2000年以来黑龙江省浓雾气候特征及秋季浓雾天气异常环流特征

探讨了黑龙江省2000年以来浓雾时空分布特征以及秋季浓雾异常环流特征和环流分型。结果表明：黑龙江省浓雾春季和冬季少,夏季最多,但多发生在山区,持续时间短,局地性强;范围大、持续时间长、灾害重的浓雾天气主要出现在秋季,其中10—11月持续性浓雾天气过程均发生在2010年以后。黑龙江省秋季浓雾多发生在暖湿空气较强的环境条件下,根据500 hPa高度场和距平场特征把秋季偏暖背景下浓雾发生的主要环流型分为西低东高型和纬向型,黑龙江省中低层正高度距平、850 hPa距平风场上反气旋环流以及西北太平洋副热带高压常偏北偏强等异常环流特征对浓雾中短期预报有较好的指示意义。     

安徽省区域性强浓雾气候特征及影响因子

根据强浓雾发生的同步性,可将安徽分为5个不同的区域。为了解安徽区域性强浓雾的演变规律及成因,首先利用1980—2019年安徽省68个资料完整的国家级气象观测站08时能见度、相对湿度和天气现象资料,探讨了各区域区域性强浓雾的判定标准,建立各区域40 a的区域性强浓雾日时序资料,分析了区域性强浓雾的年际和年代际变化趋势;然后利用2016—2019年77个国家级气象观测站逐时资料分析了不同区域区域性强浓雾的年变化、日变化及持续时间分布等特征;最后,探讨了冬季区域性强浓雾年际变化的成因。结果表明:（1）1980—2019年,沿淮淮北3个区域区域性强浓雾日数都有先升后降的变化趋势,转折点在2006/2007年;1980—2007年区域性强浓雾日数呈明显的上升趋势,应归因于气溶胶粒子浓度升高。年代际比较,各区域区域性强浓雾日数都是20世纪90年代或21世纪最初10年最多,21世纪第2个10年最少;各区域区域性强浓雾出现日数年际变化大,最少的年份0—1 d,最多年份可超过10 d。（2）2016—2019年,各区域年均区域性强浓雾日数14—17 d,主要集中在仲秋到仲春;持续1 h的强浓雾日占比最高,持续3 h的样本是另一个峰值;淮河以北2个区域年均区域性强浓雾日数最多、且持续时间达到3 h及以上的区域性强浓雾占比最高。（3）淮河以北冬季区域性强浓雾日数与降水日数、降水量、相对湿度和08时气温均呈较为显著的正相关,而与风速和小风日数相关不显著;沿江地区冬季区域性强浓雾日数主要受地面风速影响;而江南冬季强浓雾日数与各地面因子均不存在明显相关。（4）以1月为例,各区域区域性强浓雾日数都与纬向环流指数呈正相关,沿淮淮北3个区域区域性强浓雾日数都与东亚槽位置呈正相关,而与东亚槽强度相关不明显。说明纬向型环流、东亚槽位置偏东有助于安徽沿淮淮北形成强浓雾。进一步分析发现,雾多的1月海平面气压中40°N以北的1030 hPa等值线位置偏东（如在120°E以东）,近地层偏东风较强,地面湿度偏高。      

辽宁电线覆冰日数气候特征与大气环流异常的关系

利用1980—2019年辽宁地区11个有电线覆冰观测项目的气象站资料、NCEP再分析资料和Hadley海温资料,分析辽宁电线覆冰日的气候特征以及利于覆冰发生的环流特征和影响因素。结果表明：辽宁电线覆冰现象出现次数存在三个高值地区,分别为辽宁北部地区、辽东山区和辽宁中西部沿海地区。辽宁电线覆冰主要发生在10月至翌年4月,1980—2019年辽宁电线覆冰日数呈显著减少趋势。电线覆冰日数具有显著的年际变化周期,主要的年际变化周期为5—7 a,近40 a年际振荡能量经历了3次增强—减弱的变化。辽宁覆冰高指数年与低指数年秋季9—11月SST距平之差表现为El Nino型分布。覆冰日数异常偏多年,太平洋海温呈现El Nino型,西北太平洋海表温度整体偏冷,日本海区海表温度存在明显负异常;同时大陆上贝加尔湖上空存在高压中心,北半球亚洲地区纬向为“北高南低”的形式,冬季风偏强,冷空气南下频繁。辽宁受到贝加尔湖异常反气旋环流东南侧东北气流控制,鄂霍茨克海上空存在弱反气旋环流,导致日本海上空有异常东风,当南下冷空气与东侧日本海输送的偏冷水汽交汇,容易导致温度较冷的大雾,引发雾凇现象,过冷水汽在电线上凝结,导致电线覆冰现象的发生。     

