北大西洋海雾发生频率的气候学特征

摘要

本文利用最新的国际综合海洋-大气资料集(International Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set,以下简称ICOADS),采用不同的网格精度(2°×2°,1°×1°),计算了网格内海雾发生(大气能见度低于1000米)的相对频率。分别对北大西洋和北美东海岸海雾发生频率的时空分布特征进行研究,并对在海雾发生过程中起重要作用的各海洋与气象要素特征进行统计分析。利用1909至2008年100年的ICOADS资料分析了北大西洋海雾发生频率的分布特征。海雾主要发生在中高纬度海区,海雾发生频率西部高东部低。海雾频发区位于纽约长岛至纽芬兰岛附近及以东海域,最大海雾发生频率超过30％。冰岛以东挪威海海域也常有海雾发生,低纬度海域几乎无海雾。北大西洋海雾主要发生在4月至8月,7月为海雾鼎盛期。北美东海岸受海雾影响范围主要在纽约以北至拉布拉多海海域,雾区呈现折线形,海雾发生频率具有两个大值中心,分别位于新斯科舍省以南海域和纽芬兰岛以东海域,圣劳伦斯湾为海雾发生频率低值区。雾季为4至8月,6至7月为海雾频发期。本文还对北大西洋及北美东海岸5条重要航线(纽约—伦敦,迈阿密—伦敦,直布罗陀—纽约,迈阿密—波士顿,迈阿密—哈利法克斯)的海雾发生频率进行时空分析,对跨北大西洋两岸的航线进行不同路径对比分析,根据海雾发生频率高低选择合理路径,减小海雾影响。使用1982年至2008年的ICOADS资料,对长岛至纽芬兰岛附近及以东海域和纽芬兰岛至大不列颠群岛附近海域两个区域海雾发生时的风向、风速、气温和露点温度差、海表面温度以及海气温差等海洋、气象要素的特征进行统计分析。海雾发生时,长岛至纽芬兰岛及以东海域主要风向为偏南风,风速为8m/s左右,风力以3—6级为主。海表面温度为5℃至15℃最适宜海雾的生成。当海表面温度大于25℃时,无海雾发生。空气温度与海表面温度差多在-1℃至3℃之间,气温高于海温的频率在55%—70%之间,表明海雾以平流冷却雾为主。冰岛至大不列颠群岛海域,海雾发生时的主要风向为偏南、偏东风,风速为7m/s,风力以3—5级为主。海表面温度5℃至15℃,最适宜海雾的生成;海表面温度大于20℃时,海雾不易发生,空气温度与海表面温度差以-1℃至2℃为主。两个研究海域海雾发生的主要机制都为冷暖流交汇,从而造成海气温差,形成逆温,暖湿空气在冷海面上达到近饱和或过饱和状态,形成海雾。

目录

摘要

Abstract

第一章 引言

1.1 海雾的定义

1.2 海雾的分类

1.2.1 平流雾

1.2.2 混合雾

1.2.3 辐射雾

1.2.4 地形雾

1.3 研究历史回顾

1.3.1 观测研究

1.3.2 数值模拟研究

1.3.3 气候统计研究

1.4 研究背景和思路

第二章 资料、方法和研究区域

2.1 数据资料

2.2 研究方法

第三章 海雾发生频率的时空分布

3.1 北大西洋海雾发生频率的时空分布特征

3.2 北美东海岸海雾发生频率的时空分布特征

3.3 北大西洋海域航线上的海雾发生频率

3.3.1 纽约-伦敦航线

3.3.2 迈阿密-伦敦航线

3.3.3 直布罗陀-纽约航线

3.4 美国近海海域航线上的海雾频率

第四章 与海雾相关的海洋与气象物理量统计特征

4.1 长岛(纽约)至纽芬兰岛附近及以东海域海洋与气象要素特征

4.1.1 风向、风速的特征

4.1.2 气温与露点温度差和海雾发生频率的关系

4.1.3 海表面气温及海气温差和海雾发生频率的关系

4.2 冰岛至大不列颠群岛海域海洋与气象要素特征

4.2.1 风向、风速的特征

4.2.2 气温与露点温度差和海雾发生频率的关系

4.2.3 海表面气温及海气温差和海雾发生频率的关系

第五章 讨论和结论

参考文献

致谢

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