雨后两次强浓雾的爆发性增强过程及数值模拟

发布时间：2020-08-03 10:30

【摘要】：本文利用2015年冬季在南京信息工程大学内进行的雾的外场综合试验资料,主要研究12月21日发生在雨后的两次强浓雾过程,在分析典型雾过程的天气背景和边界层结构的基础上,重点研究雾爆发性增强的特征及成因。研究结果表明:雨后地表及近地层的高湿环境为雾的形成提供了充足的水汽,南京冬季冷高压控制下稳定的天气层结,以及夜间的辐射冷却作用,极有利于辐射雾的产生。而雾的爆发性增强,主要与降温和增湿有关。晴天夜间云量的骤减使得地表向上长波辐射增强而引起的强降温,日出后湿地表及贴地植物附着霜的强蒸发作用使得近地层水汽增多,都可直接引起雾的爆发性变浓。强的贴地逆温层的形成是雾爆发性增强的关键,使得水汽积聚于近地面不易向上扩散,在诱发因子的促动下,爆发极易产生。而风廓线100～150m附近位于逆温顶的超低空急流的加强,有利于加速逆温层的贴地增强。利用PAFOG 一维辐射雾模式对此次雾过程进行数值模拟,将预报结果与实况对比,结果表明:地面基本气象要素中,能见度的模拟效果最好,温度能较好得模拟出变化趋势,但最低温度预测偏高,最高温度预测偏低,相对湿度在雾中的模拟与实况几乎完全重合,但在雾消散后,差值较大。敏感性试验结果可得,降温与增湿会促进雾体的变浓。云量的增减对能见度变化趋势影响较大。
【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】：2017
【分类号】：P458.12
【图文】：

图２．１观测地点及周边环境逡逑在外场试验中，大气边界层探测采用珂祯大气环境科技有限公司生产的ＫＺＸＬＴ－ＩＩ型系逡逑留低空探测系统，如图２．２邋（ａ）所示。汽艇上升过程中携带传感器，每Ｉｓ产生一组数据并逡逑传回地面接收系统，电脑自动保存垂直廓线数据。探测高度一般控制在８００ｍ，当风速达到逡逑７￣８ｍ／ｓ时，不再升高随即收回地面。无雾时每４小时放球一次，有雾时加密为每２小时一逡逑次。探测项目包括：温度（°Ｃ）、湿度（％）、风速（ｍ／ｓ）、风向（°）、气压（ｈｐａ）等逡逑参数。逡逑６逡逑

逡逑雾的微物理结构利用美国ＤＭＴ公司生产的ＦＭ－１００型雾滴谱仪进行观测，如图２．２（ｂ）逡逑所示。雾滴谱仪包括光学底座、信号处理器、以及对收集粒子具有除尘作用的真空部件。逡逑光学底座接收所收集粒子的前向散射光，信号处理器再将光信号转为电压，经处理后输出逡逑给数据系统。根据云雾滴散射能力的不同，仪器对其进行分档计数，并计算出相应数量，逡逑从０＿５0ｎｍ分为２０档。仪器可连续观测雾滴的数浓度和谱分布，每Ｉｓ输出一组数据，可逡逑探测最大数密度为１０４个／ｃｍ３。逡逑气溶胶监测使用美国生产的ＷＰＳ－１０００ＸＰ型宽范围粒谱仪。粒谱仪包括微分迁移率分逡逑析仪、激光颗粒光谱仪和凝聚粒子计数器。空气以ｌ．0Ｌ／ｍｉｎ的流量进入仪器，其中０．７Ｌ／ｍｉｎ逡逑空气进入激光光谱仪，测量范围是0．３５＿ｌ0ｎｍ，另外０．３Ｌ／ｍｉｎ空气进入微分迁移率分析仪，逡逑通过电场将气溶胶粒子进行分级，从１０ｎｍ＿ｌ0Ｈｍ分为６７档。之后再输送至凝聚粒子计数逡逑器进行计数及计算得到粒子浓度和谱分布。仪器可连续监测大气气溶胶粒子，每５ｍｉｎ输出逡逑一组数据。逡逑此外

在０４：４７。０６：１１之前，地面基本维持在５０￣６０ｍ间的低能见度状态，共计１小时２４逡逑。０６：５１以后，能见度处于１００ｍ以上。逡逑消散阶段（０７：３７－０８：２６）邋：邋０７：０１日出以后，随着下垫面接受太阳辐射，地面雾层温度逡逑上升，能见度迅速升高，至０８：２６分第一次雾过程完全消散，持续６小时４２分钟。逡逑分析净辐射变化，２０日夜间２０：３０￣０１：３０，净辐射值持续较低，在２３：３０达到最低逡逑．４６Ｗ／ｍ２，引起地表持续降温，２０：３０？２１：３０降温率最大，为ｌ．ｒＣ／ｈ。雾前的降雨，给逡逑带来充足的水汽，相对湿度在９０％的基础上随辐射降温而持续增大，且地面风速减小逡逑０．５ｍ／ｓ。依据Ｔａｒｄｉｆ和Ｒａｓｍｕｓｓｅｎ１５５１提出的雾类型客观分类判据，此次雾过程符合其定逡逑发生在夜间，风速小于２．５ｍ／ｓ，在雾产生前持续降温，同时伴随云底上升，可确定为逡逑雾。逡逑第一次雾消后，丨０：０８出现第二次雾的爆发性增长，能见度１分钟内由１２００ｍ下降至逡逑ｍ并持续走低，１０分钟后至１９９ｍ，再次发展为强浓雾。１０：５２雾消散，能见度持续增逡逑１０００ｍ以上，这次强浓雾生命期较短，持续时间４４分钟，没有经过前期的发生发展逡逑，直接爆发性发展为强浓雾。第二次雾过程的雾类型在第四章节讨论确定。逡逑－■邋■－Ｒｅｌａｔｉｖｅ邋ｈｕｍｉｄｉｔｙ（ｖ0）邋｜逡逑Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ（ｍｍ）邋Ｉ逡逑

【参考文献】

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本文编号：2779506