大连春季一次 平流海雾天气过程分析

1. 大连春季一次 平流海雾天气过程分析 于佳松 大连空管站气象台

2. 关键词 正文 摘要 key words text abstract

3. 摘要 abstract 本文利用NCEP再分析资料从天气形势背景、水文气象条件等方面分析2012年4月下旬发生在大连地区的一次平流海雾过程；重点探讨大连地区春季海雾的形成机制与大雾形成的水汽来源等问题，得到如下的结论： 大连地区沿海春季出现的海雾主要为平流冷却雾，在东南风的引导下，暖湿空气流经冷的海面是成雾的主要机制;形成大雾的水汽主要来源于底层空气；天气形势稳定少动是这次大雾天气持续时间较长的主要原因。

4. 水汽 海雾 气温 SST 关键词

5. 3天气分析 1引言 4结论 2资料来源

6. 1引言 海雾是一种典型的海洋性灾害天气，海雾形成以后在适宜的风向作用下向沿岸扩散，严重影响航海及飞行安全。大连东临黄海，而春季和夏季又是黄海海雾的多发季节，每年的春夏都会有大量的航班因为大雾原因受到影响，所以对海雾的研究是非常必要的。 2012年4月23-24日两天，大连地区出现长达两天的大雾低云天气，给机场航班造成巨大影响，之后在25又出现强降水和大风天，三天来造成航班取消、备降和返航共426架次。

7. 1引言 目前对影响大连的平流雾的研究多只利用常规的气象资料进行天气学分析；本文采用NCEP再分析资料针对2012年4月发生在大连的一次平流雾进行天气学分析的同时，结合GOOS海水表面温度等水文气象资料进行对比分析，探讨大连春季平流雾的冷却机制和水汽来源等问题，为大雾的预报提供可参考的结论。

8. 2资料 来源 采用GOOS ( Global Ocean Observing System) 日平均海温资料和NCEP(National Centers for Environ2mental Prediction ) 的FNL ( Final Analysis Data) 全球客观分析资料对海雾期间天气形势进行分析； 风云2D的可见光云图和红外云图用来确定雾区范围； 大连国际机场VAISALA气象自动观测系统的单站观测资料用来确定气象要素的变化情况。

9. 3天气 分析 3.1 天气过程回顾 3.2 天气形势分析 3.3 海雾生成机制 3.4 水汽来源分析

10. 3.1 天气过程回顾 能见度 风向 低云高 风速 24日23时51分 23日20时40分

11. 这次天气过程的特点 1.大雾持续时间特别长。 为什么？ 2.东南风越大，雾越大。 为什么？ 为什么？ 3.大雾特别浓。

12. 3.2 天气形势分析 1.为什么大雾持续时间特别长？

13. 3.2 天气形势分析 23日08时 700hPa 冷 24日08时 700hPa 大连 23日08时地面 24日08时 地面 暖

14. 3.2 天气形势分析 23日08时 700hPa 冷 24日08时 700hPa 大连 23日08时 地面 24日08时 地面 暖

15. 3.2 天气形势分析 23日08时 700hPa 24日08时 700hPa 大连 23日08时 地面 24日08时 地面

16. 3.2 天气形势分析 23日08时 700hPa 24日08时 700hPa 大连 23日08时 地面 24日08时 地面

17. 3.2 天气形势分析 综合两日的天气形势，大连地区高空一直为暖性高压脊控制，存在暖平流； 由于槽前暖平流强盛，高压脊稳定少动，导致北方冷空主体的只有少部分在河西走廊地区向南渗透到南支槽后，冷空气主体随北支槽向东北方向移动。高空的暖平流造成了大连的逆温层结，稳定的天气形势为水汽的富集提供了时间条件，是导致大雾长时间不散的原因。

18. 3.2 海雾形成机制分析 2.为什么东南风越大，雾越浓？

19. 23日10时可见光 23日10时红外 对比可见光云图和红外云图，可以明显分辨出23日大雾区；可以看到，海雾在黄海的分布区域主要在辽东半岛的黄海海岸呈带状分布，范围覆盖黄海北岸的整个海湾和部分陆地，24日的大雾比23日更浓，而且覆盖范围更大。 24日10时红外 24日10时可见光 卫星云图