沈大高速公路雾气候特征与气象要素分析

利用1958—2007年沈大高速公路沿线6站雾日资料对沈大高速公路雾的气候特征及气象要素进行分析。结果表明：沿海地区雾日偏多,且总体呈上升趋势,内陆地区雾日偏少,且呈下降趋势。内陆地区雾多出现在秋冬季,沿海地区多出现在夏季。雾多在凌晨至日出前后时段生成,日出后逐渐消散,持续时间多为1—3 h。相对湿度、气温、风速和风向对雾的预报有较好指示意义：当相对湿度在90%—100%时,春季气温为-5—15 ℃、夏季为16—24 ℃、秋季为-3~19℃、内陆冬季为-20~2 ℃,沿海冬季为-7~4 ℃范围内,内陆风速为0—3 m•s-1,沿海风速为0—6 m•s-1,且沿海地区为偏南风时,雾易发生。     

海南秋季暴雨日数异常的环流特征及预测模型构建

利用1982—2013年海南岛18个自动站日降水量、NCEP/NCAR逐月2.5°×2.5°再分析资料、NOAA海温及CFSv2模式的历史回报数据,分析海南秋季暴雨异常的同期环流特征及其与海温的关系。并利用模式预测较好的与秋季暴雨日数密切相关的环流因子、海温构建秋季暴雨日数预测模型。结果表明:(1)秋季暴雨多寡与环流异常关系密切。秋季暴雨偏多年,海南附近盛行偏东风;热带西太平洋-南海气压偏低,热带系统趋于活跃,且该区为东南风异常,带来充沛水汽;西太平洋纬向风切变偏弱,易形成暖心结构,对应有台风的发生发展。另一方面,海温强迫影响显著,热带中东太平洋海温异常影响着大气环流和热带对流活动,造成秋季降水异常。(2)热带太平洋地区中低层高度场、海平面气压、低层风及纬向风切变与秋季暴雨日数关系密切,且CFSv2模式能较好预测这些环流场上的高影响区。(3)利用最优子集回归构建基于模式有效信息的秋季暴雨日数模型,交叉检验和独立样本试验均表明,该预测方法与模型整体预测效果较好,可为秋季暴雨日数的预测提供参考。     

Nino C区秋季海温异常对东亚冬季大气环流的影响

研究了秋季赤道中东太平洋（Nino C区:0～10°S,180～90°W）的SST异常对东亚冬季大气环流的可能影响。在揭示二者联系的基础上,通过分析海温异常所引起的500hPa高度、经向风及纬向风的异常特征,探讨了秋季海温异常影响东亚冬季大气环流的可能途径。研究发现,Nino C区秋季SST异常,能够对东亚及西太平洋地区的大气环流及风场产生显著影响,进而影响东亚冬季风活动:秋季SST正（负）异常,引起西太平洋地区出现类似负（正）WP遥相关型的环流异常,中纬度纬向西风加强（减弱）,东亚及沿海地区出现异常南（北）风分量,经向风减弱（加强）,最终导致偏弱（强）的东亚冬季风活动。这是海温异常影响东亚冬季大气环流的一种可能途径。     

山东半岛大风的统计与分析

为了更好地预报海上和近海陆地大风,统计了山东半岛1981—2010年的大风资料,从统计结果看,沿海地区冬、春季的大风日数最多,秋季次之,夏季最少。通过逐日气象观测站资料对山东半岛沿海的大风日数进行统计,结果表明:秋、冬季偏北大风海上平均风力和极大风力较北部沿海地区偏大1～2个量级,较南部沿海地区偏大2～3个量级;春季偏南大风海上风力较北部沿海地区相当,较南部沿海地区偏大1～2个量级。西北路冷空气对山东半岛造成的大风最强,持续时间长,当冷锋前有气旋时,容易出现强风。     

