The characteristics of sea fog with different airflow over the Huanghai Sea in boreal spring

Using the observations from ICOADS datasets and contemporaneous NCEP/NCAR reanalysis datasets during 1960-2002, the study classifies the airflows in favor of sea fog over the Huanghai (Yellow) Sea in boreal spring (April-May) with the method of trajectory analysis, and analyzes the changes of proportions of warm and cold sea fogs along different paths of airflow. According to the heat balance equation, we investigate the relationships between the marine meteorological conditions and the proportion of warm and cold sea fog along different airflow paths. The major results are summarized as follows. (1) Sea fogs over the Huanghai Sea in spring are not only warm fog but also cold fog. The proportion of warm fog only accounts for 44% in April, while increases as high as 57% in May. (2) Four primary airflow paths leading to spring sea fog are identified. They are originated from the northwest, east, southeast and southwest of the Huanghai Sea, respectively. The occurrence ratios of the warm sea fog along the east and southeast airflow paths are high of 55% and 70%, while these along the southwest and northwest airflow paths are merely 17.9% and 50%. (3) The key physical processes governing the warm/cold sea fog are heat advection transport, longwave radiation cooling at fog top, solar shortwave warming and latent heat flux between airsea interfaces. (4) The characteristics of sea fog along the four airflow paths relate closely to the conditions of water vapor advection, and the vertical distribution of relative humidity.     

基于Himawari-8数据的夜间海雾识别

海雾是一种发生在海面的灾害性天气现象,掌握海雾的分布与生消变化,能有效地减少海雾带来的危害。卫星遥感观测具有近实时、大范围覆盖、连续观测等特点,特别是高时间分辨率的静止卫星观测系统,能够对海雾的发生?发展?消亡过程进行动态跟踪观测。本文以2018?2019年黄、渤海发生的海雾事件为样例,利用日本静止气象卫星Himawari-8（H-8）红外辐射数据,分析海雾的多通道红外亮温辐射特性,通过不同波段差和波段比组合,定义海雾和晴空水体分离指数、海雾和一般云系分离指数、多通道亮温差斜率指数以及中红外亮温纹理指数,提出基于多指数概率分布的夜间海雾监测算法;算法分别应用于H-8和韩国静止气象卫星GEO-KOMPSAT2A（GK-2A）数据,对2020年2?6月发生的6次海雾事件多时次卫星观测识别出的海雾位置分布和覆盖面积进行对比实现互验证,结果表明,本文提出的夜间海雾监测算法能有效地实现夜间海雾的识别;选择2020年4月29日夜间H-8和GK-2A 每10 min一次连续观测数据的监测结果,对海雾的发生区域进行跟踪分析,清晰地展现出此次海雾事件的发生、发展演变过程,说明算法能清楚地监测出各时段海雾的分布,跟踪海雾的发展变化,可为海上大雾的防灾减灾提供科学依据和决策基础。     

黄海春季海雾形成的气候特征

采用合成与个例分析相结合的方法,对黄海春季(4月)海雾形成的大气环流条件、水汽输送条件以及海面条件(SST)进行了分析,并讨论了海面的有效长波辐射,结果表明,黄海春季海雾形成的水汽不是由局地提供的,而是由热带大气提供的,大气环流提供了暖湿空气的输送条件,海面条件相对并不重要,海雾在低层大气与海洋的热交换中具有明显地反馈作用.     

The cooling and moistening effect on the formation of sea fog in the Huanghai Sea

1 IntroductionIntheHuanghaiSea, seafogisaprimarymeteo-rologicalphenom enon significantlyaffectingvisibility.Having fog alm ostonce every 3 d in the fog season,the HuanghaiSea is a m aritime area where sea fogshappen themostin theseasofChina. Theseafog ish…     

基于MTSAT卫星的我国东部沿海雾区的自动识别

本文综合运用可见光反射率阈值法,3×3像元空间一致性检测法,红外亮温阈值法及双通道差值法,建立全天候海雾遥感监测算法,并利用MTSAT卫星资料,对2006年4～5月间我国东部沿海海雾进行个例监测试验,并进行卫星图象的目视真实性检验.监测结果表明,该方法能较好地实现云雾自动分离.在夜间,能有效分离低层云雾和晴空像元;当出现逆温雾时,雾仍可以被有效地判识出来.     

