删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

济南冬季雾的微物理结构及其对能见度的影响

本站小编 Free考研考试/2022-01-02

摘要
摘要:2016年12月19日至2017年1月9日,受静稳天气影响,济南接连出现了10次大雾等级以上天气过程,期间最低能见度不足50 m,持续的大雾天气严重影响了工农业生产和人民生活。本文利用10次冬季雾期间雾滴谱仪、自动站等观测资料,分析了济南不同强度冬季雾的微物理结构特征,分析了其中的微物理过程及强度,探讨了微物理结构、微物理过程对能见度( V )的影响。结果表明:(1)济南冬季雾强度不同,其谱分布具有明显的差异,在雾变浓的过程中,谱型由“单峰”结构逐渐向“多峰”结构发展。(2)数浓度对能见度具有较好的指示意义,液态含水量、离散度等对能见度指示意义不稳定。(3)环境温度与核化、凝结和碰并增长(或蒸发)等微物理过程密切相关;核化、凝结增长是济南冬季雾发展过程中最主要的微物理过程,在整个雾过程中起主导作用。(4)碰并过程主要发生在发展和成熟阶段,在生成和减弱阶段很弱,以未碰并或偶发碰并为主。(5)自转化率计算结果表明,在V≥200 m的雾中,碰并过程很少发生;在100 m≤V<200 m的强浓雾中,以未碰并或间断碰并为主;碰并过程主要出现在V<100 m等级的强浓雾和特强浓雾中;与V<50 m的特强浓雾相比,50 m≤V<100 m的强浓雾中碰并过程发生的概率更大、强度更强。(6)在济南冬季特强浓雾中含有大量的小雾滴,但各微物理量的最大值、最大的起伏变化并未出现在特强浓雾中,而是出现在50 m≤V<100 m强浓雾中,这可能与强浓雾中较强的碰并过程有关,碰撞过程中产生的并合和破碎可能是微物理量起伏变化最大的主要原因。(7)利用雾滴谱资料计算的能见度与实测值在变化趋势上具有较好的一致性,但比实测值大1~2个数量级,这可能主要与雾中大量的气溶胶粒子有关,对于污染大气,基于雾滴谱仪观测资料来估算雾中的大气能见度是不够的,必须同时考虑气溶胶粒子对能见度的影响。
关键词:济南/
冬季雾/
能见度/
微物理结构/
微物理过程
Abstract:As affected by stable atmosphere, there had been ten fog events in Jinan from 19 December 2016 to 9 January 2017, during which the minimum value of visibility was below 50 m. The low visibility caused by the continuous fog events brought serious negative impacts to industrial and agricultural activities as well as to people’s daily live. In this paper, based on the measurements from fog drop spectrometers, automatic weather stations, and conventional meteorological instruments during the 10 fog events, the fogs’ microphysical characteristics were analyzed, microphysical processes and intensity were deduced, and their effects on visibility were discussed. The results were as follows: (1) The droplet spectrum distribution was different with different thicknesses of the winter fogs, changing from mono-modal to multi-modal as fog became thicker. (2) The droplet number concentration (Nc) had a close inverse correlation with visibility (V), while the liquid water content (LWC) and relative dispersion of the droplet size distribution (S) did not have a definite inverse relationship with V. (3) The temperature of air had an impact on the microphysical processes. The activation and condensational growth (or droplet evaporation) processes played leading roles in the whole winter fog lifecycle. (4) The collection processes arose in the development and maturation stages of the fogs, but not or very infrequently in the formation and weakening stages of the fogs. (5) The results from the autoconversion rate show that the collection rarely occurred in the fogs with V>200 m, while it was very weak or intermittent in the heavy fogs with 100 m≤V<200 m. The collection mainly occurred in the extremely dense fogs with V<50 m and heavy fogs with 50 m≤V<100 m, while it was more frequent and stronger in the heavy fogs with 50 m≤V<100 m than in the extremely dense fog with V<50 m. A larger number of small fog droplets led to poorer visibility in the extremely dense fog with V<50 m, however the maximum values of the droplet properties such as Nc, LWC appeared in the heavy fogs with 50 m≤V<100 m, in which these quantities showed the biggest variations as well. (6) The variations may be related to the more frequent and stronger collection in the heavy fogs with 50 m≤V<100 m, in which collision–coalescence and collision-fragmentation played a role in the biggest variations of microphysical quantities. (7) The trend values of calculated visibility based on the observational data from fog drop spectrometers agreed well with the actual trend values, however the calculated visibility values themselves were much greater than the actual ones, mainly caused by the large amount of aerosol particles in the fogs. In polluted fogs, observational data from fog drop spectrometers are not enough to estimate the visibility of fogs. The influence of aerosol particles on visibility must be considered at the same time.
Key words:Jinan/
Winter fog/
Visibility/
Microphysical characteristics/
Microphysical processes



PDF全文下载地址:

http://www.iapjournals.ac.cn/dqkx/article/exportPdf?id=7ab9b08d-8c43-4582-bd26-c08530f7653a
相关话题/过程 物理 结构 大气 观测