辽宁暴雨的日变化特征及其成因分析

利用长时序(1961—2012年)的辽宁省夏季逐小时降水观测资料、2008—2013年CMORPH(中国自动站与NOAA气候预报中心morphing技术融合的逐时降水量0.1°网格数据)夏季逐小时降水资料、2000—2012年NCEP再分析资料以及高分辨率中小尺度数值模式WRFV3.3.1,对辽宁暴雨日变化规律进行了统计,并对其形成机理进行了分析和数值试验,结果表明:(1)辽宁省内陆地区基本为午后降水(暴雨)峰值,沿海地区基本为午前降水(暴雨)峰值,内陆平原站点凌晨到午前有次峰现象发生。(2)辽宁降水日变化特征与地理环境关系密切,内陆地区午后降水峰值、沿海地区午前降水峰值的主要原因是大兴安岭—内蒙古高原山区、东北平原、海洋三大地形热力性质的不同而诱发的局地环流日变化。内陆地区午后—夜间降水峰值由山地—平原局地环流上升支诱发,沿海地区凌晨—午前降水峰值现象由海—陆局地环流上升支诱发。(3)对内陆站点做去除大地形试验的数值模拟试验表明,去除大地形对于日累积降水量无明显影响,但对内陆站点的降水日变化有影响,去掉地形后,内陆站点降水峰值发生时间基本均明显提前至正午前后且峰值雨量均明显减小;沿海站点做海洋改陆地数值模拟试验结果表明,海洋改陆地试验对于日累积降水量也无明显影响,但对沿海站点降水日变化有影响,海洋改为陆地后,沿海站点降水峰值由午前变为午后至夜间。数值试验结果进一步说明山地、海洋大地形是诱发辽宁降水日变化规律形成的主要原因。     

近30年黄海北部沿海地区大风气候特征分析

选取1974～2003年辽宁逐年大风日数资料,以丹东、东港、庄河和长海为代表站,对黄海北部沿海地区大风气候特征进行了分析。结果表明:黄海北部沿海地区全年有6个月以上处于大风多发阶段,以4月大风日数为最多。9月—翌年5月西北大风的发生频率为最高,而夏季东南大风所占比例最多,4～5月偏南和偏北大风发生频率相同。用Mann-Kendall方法做突变检验和t检验:4月大风日数在1996年出现了减少的突变,其中偏北比偏南大风下降的年际变化趋势明显。用极值法,时空相结合地选取4月大风偏多偏少典型年,对同期500 hPa环流形势和距平场进行了分析表明,当亚洲地区中高纬度盛行西北气流,并被较强负距平区控制时,易出现大风天气;反之,当亚洲地区中高纬度盛行偏西气流,并被较强正距平区控制时,大风日数偏少。     

江苏沿海地区雾的气候特征及相关影响因子

利用江苏沿海6个基本气象站49a（1960--2008年）的气象观测资料,对江苏沿海地区雾的时空分布特征和雾过程持续时间等进行了统计分析,并探讨了影响沿海雾生成的相关因子。结果表明：江苏沿海地区雾日数呈江淮地区〉沿江苏南地区〉淮北地区的特点;其年代变化总体是一个先上升后下降的趋势,且21世纪后明显下降;雾日数呈春季和初冬季节多、夏秋季节少的分布特点;一天中雾大部分时段出现在01-09时,春秋季节雾频次最高的时次在早上的06-07时,强浓雾次数在07时（春季）或08时（冬季）前后达到最大;各地雾过程出现的频次随着雾持续时间的增加而减少,持续时间大于6h雾的频次近年来在增加,且雾持续时间极端最长有上升趋势。沿海地区雾绝大多数发生在风速小于等于7m／s的情况下,以1～3m／s最为适宜,多出现在NNE—SSE风情况下。雾季平均海水温度为7．45～22．24℃     