海雾中期天气过程分析及预报

海雾是海上的重要危险性天气之一.国内外关于海雾生消机制、气侯特征及短期预报方面研究成果甚多,而中期分析及预报方面的研究甚少,这是海洋气象中值得探索的课题.作者曾分析了黄海北部海区春季海雾过程生消、持续规律,指出海雾与中期环流形势演变及南支槽活动有密切关系.     

北黄海春季海面太阳辐射船基观测与分析

利用"中国近海海洋综合调查与评价"2007年北黄海春季航次的资料,综合分析了短波、长波辐射及海面短波、长波反射辐射特征及与云量、气温、水汽压、海面红外温度等的对应关系。结果显示海面太阳入射辐射远大于海面反射辐射,二者相差约1个量级;海面长波辐射总体上大于大气逆辐射,二者相差约40 W/m2,平均净辐射为153.1 W/m2。观测期间大气透射率约为0.45,并据此分析探讨了云对太阳辐射传输的影响,建立了考虑总云量、低云量及水汽压等因素的海面太阳短波辐射经验估算公式,计算结果与实测结果具有较好一致性,均方根误差为11.3 W/m2。最后讨论了太阳辐射船基观测由于船体晃动可能造成的误差影响。     

基于20年卫星遥感资料的黄海、渤海海雾分布季节特征分析

目前对海上雾分布的认识多基于沿岸测站和海上船舶、浮标观测,但这些数据非常稀少,且存在代表性和数据质量方面的问题,因此一直缺乏对海雾分布更全面、清晰的了解。卫星遥感数据空间均一、覆盖范围广、质量一致,具有对无云条件下大范围、离岸海雾监测的优势。本文通过分析算法检测出的1989-2008年黄渤海海雾及云的频数、分布百分率信息,得到了黄渤海海雾季节变化的较全面特征。除印证其他资料或研究的结论外,还发现:(1)黄海海雾频数随季节变化的幅度较渤海明显;(2)黄海、渤海海域存在冬季海雾多发时段;(3)海雾生消过程中有覆盖区变化的东传特征;(4)春夏雾季中存在黄海中部和西朝鲜湾两处海雾多发区,其中西朝鲜湾也是全年海雾最多的海域。另外,在样本充足的情况下,通过对检测出的低云、中高云覆盖百分率和海雾频数的分析统计,还能估算出黄海、渤海部分季节20年海雾发生的平均概率。     

黄海春季海雾的年际变化研究

利用黄海沿岸有代表性测站的常规观测资料和NCEP／NCAR资料，对黄海春季海雾年际变化进行了分析发现，雾多年份冬季环流减弱、低层流场向黄海为偏南向流入、中低层水汽充足、层结稳定；有雾时气温水温差在0．5—2．2℃范围内，地面风向以S-ESE为主。分析结果表明，在春季黄海雾形成过程中，高空环流提供了暖湿空气的输送条件，低层流场及地面风场的分布有利于来自西太平洋低纬地区的水汽向黄海海区输送；中低层水汽充沛，昙结稳定，水气温差在一定范围内有利于海雾的形成和维持。     

黄海沿海夏季海雾形成的气候特征

采用合成与个例分析相结合的方法,对黄海夏季(7月)海雾形成的大气环流条件、水汽输送条件以及海面条件(SST)进行了分析,并讨论了海面的有效长波辐射,结果表明:夏季风的强弱决定了黄海夏季海雾的多寡,海雾形成的水汽不是由局地提供的,而是靠低空急流从热带大气输送过来.与大气环流条件相配合,海温场对海雾的形成是重要的.     

冬季黄海暖流西偏机理数值探讨

利用海洋数值模式(MITgcm)模拟了冬季黄海流场并对冬季黄海暖流西偏的机理进行了探讨。冬季黄海流场模拟试验表明,黄海暖流由济州岛以西约32.5°N,125°E附近进入黄海,然后沿着黄海深槽西侧70 m等深线附近向北偏西运动;海面高度调整对黄海暖流路径具有重要影响,沿着黄海暖流路径的海面高度梯度比周围海区大,由海面高度梯度产生的地转流引起的北向体积输运占总的北向体积输运的78%。狭长海湾地形控制试验表明,单纯的黄海地形分布不足以引起黄海暖流西偏。黄海典型断面试验与渤海、黄海、东海地形控制试验说明,黄海暖流进入黄海的地理位置对流场分布有重要影响,黄海暖流进入黄海的位置恰好位于深槽西侧地形坡度较大区域,在位涡守恒的约束下黄海暖流受地形捕获沿70 m等深线附近向北偏西运动;试验还表明,黄海暖流进入黄海的位置与东海北部环流和地形分布有关,在冬季风的作用下东海北部环流的一部分沿着地形陡坡进入黄海形成黄海暖流。由此认为,黄海、东海环流在其特殊地形的约束下对冬季风的响应和调整,是引起黄海暖流西偏的主要原因。     

