大连地区大雾气候特征及成因研究

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大连地区位于辽东半岛,三面环海,水汽充足,大雾天气频发,由此造成的灾害也多有发生。因此,大雾天气便成为大连地区主要的自然灾害之一,对大连的交通以及人们日常生活都有很大影响,故此准确的大雾预报不仅可以减轻灾害的损失,也是社会活动及人们出行的气象指南,具有重要的科学价值与现实意义。大连地区地形特殊,春夏季海洋气候特征明显,多大雾发生,并以平流冷却雾为主。随着该地区空气污染的日趋严重,大雾天数呈现逐年增加的趋势,民众的关注度明显增强,对大雾预报的准确率的要求也在不断提高。因此,随着科技发展和气象事业的进步,大连地区的大雾检测设备也在不断的完善,大雾监测能力逐年提高,具备了系统开展此方面研究的时机和条件。基于此,本文利用2001-2012年大连地区大雾气象观测资料,借鉴前人的已有研究,对近几年大连地区大雾的气候特征和形成机制进行了细致的分析研究,以期为进一步完善大连地区大雾的预报方法,提高其预报水平和大雾灾害防御能力提供科学依据。主要得出以下结论:1、大连地区由于海陆分布差异,各地大雾日数有所不同,其中,长海最多,金州最少;除金州外,夏季是各地大雾出现频次最多的季节,春季次之,冬季最少。而金州多雾的季节则是春季和秋季,同时北三市秋季的大雾日数比长海还要多。大连地区大雾日数日变化也有一定规律,大连大部分地区春季大雾多生成于02-08时和20-23时的两个时段,而在14-17时出现最少,夏季大雾多出现在夜间至次日早晨,以20~次日08时生成大雾最多,均超过80%,14-17时出现最少。2、大连地区产生大雾的主要天气形势可分为四种类型:(1)高压后部型(一般盛行偏南风或偏东风),其中,春、夏季成山头冷水上翻,若渤海海峡及黄海北部上空为暖平流,由于其冷下垫面的作用,易于冷却成雾;冬季,暖湿空气使冷高压增温减弱,利于辐射冷却凝结成雾。(2)气旋北部或前部型,即对流层低层的暖湿气流控制大连地区时,从西北或东北方向侵入大连上空的小股冷空气,迫使其南部的暖平流流经冷海面时冷却凝结成雾。(3)冷锋型,即冷锋前的暖湿空气的输送,加大了大连地区的空气湿度,当弱冷空气的入侵且下沉迫使暖空气爬坡抬升时,春、夏季则有利于平流冷却雾的发展和维持。(4)均压场型,即此时的气压场比较弱,偏南风带给大连地区充足的水汽,当夜间辐射冷却时,随着温度的降低,水汽凝结形成雾,此种雾多为辐射雾。第一、第三、第四类大雾开始到维持水汽都比较充足,盛行南到东南风,结束时为偏北风;而第二类则水汽不是特别充沛,开始到结束都为偏北风。大雾维持期间在大连近地面都有一个水汽聚集的过程,其层次一般都在900hPa层或其附近;当大雾消散时通常高空都会受到冷平流的影响。3、大连夏季出现大雾天气时,其空间天气结构也具有独特性,其中,500hPa层上副高通常呈纬向分布,大连处在偏西气流中有弱槽脊波动影响。850hPa层上大连位于副高后部西风槽前部的西南气流中。地面层上大连位于低值系统前部或北部,受持续较弱的偏东风或偏南风控制。从垂直结构看,近地面即1000至900hPa之间常有逆温层存在,800-900hPa大连上空散度场、涡度场和垂直速度都非常小,接近于0。近地层大气层结比较稳定,有利于大雾的形成和长时间维持。4、利用GOES(Geostationary Operational Environmental Satellite)-9可见光卫星云图对海雾的发生范围、演变过程等进行了研究,并对海雾发生前的大气背景场和海气温差场进行了分析,并利用RAMS模式对本次海雾事件进行了模拟,计算了大气的水平能见度分布和云水混合比演变。通过对模拟结果与卫星云图所显示的雾区范围做比较,发现与海雾的生成、发展、消散几个阶段的演变过程都很吻合,同时云水混合比垂直剖面图分析也揭示了海雾不同发展阶段的结构特征,表明RAMS模式对大连及其邻近的海雾具有一定的模拟能力。
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