长三角地区雾的时空分布及频次模型研究

根据1980—2006年长三角地区6个站点累计27a的雾资料,分析了长江三角洲地区雾的时间、空间分布特征。结果表明,秋末、冬季和春季长江三角洲地区雾频次较多,夏季较少,年平均雾日数呈缓慢减少趋势;雾区域分布不均匀,总体说来是东多西少。在此基础上,用时间序列方法建立了雾频次预测模型,并对2007年1—12月各月的雾频次进行预测检验,结果表明预测值与实际值误差较小,该模型具备较好的预测能力。     

近50年贵州雾的时空分布及变化

应用贵州84个气象台站50年(1961~2010年)观测资料,对大雾的时空分布,雾日的季节和月频率分布,雾日的年际间变化趋势等特征进行了分析表明,贵州大雾区主要有4个:西部大雾区主要分布在乌蒙山东侧;黔中大雾区主要在开阳和息烽县一带;黔东大雾区主要分布在苗岭山脉周围的县及铜仁的万山特区一带;黔西南大雾区以晴隆为中心。大雾大部分发生在冬季,其次是春季,其后是秋季,夏季发生频率最小。12月、1月和10月出现的雾日为最多;5~7月出现雾日的频率最小。出现大雾的时间主要在早晨,中午和傍晚发生大雾的频率较少。近50年大雾的年际间变化呈现增加趋势(通过0.05的信度检验),但本世纪以来呈现略微减少的趋势。      

基于MTSAT卫星遥感监测的浙江省及周边海区大雾分布特征

利用日本静止气象卫星MTSAT逐时资料,综合地面气象观测数据,对浙江省及其周边海区陆地和海上2008—2012年的大雾进行了专题信息提取,并给出了浙江省陆域、周边海域0.05°×0.05°网格点的小时尺度的遥感大雾产品,结果表明:(1)基于MTSAT卫星观测数据,采用分级判识太阳高度角阈值和归一化大雾指数的方法,构建的浙江及其周边地区陆地和海上遥感大雾监测模型,大雾判识精度总体超过75%,基本满足使用需求。(2)浙江省陆域近5年大雾年平均累计为411.7 h,约占全年的4.7%,基本呈南多北少,山区多平原少的格局,其中浙江南部高山区、舟山和温州部分海岛及西部山区为大雾多发区,且大雾季节分布为冬秋季较多,春夏季较少,22时至09时是浙江省陆域大雾的高发时段,10时以后大雾逐渐消散,至后半夜、凌晨前后,大雾频次逐渐增多。(3)研究区海雾主要发生在大陆近海,呈现由近海向外海减少的空间格局,东海海域年大雾累计为311.7 h,以东海西南部地区大雾出现最多,浙江省沿海大雾的高发区位于温州海域及钱塘江口。研究区海域大雾具有明显的季节特征,主要表现为春季较多,夏季次之,秋冬季较少的分布格局,且海上主要受平流雾影响,大雾不易消散,持续时间较长。从各海区大雾发生频次从高到低依次为:东海东南部、台湾以东洋面、东海中东部、黄海西南部、东海中西部、台湾海峡、东海西北部、黄海东南部、东海西南部和东海东北部。     

近53年辽宁雾的时空分布及成因分析

利用1951～2003年辽宁12个代表站的雾资料,分析了雾的时空分布特征及形成条件。结果表明:辽宁年平均雾日地域分布呈现两高三低的形势。雾日的年际变化曲线较平稳,雾日最多的年份和最少的年份相差17d。沈阳与大连雾日变化相反,大连呈下降趋势,沈阳则在平稳中略有上升。辽宁大雾每个月都可形成,但沿海地区和内陆又有所差异,沿海地区主要出现在5～8月,而内陆地区主要出现在8～11月。雾日的天气形势可分为5～7种类型,其中以倒槽型、锋面气旋型、地形槽型、冷高压前部型最为典型。     

江苏省高影响性大雾天气演变特征及综合影响评估

利用江苏省分布较为均匀的59个台站1961—2006年的大雾日数资料,分析了大雾日数的年际变化特征;利用1961—2006年南京、淮安、徐州、赣榆、射阳、东台、吕泗、溧阳8站的资料重点研究了大雾的生成、消散及大雾持续时间变化特征。结果表明,年雾日数呈先升后降的分布形势,80年代前中期为大雾的鼎盛期,之后呈较快的下降趋势。大雾持续时间呈显著增长趋势,主要表现为雾消时间的推迟。考虑大雾日数和大雾持续时间2个因子的综合作用,设计了大雾综合影响指数,该指数的年际变化表征了江苏区域大雾天气的高影响性趋强。     

