳总辐射的变化特征及其影响因子。结果表明：青岛地面太阳总辐射呈现春季最大，夏秋季次之，冬季最小的季节变化特征；大气透射率夏季最小，其他3个季节相差不大。双标图分析及相关分析表明：总云量、能见度及相对湿度是辐射的主要影响因子，其中总云量对辐射变化起重要作用，能见度次之，相对湿度的影响最小。云对辐射有强的衰减作用，且低云的影响相对中高云大；实际大气中相对湿度和能见度对辐射的影响主要反映在两因子对云量的影响上，排除云的影响后相对湿度和能见度对辐射的衰减相对小，且不同云量条件下表现不同，云量较大时透射率随着相对湿度和能见度的变化较为明显。青岛地面太阳辐射受风向影响明显，盛行风为东南风的情况下，大气透射率较盛行风为西北风的情况下要小，且冬、春、秋3季节的大气透射率受风向影响大，夏季受风向影响小。

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。

青岛冬半年降水相态统计分析及判别方法研究

通过对2006—2015年青岛冬半年不同相态降水的统计分析得出,青岛冬半年纯雨日数1月最少,纯雪日数2月最多,12月和1月是雨夹雪及雨雪转换日数占当月降水日数比例最高的两个月。通过个例分析表明,雨雪转换过程多与冷空气入侵相联系。温度场和风场条件能较好地反映出雨雪转换的特征,降温和风向转换在850 h Pa以下层更为明显。探空资料分析表明,850 h Pa、925 h Pa、1 000 h Pa和地面气温对不同相态降水都有很好的指示意义,越低层指示性越好。0℃层高度对不同相态降水同样具有指示意义,100~500 m高度是雨雪转换的关键高度层;以不同高度层气温为指标确定出青岛冬半年降水相态预报判别指标。

青岛市大气PM_(2.5)元素组成及来源研究

利用2007年5月～2008年5月气溶胶观测资料和逐日天气资料,分析了青岛市2.5μm气溶胶粒子(PM2.5)浓度特征、元素组成和来源.结果表明,青岛市PM2.5和PM10年均浓度分别为86.6μg.m-3和120μg.m-3.PM2.5浓度采暖季高于非采暖季,夏季最低.PM2.5浓度在荒漠和人为共同影响下的气团中最高,在海洋影响气团中最低.PM2.5和PM10的主要组成元素是S、Ca、Cl、K和Fe,主要污染元素集中在PM2.5中;PM2.5中Cl、K、Zn、Br和Pb浓度采暖季较大,夏季较小,Ca元素变化趋势则相反.V、Cr、Cu、As、Se、Sr和Zr的浓度受不同来源气团影响不显著,S、Cl、K、Ti、Mn、Fe、Zn、Br、Pb和Ca的浓度在不同来源气团下存在较大差异.降水对S、K、Pb和Fe质量浓度的影响最为明显.富集因子分析表明,所有元素在PM2.5中的富集因子普遍大于PM10,青岛市非地壳来源的元素在PM2.5中所占比例大于PM10.Ca元素富集因子夏季较大,可能受到建筑尘影响.