昆明地区混合雾的生消机理与演变特征研究

论文摘要

昆明长水机场位于云南省冷空气流经的入口,也在昆明准静止锋经常活动的主要区域内,一旦有西南暖湿气流配合,机场将遭受多种类型的大雾天气影响。基于地基遥感探测的方式可系统且连续地研究雾的生消演变特征,对昆明长水机场的锋面-辐射雾、辐射-锋面雾、辐射雾与低云下压这三类混合雾的典型个例,利用微波辐射计探测得到的温湿场资料研究了昆明混合雾的热力与水汽条件,通过风廓线雷达探测得到的风场资料研究了动力条件,并反演得到了温度平流,结合毫米波云雾雷达的反射率因子、径向速度和速度谱宽资料对辐射-锋面雾、平流-辐射雾及锋面雾作了回波特征分析。并将昆明混合雾与成都及北京地区雾的生消演变过程作了比较分析,得出以下结论:（1）锋面-辐射雾的锋面雾子过程受到昆明准静止锋减弱东退的影响,形成双层逆温的稳定大气层结结构,同时受低层冷平流降温作用造成低层水汽液化形成近1km厚的雾层。锋面过境的动力作用及低层冷空气降温作用为雾生成的主要机制。强逆温的稳定大气层结构,稳定充沛的水汽及高液态水总量的高湿环境,3～5m/s弱水平风场与1m/s以内弱垂直气流,为雾稳定维持的条件。准静止锋东退后,锋面逆温消失,且受辐射升温作用影响,低层温度逐渐回升,水汽饱和度下降,雾强度减弱,而地面弱风速为轻雾维持提供了条件。随后在傍晚后受辐射降温作用形成贴地逆温,轻雾再次发展进入辐射雾子过程。日出后辐射升温作用引起的垂直运动加强为雾消散的主要原因。（2）辐射-锋面雾个例中,锋面过后较厚冷空气削弱了低层逆温层,同时造成高层逆温变小趋于等温的程度,且此次过程中垂直气流略强（最大为1.2m/s）,地面风速在成熟阶段最大达8～9m/s,故该过程的雾强度较弱。随后在0.5m/s左右的弱垂直上升气流作用和地面较大风速（7～8m/s）共同作用下,雾逐渐抬升随后消散。消散阶段低层水汽含量也有所降低,动力作用和水汽条件为此次雾消散的主要影响原因,其中动力作用影响最大。（3）辐射雾与低云下压个例中充足的水汽条件为雾和低云形成的重要机制,地面辐射冷却所形成的贴地逆温也为辐射雾生成提供了条件,在低云逐渐接地的共同作用下形成了此次混合雾过程。雾在发展维持过程中空气的垂直运动弱,地面风速总体趋势变化较小且较低。成熟阶段960m以下有较强下沉运动,此时低云下压最强。消散阶段地面辐射升温作用为雾消散的主要原因。（4）锋面-辐射雾、辐射-锋面雾、辐射雾与低云下压这三种类型的混合雾在昆明地区的生消机理有所差异,且引起的能见度变化也不同,对机场的正常运营有重要影响。辐射冷却作用引起的雾比静止锋锋面东退引起的雾的雾顶更低,即辐射雾阶段雾薄,锋面雾阶段雾厚,但辐射雾的浓度较大,能见度较低,能达到浓雾甚至强浓雾的标准。辐射-锋面雾由于前辐射冷却后锋面东进作用的影响,低层逆温与上层锋面逆温有相互削弱的作用,所引起的雾主要以轻雾为主。辐射雾与低云在辐射冷却作用的参与下,能见度最低可降至浓雾水准,且日出后由于低云对太阳短波辐射的部分吸收造成地面升温作用减慢,雾消散时间推迟。（5）分析云雾雷达探测资料得到,昆明辐射-锋面雾、平流-辐合雾以及锋面雾这三类混合雾的回波共同特征为:雾回波初始都在雷达所在位置的东北方向上生成,逐渐向机场跑道方向发展,最后覆盖跑道。雷达东北方向上雾的产生是机场预报雾的重要参考指标,且三类混合雾的回波从东北方向上生成至覆盖于跑道上的大致时长分别为30min、1h、2h。雾的回波强度一般在-10dBZ左右,速度值基本都在4m/s以下,谱宽值都在0.5m/s以下,湍流弱而雾演变过程稳定。（6）研究表明,近年来成都地区常常受到霾的影响,雾的相对湿度也仅略超过90%,最高仅达92%即可产生雾,而昆明地区大致为96%以上,雾生成的相对湿度条件更大。成都地区辐射雾过程中的风速整体（平均风速1.17m/s）比昆明地区小,而昆明即使在稍大风速（3m/s左右）时也能形成辐射雾。北京与昆明地区产生雾的相对湿度范围类似（96%以上）,而北京地区风速总体为2～3m/s,略小于昆明地区。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 研究目的与意义
•   1.2 国内外研究进展
•   1.3 本文主要研究内容
• 第二章 设备资料与处理方法
•   2.1 资料与设备介绍
•   2.2 方法介绍
• 第三章 昆明地区混合雾生消演变特征
•   3.1 昆明气候特征与雾天类型
•     3.1.1 气候特征
•     3.1.2 雾的类型
•   3.2 锋面-辐射雾演变特征
•     3.2.1 天气背景
•     3.2.2 生消演变过程及热力条件
•     3.2.3 生消演变水汽条件
•     3.2.4 生消演变动力条件
•   3.3 辐射-锋面雾演变特征
•     3.3.1 天气背景
•     3.3.2 生消演变过程及热力条件
•     3.3.3 生消演变水汽条件
•     3.3.4 生消演变动力条件
•   3.4 辐射雾与低云下压演变特征
•     3.4.1 天气背景
•     3.4.2 生消演变过程及热力条件
•     3.4.3 生消演变水汽条件
•     3.4.4 生消演变动力条件
•   3.5 小结
• 第四章 昆明地区混合雾的云雾雷达回波特征
•   4.1 辐射-锋面雾
•   4.2 平流-辐射雾
•   4.3 锋面雾
•   4.4 小结
• 第五章 不同地区雾的演变特征对比
•   5.1 成都地区雾过程演变特征
•     5.1.1 生消演变热力条件
•     5.1.2 生消演变水汽条件
•     5.1.3 生消演变动力条件
•   5.2 北京地区雾过程演变特征
•     5.2.1 生消演变热力条件
•     5.2.2 生消演变水汽条件
•     5.2.3 生消演变动力条件
•   5.3 小结
• 第六章 结论
•   6.1 主要结论
•   6.2 本文特色
•   6.3 本文不足
• 参考文献
• 作者在读期间科研成果简介
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 雷之雨

导师: 朱克云,张杰

关键词: 混合雾,微波辐射计,演变特征,垂直结构

来源: 成都信息工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学

单位: 成都信息工程大学

分类号: P426.4

DOI: 10.27716/d.cnki.gcdxx.2019.000031

总页数: 83

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