Local Meteorological and Synoptic Characteristics of Fogs Formed over Incheon International Airport in the West Coast of Korea

Fogs observed over Incheon international airport (IIA) in the west coast of Korea from January 2002 to August 2006 are classified into categories of coastal fog, cold sea fog, and warm sea fog based on the areal extent of the fogs and the difference between the air temperature (T) and the SST, i.e., cold sea fog if TSST = T-SST>0^oC and warm sea fog if TSST <0^oC. The numbers of coastal, cold, and warm sea fog cases are 64, 26, and 9. Coastal fogs form most frequently in winter, while cold sea fogs occur mostly in summer and warm sea fogs are observed from January to May but not in November and December. On average the air gets colder by 1.6^oC during the three hours leading up to the coastal fog formation, and an additional cooling of 1.1^oC occurs during the fog. The change in the dew point temperature (T_d) is minimal except during the fog (0.6^oC). Decreases in T for the cold and warm sea fogs are relatively smaller. The average T_d is higher than SST during the cold sea fog periods but this T_d is more than 4^oC higher than that for the corresponding non-fog days, suggesting that cold sea fogs be formed by the cooling of already humid air (i.e., T_d>SST). Increases of T_d are significant during the warm sea fog periods (1.4^oC), implying that efficient moisture supply is essential to warm sea fog formation. Four major synoptic patterns are identified in association with the observed fogs. The most frequent is a north Pacific high that accounts for 38% of cases. Surface or upper inversions are present in 77%, 69%, and 81% of the fog periods for coastal, cold, and warm sea fogs, respectively.     

Macro- and Micro-Structures of Heavy Fogs and Visibility in the Dayaoshan Expressway

Belonging to the southern subtropical moist type of monsoon climate, the Nanling mountainous area experiences heavy fogs whenever quasi-stationary fronts appear there from September to May. There can be as many as 15-18 days of heavy fogs per month. Fogs have more serious consequences in the Lechang-Ruyuan section of the Beijing-Zhuhai Expressway (the longest expressway in China) that passes through the main part of the Nanling Mts., where the road rises from 200 m to more than 800 m above sea level (ASL).For a major motorway in the mountainous areas of Nanling Mts., two multidisciplinary integrated field observations were carried out, which measured visibility by the naked eyes, visibility by instrument, spectrum of fogdrops, liquid water content (LWC) of fog, tethered sounding, dual-parameter low-level sounding, turbulence diffusion within fog layers, aerosol spectra of size and composition, sampled fog water compositions, and sampled rainwater compositions. Typical cases were probed for their analyses of synoptics, micro- and macro-structures and microphysics. It is understood that heavy fogs take place with high frequency in the area and bring about serious consequences. Being typical advection and upslope fogs, they are in essence low-lying clouds appearing at high altitudes,which are closely related with the activity of South China frontal processes, especially the South China quasi-stationary fronts, and reflect on the role of local terrain as well. The heavy fogs are characteristic of long duration, extremely low visibility, well-organized lump-shaped structure, large-size fog-drops, moderate concentration, high LWC, and stronger turbulent diffusion within the fog layers than in ne sky. They di er much from radiation fogs, which are better documented in previous study in China. It is found that fog LWC is in significant anti-correlation with visibility so that large LWC is associated with small visual range. It is also noted that one of the reasons for the fluctuation of characteristic quantities of micro-structure such as the LWC of fog in the area is, in addition to the inhomogeneous structure of the fog itself, the effect of advection and inhomogeneous underlying surface;during the translation of fog with the ambient wind, irregular upslope and cross-over movement is another reason for the inhomogeneous structure and fluctuation of fog. The spectrum of the aerosol size displays itself as the power function of monotonous descent. The concentration of submicrometer particles is even higher. The high-concentration sulfate particles found in the aerosols of Nanling Mts. are actually good nuclei for condensation, which are favorable for the formation of fog. The presence of fog can help cleanse the trace compositions in the atmosphere so that fog droplets contain high levels of polluting elements. In the meantime, compared to cloud droplets, fog droplets are easier to be captured by the vertical surfaces of objects on the land surface, such as vegetation and buildings to constitute another kind of cleansing process.In vast stretches of forest like the Nanling Mts., this kind of cleansing may be quite important. Studying the characteristic variation of fogs in the area realistically assists in setting up a forecast and warning system for local fogs and provides basic information for fog dispersal experiments.     

