江苏省夏季浓雾的时空分布特征及数值模拟研究

发布时间：2020-07-21 08:49

【摘要】：本文利用江苏省70个国家基本站逐10分钟连续观测资料,对2013~2016年夏季江苏发生的浓雾过程进行统计分析,探讨夏季浓雾的时空分布特征及影响因子,并总结夏季浓雾个例出现时高低空天气形势,分类研究各类浓雾过程发生时的大气环流背景,在此基础上,利用WRF中尺度数值预报模式对夏季浓雾个例进行精细化数值模拟试验,并用观测资料进行验证,同时根据模式输出的物理量,从浓雾形成的水汽条件、逆温层作用、湍流混合作用和辐射冷却作用等角度诊断分析夏季浓雾的生消机理,主要研究结果如下:统计分析结果表明:(1)夏季浓雾易在气温小于29°C、风速低于3 m/s,且盛行偏东风的条件下形成;低温高湿的梅雨期是夏季浓雾在6月份高发(42.4%)的可能原因。(2)夏季浓雾生消时间与秋冬季显著不同,主要发生于00时—06时,消散集中于05时—08时,持续时间主要在6h以内。(3)江苏夏季浓雾发生频次呈现从东北部沿海地区向西南部内陆地区递减的趋势,淮北地区夜间降温幅度高于苏南地区是出现这一现象的主要原因。(4)成雾前6—24 h出现的弱降水为近地层提供水汽,此后天气转晴,静稳的大气层结下有利于夏季浓雾的出现。天气形势分型结果表明:(1)江苏夏季出现浓雾时地面天气形势主要有低压倒槽型、高压后部型、高压后部均压型、高压前部均压型、入海高压后部型和东北低压西伸控制型等6种地面天气形势。夏季浓雾发生时地面均没有明显高低压控制,气压场均压且地面风速较小。锋面雾易发生在江苏受低压倒槽影响时,平流雾主要发生在江苏位于高压后部时,而辐射雾则主要发生在江苏位于高压前部和入海高压后部或受东北低压西伸控制时。(2)江苏夏季出现浓雾时500hPa高空天气形势主要有低槽槽前型、低槽过境型、东北低压槽后型和东北低压槽前型等4种天气形势。锋面雾出现时500hPa高空主要是低槽槽前型,平流雾出现时500hPa高空主要是低槽槽前型和低槽过境型,辐射雾出现时500hPa高空主要是东北低压槽后型和东北低压槽前型。数值模拟结果表明:(1)此次夏季浓雾过程中江苏高空受西北冷平流影响,地面长时间处于高压控制下的均压场内,成雾期间地面风速较弱,是浓雾形成的重要天气条件。(2)雾区范围、地面气象要素和能见度的数值模拟结果与实况基本一致,模式能准确的模拟出雾的生消过程和能见度变化趋势。(3)前期降水是此次浓雾过程的主要水汽来源,前期降水区域与后期雾区的范围较为吻合,地面水汽的辐散加速了雾的消散。近地层(500m以下)逆温层为雾的形成和发展提供了稳定的条件,湍流的混合作用对雾的形成和发展有重要作用。夜间辐射冷却作用使地表冷却降温,是雾的形成的重要原因,日出后短波辐射增温是雾快速减弱消散的直接原因。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P426.4
【图文】：

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数据为江苏省气象局交通气象研究所提供的江苏省 70 个观测资料，站点分布如图 2-1 所示，时间分辨率为 10 min温、相对湿度及 10 m 高度风向风速等气象要素数据，和检验。模拟的初始场和侧边界条件为欧洲中期天气预报中心（ECium-Range Weather Forecasts）提供 ERA-interim 全球再分分量、位势高度、相对湿度、气压等 26 个变量。时间率为 0.75°×0.75°，垂直分为 1000, 975, 950, 925, 900, 85500, 450, 400, 350, 300, 250, 200, 150, 125, 100, 70, 50, 30苏省基础地理信息中心提供的 1:50,000 江苏省电子地图。

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江苏夏季浓雾年均发生频数的空间分布

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线）、江淮（实心三角）和苏南（空心点线）夏季夜间不同变化曲线：（a）1 h 降温；（b）3 h 降温各地区降温幅度的差异。图 3-8 给出了江苏省 20 时到，3 h 降温均有明显的南北差异，总体呈淮北向出江苏各地的降温幅度与其夏季浓雾发生频率有较多的徐州东部、淮安东北部至盐城连云港一带同时达到 2.6°C 以上，其中最大降温幅度达 3.6°C（徐州地区的降温幅度小于周边地区，浓雾发生频率也较3 h 降温幅度大于周边地区，浓雾发生频率也高于周温幅度均在 2.6°C 以下，降温幅度小于其它地区，23 00 01 02 03 04北京时间20 21 22 23 00北京时

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