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 云粒子的破碎对积层混合云微物理参量测量的影响
    摘要摘要:由层状云和镶嵌在层状云中的对流单体组成的积层混合云系是一种重要的降水系统,为研究云粒子破碎对积层混合云系中对流较强区域和层云区域中的云微物理参量测量影响的差异,本文提出了一个时变阈值的破碎粒子识别方法,并利用该方法研究了破碎云粒子在层云区域与对流区域对云微物理参量测量影响的异同。经研究发现 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 高空槽脊对台风“天兔”(0705)变性过程中非对称降水的影响
    摘要摘要:本文基于NCEP再分析资料、TRMM卫星降水资料和RSMC最佳路径集(Best-trackDataset)资料,分析了热带气旋(TC)“天兔”变性过程中降水分布和大尺度环流的演变,并结合片段位涡反演进行修改槽脊的数值试验,研究了环流调整对TC变性过程中非对称降水的影响。结果表明:(1)“天 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 华北地区一次气溶胶与浅积云微物理特性的飞机观测研究
    摘要摘要:2014年8月15日,山西省人工降雨防雹办公室在山西忻州开展了气溶胶和浅积云的飞机观测,本文利用机载云物理资料,详细分析了华北地区气溶胶、云凝结核(CCN)和浅积云微物理特性及其相互影响。主要结论有:(1)此次过程的边界层高度约为3600m,不同层结情况下,0.1~3μm尺度范围内的气溶胶 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 黄河源区鄂陵湖湖面和湖边草地对流边界层湍流结构特征的大涡模拟研究
    摘要摘要:为研究黄河源区边界层湍流特征及其对物质和能量输送的影响,本文首次采用大涡模拟的方法,对比分析了黄河源区两种不同下垫面上(鄂陵湖和湖边草地)对流边界层(CBL)中精细的湍流结构特征。使用资料为2012年夏季黄河源区鄂陵湖流域野外观测实验的GPS探空资料、涡动相关观测资料。分析表明,模拟的黄河 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 层状云催化宏微观物理响应的数值模拟研究
    摘要摘要:层状云系是进行人工增雨开发利用空中云水资源的重要对象,增雨作业需要有科学可行的技术指标来指导实际作业的科学实施,而合理准确评估人工增雨作业的效果也是需要解决的重要课题,通过数值模式合理地仿真模拟实际催化作业的过程,进而研究增雨作业后云和降水的一系列宏微观特征的变化及其机理,是建立和改进催化 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 太行山东麓层状云微物理特征的飞机观测研究
    摘要摘要:本文利用“太行山东麓人工增雨防雹作业技术试验”的飞机和地面雷达观测数据,重点研究分析了2018年5月21日一次典型西风槽天气系统影响下的层状云微物理特征。结果表明,?5°C层的过冷水含量低于0.05gm?3,冰粒子数浓度量级101~102L?1。冰粒子数浓度高值区主要以针状和柱状冰晶为主。 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 气溶胶对新疆冰雹形成物理过程影响的数值模拟研究
    摘要摘要:利用带有分档微物理方案的中尺度模式(WRF-SBM)模拟了一次新疆夏季的冰雹天气过程,并通过敏感性试验研究了气溶胶浓度变化对雹云微物理特征、降水过程及冰雹形成机制的影响。结果表明:初始气溶胶浓度越大,对流云发展越旺盛。雹云发展阶段,云中液水含量随气溶胶浓度增加而增多,冰水含量在中度污染时最 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 2019年4~6月云南持续性高温天气的大气环流异常成因
    摘要摘要:2019年4~6月云南省发生了历史罕见的持续性极端高温天气,并引发了严重气象干旱。本文利用1961~2019年逐日温度和大气再分析等资料以及CESM-LE计划(CommunityEarthSystemModelLargeEnsembleProject)模式模拟结果,分析了历史同期云南极端高 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 一次新疆伊犁河谷特大暴雨过程的环境场及不稳定条件分析
    摘要摘要:伊犁河谷是新疆地区暴雨多发且暴雨强度最强的地区。本文以该地区的一次特大暴雨过程为例,利用观测资料以及WRF高分辨率数值模拟结果对该次暴雨过程的环流背景及不稳定条件进行了分析。结果表明:(1)此次降水过程发生在对流层高层南亚高压“双体型”,中层中高纬度“两脊一槽”以及两个中亚低涡发展移动的环 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 安徽省淮南森林冠层辐射传输过程的特征
    摘要摘要:本文利用淮南森林观测站2018年7月1日至2019年6月30日冠层辐射观测,分析了淮南栎树森林下垫面冠层内外辐射变化特征。结果表明:(1)从春季到夏季,栎树冠层之上向下的太阳短波辐射增加,到冬季逐渐减少。从早春开始,由于叶片生长增多,冠层中间和冠层之下向下的太阳短波辐射下降,从秋季到冬季树 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-02