鄂西山地雾的变化趋势及其与平原辐射雾的边界层特征差异

摘要

本文利用鄂西山地宣恩1959~2009年地面气象观测资料,分析了宣恩雾日和轻雾日的长期变化趋势及其与最低温度、相对湿度、降水、能见度等各气象要素的关系。
　　2010年12月课题组在江汉平原荆州和鄂西山地宣恩同时开展连续一个月的雾综合外场观测试验。利用所获取的观测资料,各以一次雾过程为例对比分析了平原和山地不同下垫面条件下荆州和宣恩雾过程期间的大气边界层温、湿、风结构特征及形成机理的差异。结果表明:鄂西山地宣恩51年年雾日数平均为29天,总体上呈减少趋势。该地区雾在每个月都有发生,冬季发生频率最高,夏季发生频率最低;该地区年轻雾日数总体上呈上升趋势,与年雾日数变化趋势相反,二者发生频次呈现非对称变化。各月月平均轻雾日数在9~15天之间,其中12月平均轻雾日最多,5月最少;分析宣恩51年来各气象要素的长期变化特征发现,相对湿度和降水51年来变化不明显,对宣恩雾日和轻雾日影响不大;夜晚最低气温呈上升趋势,对应雾日减少,14时能见度≥20km年日数呈下降趋势,说明宣恩空气中大气气溶胶粒子增多。分析认为,雾和轻雾发生频次的非对称变化趋势可能与大气中气溶胶粒子增多有关。外场观测期间,荆州和宣恩各观测到雾过程5次。发现荆州雾过程一般持续时间较长,在夜间或早晨出现,日出增温后逐渐消散,易发生浓雾甚至是强浓雾过程,雾过程产生的危害大;宣恩雾过程一般持续时间短,在凌晨或早晨出现,日出之后消散,也观测到在日出之前消散,不易发生强浓雾过程。12月21日和22日在江汉平原荆州和鄂西山地宣恩都观测到了辐射雾过程,尽管两地相距比较近大尺度环流背景基本相同,但两地所形成的雾过程差异很大。
　　分析2010年12月28~29日江汉平原荆州一次辐射雾过程可知:在雾发生发展的整个过程中都存在强逆温结构,雾顶高度始终处在强逆温层的中上部,雾发展成熟至消散,逆温层只被抬升离地面50m左右,并没有抬升到雾顶之上;雾的爆发性发展与逆温结构爆发增厚相对应,辐射逆温随高度是分层的,逆温强度随时间的变化是起伏的;相对湿度和比湿的大值区对应温度的低值区;在雾顶之下,比湿曲线和温度层结曲线有很好的对应关系;雾顶附近温度先随时间升高然后随时间降低;最大湿度梯度以及最大温度梯度均出现在雾顶附近。分析2010年12月22日鄂西山地宣恩一次雾过程可知:鄂西山地地面风速为静风或微风,有雾存在时边界层风速一般不超过3m/s;宣恩特殊的地形地貌环境,使得本地出现的雾有别于荆州平原地区,宣恩低空云接地形成雾,雾离开地面而消散;在雾的整个生消过程中不存在贴地逆温,总是下层温度随高度递减,之上存在逆温结构;在雾顶附近温度随时间是降低的;温度的低值区对应相对湿度的高值区。

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 雾的定义和分类

1.2 研究意义与目的

1.3 国内外研究进展

1.3.1 雾的气候特征

1.3.2 雾的观测计划

1.3.3 雾的生消机制研究

1.3.4 雾的边界层结构研究

1.3.5 雾的数值模拟研究

1.3.6 人工消雾

1.4 研究内容

第二章 观测仪器、资料概况及分析方法

2.1 资料来源

2.2 观测仪器介绍

2.3 观测地点介绍

2.4 观测资料概况

2.5 本章小结

第三章 鄂西山地雾的气候特征

3.1 资料的来源与统计方法

3.2 雾和轻雾的时间变化特征

3.2.1 雾和轻雾的年际变化

3.2.2 雾和轻雾的季节和月变化

3.3 相关气象要素分析

3.4 本章小结

第四章 江汉平原辐射雾过程的边界层特征—荆州

4.1 雾过程概况

4.2 雾过程大气边界层结构特征

4.2.1 温度场特征

4.2.2 湿度场特征

4.2.3 风场特征

4.2.4 辐射特征

4.3 本章小结

第五章 鄂西山地辐射雾过程的边界层特征分析—宣恩

5.1 雾过程概述

5.2 雾过程大气边界层结构特征

5.2.1 温度场特征

5.2.2 湿度场特征

5.2.3 风场特征

5.4 本章小结

第六章 本文总结

6.1 结论

6.2 创新点

6.3 存在的不足和展望

参考文献

作者简介

致谢