Macro-and Micro-Structures of Heavy Fogs and Visibility in the Dayaoshan Expressway

Belonging to the southern subtropical moist type of monsoon climate,the Nanling mountainous area experiences heavy fogs whenever quasi-stationary fronts appear there from September to May.There can be as many as 15-18 days of heavy fogs per month.Fogs have more serious consequences in the Lechang-Ruyuan section of the Beijing-Zhuhai Expressway(the longest expressway in China)that passes through the main part of the Nanling Mts.,where the road rises from 200m to more than 800m above sea level(ASL).For a major motorway in the mountainous areas of Nanling Mts.,two multidisciplinary integrated field observations were carried out,which measured visibility by the naked eyes,visibility by instrument,spectrum of fog- drops,liquid water content(LWC)of fog,tethered sounding,dual-parameter low-level sounding,turbulence diffusion within fog layers,aerosol spectra of size and composition,sampled fog water compositions,and sampled rainwater compositions.Typical cases were probed for their analyses of synoptics,micro- and macro-structures and microphysics.It is understood that heavy fogs take place with high frequency in the area and bring about serious consequences.Being typical advection and upslope fogs,they are in essence low-lying clouds appearing at high altitudes,which are closely related with the activity of South China frontal processes,especially the South China quasi-stationary fronts,and reflect on the role of local terrain as well.The heavy fogs are characteristic of long duration,extremely low visibility,well-organized lump- shaped structure,large-size fog-drops,moderate concentration,high LWC,and stronger turbulent diffusion within the fog layers than in fine sky.They differ much from radiation fogs,which are better documented in previous study in China.It is found that fog LWC is in significant anti-correlation with visibility so that large LWC is associated with small visual range.It is also noted that one of the reasons for the fluctuation of characteristic quantities of micro-structure such as the LWC of fog in the area is,in addition to the inhomogeneous structure of the fog itself,the effect of advection and inhomogeneous underlying surface; during the translation of fog with the ambient wind,irregular upslope and cross-over movement is another reason for the inhomogeneous structure and fluctuation of fog.The spectrum of the aerosol size displays itself as the power function of monotonous descent.The concentration of submicrometer particles is even higher.The high-concentration sulfate particles found in the aerosols of Nanling Mts.are actually good nuclei for condensation,which are favorable for the formation of fog.The presence of fog can help cleanse the trace compositions in the atmosphere so that fog droplets contain high levels of polluting elements.In the meantime,compared to cloud droplets,fog droplets are easier to be captured by the vertical surfaces of objects on the land surface,such as vegetation and buildings to constitute another kird of cleansing process. In vast stretches of forest like the Nanling Mts.,this kind of cleansing may be quite important.Studying the characteristic variation of fogs in the area realistically assists in setting up a forecast and warning system for local fogs and provides basic information for fog dispersal experiments.     

中国不同等级雾日的气候特征

利用1961-2005年中国300个台站的逐日雾资料及能见度资料,分析了不同等级雾的时空分布及基本气候特征、雾生时间和持续时间的年代际变化。结果表明：雾的空间分布范围随着能见度的降低而减小;随时间的变化多呈减少趋势,但沿长江及东部沿海的重浓雾日在20世纪70年代发生突变,雾日增多;内陆、南部沿海雾生时间多在清晨06:00-08:00,东部及沿海多发生在夜间20:00-21:00;雾生频次经历少-多-少的年代际变化,90年代后频次减少,个别区域雾生时间随着年代的延伸而推后;大部分地区雾的持续时间在3 h内,12 h以上的雾区多集中在沿海、华北和陇东-山西地区,沿海、四川盆地、云贵地区90年代12 h以上雾的发生频次最高。