20. 3.3 海雾生成机制分析 平流雾的生成过程基本上是暖空气平流到冷的海面上的降温凝结过程，生成的必要条件就是空气温度高于下垫面温度。中国临海海面上的雾的形成，必然关系到春夏季节这一海区气流和海流的活动。

21. 24日08时 23日08时 4月份黄海海水表面温度分布呈南高北低分布，越靠近海岸，温度梯度越大，而且两天来海水温度和气温的变化不大；盛行风向为东南风。刚好把暖区域的空气吹送到冷的区域，形成平流雾。 平均海水表面温度、气温和10米高度风场的分布情况

22. · 23日08时温度分布 24日10时可见光云图 通过对比海水表面温度和气温，可以发现。平流海雾的边界与海水表面温度分布的8.5℃等温线有很好的吻合。而该位置的气温为10℃区域。成雾区的海气温差大于等于1.5℃，即ta—tw≥1.5℃。 23日海水表面温度分布图与卫星云图对比

23. 春夏季节气流和海流的活动 三月 四月 五月 六月 七月 八月 注：本图片来源于王彬华. 海雾[M]. 北京：海洋出版社

24. 春夏季节气流和海流的活动 三月 四月 五月 六月 七月 八月 注：本图片来源于王彬华. 海雾[M]. 北京：海洋出版社

25. 春夏季节气流和海流的活动 三月 四月 五月 六月 七月 八月 注：本图片来源于王彬华. 海雾[M]. 北京：海洋出版社

26. 春夏季节气流和海流的活动 三月 四月 五月 六月 七月 八月 注：本图片来源于王彬华. 海雾[M]. 北京：海洋出版社

27. 春夏季节气流和海流的活动 三月 四月 五月 六月 七月 八月 注：本图片来源于王彬华. 海雾[M]. 北京：海洋出版社

28. 春夏季节气流和海流的活动 三月 四月 五月 六月 七月 八月 注：本图片来源于王彬华. 海雾[M]. 北京：海洋出版社

29. ASFI 尝试用如下计算公式表示平流海雾的冷却机制： 其中，ASFI（Advection Sea Fog Index）表示平流海雾预报指数，T表示SST（Sea Surface Temperature），即海水表面温度，v表示地面风速。

30. 23日08时ASFI分布 24日10时ASFI分布 ASFI>0的区域表示的是有空气从暖海面移向冷海面；ASFI的单位是℃·s-1，大小可以表示空气温度变化的快慢度。从两天的ASFI分布图来看，整个黄海海面的ASFI都是大于0的，表示一直有空气从暖海面移动到冷的海面。ASFI的高值区，可以表示该区域成雾的可能性比较大。 ASFI分布情况

31. 3.4 水汽来源分析 3.为什么这次大雾这么浓？

32. 3.4 水汽来源分析 海雾也像一般的雾一样，它的生成也是通过一定途径使空气达到饱和，并适当地有些过饱和现象来完成的。使空气达到饱和通常有增湿和降温两个途径。这次大雾过程的降温途径即为前面分析的平流冷却过程，下面我们来分析这次大雾过程的水汽来源。

33. 温度、风和相对湿度层结图

34. 温度、风和相对湿度层结图

35. 22日，早上有降水，层结不稳定，从低层到高层风向基本一致，不存在逆温，各层的相对湿度比较大（接近100%）；22日，早上有降水，层结不稳定，从低层到高层风向基本一致，不存在逆温，各层的相对湿度比较大（接近100%）； 23日,低层风向由偏西逐渐向东偏转，风向的垂直切变变得明显，在950hPa以下开始出现逆温，尽管高层相对湿度开始降低，但在逆温层下的相对湿度仍维持较高值。 温度、风和相对湿度层结图

36. 24日，地面盛行东风，逆温层扩展到900hPa高度，层结变得更加稳定，水汽在底层得到富集，而且很难向逆温层以上扩散，逆温层的高度表示了大雾的厚度，即900hPa高度；大雾的水汽来源也主要来自于900hPa以下的空气中。24日，地面盛行东风，逆温层扩展到900hPa高度，层结变得更加稳定，水汽在底层得到富集，而且很难向逆温层以上扩散，逆温层的高度表示了大雾的厚度，即900hPa高度；大雾的水汽来源也主要来自于900hPa以下的空气中。 25日，随着南方气旋北上，大连地区开始出现降水，稳定层结遭到破坏，水汽抬升成云，产生降水，大雾和低云天气结束。 温度、风和相对湿度层结图

37. 不同高度层水汽通量、风和相对湿度分布图

38. 3.4 水汽来源分析 23日的平流雾水汽来源主要来自于近地面层，近地面层的水汽不会发生远距离的输送，所以水汽可以认为是来自成雾区附近的水汽；由于一般局地的水汽含量有限，雾的浓度不会特别大，所以也很少造成毛毛雨现象。 24日的平流雾水汽来源主要来自于900hPa层以下的水汽输送带，使得大连地区逆温层以下的水汽不断富集，大雾变得更浓并伴有毛毛雨，而且低云云底高度变得更低。

39. 4结论 1.）本次大雾持续时间长，是因为槽前暖空气强盛，阻碍了冷空气南下，使得天气形势稳定少动，大连地区的逆温层结持续两天之久； 2.）本次大雾是典型的平流冷却雾，东南风把暖空气带到冷的海面上凝结成雾；形成雾的必要条件是暖空气温度高于海面温度； 3.）本次大雾的水汽来源分为两个阶段，第一阶段为局地近地面层的水汽，第二阶段为南方水汽的向北输送，而且主要输送层为900hPa以下，第二阶段使得大雾更浓。

40. 意义 1.）本文从一次典型的大雾天气，探讨了发生在大连春夏季平流海雾的总体特征，重点关注环流形势，海气温度和水汽来源等，为今后的预报提供了参考的依据； 2.）根据大连地区平流海雾的天气特点，尝试提出一种平流海雾预报指数ASFI，定量的预报大连地区海雾生消；结果显示该指数具有一定的预报意义，但也存在缺陷; 3.）在以后的工作和科研过程中，继续修正平流海雾预报指数ASFI，综合利用海温、气温、水汽、逆温层结、风等多项要素，提高大连平流海雾预报的准确度。

41. 如有不足之处望指正 Thank you! 祝各位同事工作愉快

42. 冷高压 冷高压 大连冬季低云天气特点 暖海面 回流低云的成因

43. 大连冬季低云天气特点 天空 西北风 回流低云 300-1000米 冷空气 陆地 暖海面 回流低云的成因

44. 大连冬季低云天气特点 冷海面 暖高压 平流低云的成因

45. 大连冬季低云天气特点 天空 东南风 平流低云 暖空气 逐渐冷却 凝结 继续冷却 0-300米 陆地 冷海面 平流低云的成因

47. 2012年5月28日凌晨4时出现大雾天气，能见度由2000米骤降至400米，大雾持续到28日上午9时，白天全天能见度在3000米以上；在28日晚17时能见度再次降低至1000米以下，一直持续到28日晚23时。28日的能见度的突然变化说明在海上存在雾区，如图6显示为28日08时和20时的ASFI分布图，从图中可以看到在大连东南侧海域存在ASFI＞0的区域，即平流海雾的生成区域。2012年5月28日凌晨4时出现大雾天气，能见度由2000米骤降至400米，大雾持续到28日上午9时，白天全天能见度在3000米以上；在28日晚17时能见度再次降低至1000米以下，一直持续到28日晚23时。28日的能见度的突然变化说明在海上存在雾区，如图6显示为28日08时和20时的ASFI分布图，从图中可以看到在大连东南侧海域存在ASFI＞0的区域，即平流海雾的生成区域。

48. 2011年7月24-25日大连机场出现大雾低云天气，能见度低于1000米主要集中在24日凌晨和夜间以及25日凌晨2011年7月24-25日大连机场出现大雾低云天气，能见度低于1000米主要集中在24日凌晨和夜间以及25日凌晨

49. 2011年8月15日，大连机场出现大雾低云天气，能见度在15日下午15时降低至1000米以下，大雾一直持续到16日06时，ASFI分布图如图所示，在大连上风位置存在大范围的ASFI高值区。2011年8月15日，大连机场出现大雾低云天气，能见度在15日下午15时降低至1000米以下，大雾一直持续到16日06时，ASFI分布图如图所示，在大连上风位置存在大范围的ASFI高值区。

50. 2011年6月28-7月2日连续五天，大连机场多次出现长时间的大雾天气，能见度最低的的时段主要为傍晚到早晨2011年6月28-7月2日连续五天，大连机场多次出现长时间的大雾天气，能见度最低的的时段主要为傍晚到早晨