一次冬季平流辐射雾过程的观测分析及数值模拟研究

对2003年12月23-24日发生在黄海、渤海沿海的一次大雾过程进行了观测分析和数值模拟研究.这次大雾期间,从近海到内陆,大雾影响面积约10万km2,部分地区能见度不足200m,给海陆空交通造成严重影响.首先利用各种资料对这次大雾的生消演变过程进行了分析,认为这是一次典型的发生在海陆交界处的冬季平流辐射雾.然后利用RAMS(Regional Atmospheric Modeling System)模式模拟了本次大雾过程,计算得出了大气的水平能见度分布和云水混合比的垂直分布,结果表明,在雾区形状、雾生消时间以及雾的厚度上,模拟结果与观测资料比较一致.     

CO2 exchange at air-sea interface in the Huanghai Sea

INTRODUCTIONTheroleoftheoceaniscrucialintheoverallcycleofCOZ,withitsspecialpumpingmechanismssuchassolubilitypumpingattheair-seainterfacewithcarbonatechemistry,biologicalpumpinginsurfacewatersandalsointhewatercolumn,anddynamicpumpingassociatedwithoceancirculation(BroeckerandPeng,1982).Inordertounderstandthesevariouspumpingprocessesintheocean,muchresearchhasbeencarriedoutonaglobalscaleasapartofeffortstounderstandtheglobalgeochemicalcycleofCOZ.TheHuanghaiSea,atypicalmid-latitudeepicontine…     

南黄海B10岩心的地球化学特征及其对古环境和古气候的反映

通过对南黄海中部B10岩心的碳酸钙、常量元素和微量元素分析发现,岩心的地球化学特征基本反映了该海区晚第四纪气候变化、海面波动以及沉积物供应的变化.在玉木亚间冰期(末次冰期亚间冰期)高海面时期,黄河可能直接注入南黄海,在南黄海中部发育水下三角洲沉积.晚玉木冰期(末次冰期盛冰期),南黄海出露成陆,局部发育陆相泥炭层.冰后期(全新世)海侵到达现今80 m等深线附近的时间大约在距今13 ka。在距今11.0～10.3 ka出现新仙女木事件.全新世中晚期海面进一步上升,沉积物粒度较细,化学风化作用加强.岩心50～0 cm段沉积物中的碳酸钙、氧化钙、锶、氧化镁含量及Sr/Ba比值低,而铜等微量元素含量增加,这可能与公元1855年黄河北迁后进入南黄海中部的黄河物质减少有关.     

中国东部海域大气气溶胶入海通量的研究

根据中国东部海域气溶胶浓度及分级采样资料,计算得出黄海、东海及日本以南海域沙尘气溶胶的代表元素铝(Al)每月干沉降通量分别为42.8、18.3、5.2mg/m2;其中各海域春季的干沉降通量均占全年干沉降通量的40%以上.相应每月总沉降通量分别为54.1、29.8、10.5mg/m2.渤海、黄海、东海及日本以南海域每年沙尘气溶胶总沉降通量分别为26.4、9.3、5.1、1.8g/m2.东海污染元素总沉降通量以春季最大,夏、秋季次之,冬季最小.日本以南海域锑(Sb)元素总沉降通量的季节分布为冬季最大,夏、秋季次之,秋季最小;硒(Se)元素总沉降通量的最大值出现在夏季,其他季节分布比较均匀.     

Response of the low-frequency fluctuations of sea level to atmospheric forcing along the coasts of the Huanghai Sea and the East China Sea

In this paper, the low-frequency fluctuations of sea level and their relationship to atmospheric forcing along the coasts of the Huanghai Sea and the East China Sea are studied. Spectrum analyses are made for the time series of daily mean sea level, atmospheric pressure and wind stress at seven coastal stations. It is found that at all the stations, the main part of the energy of the sea level fluctuations, within the (2-60)-day period, is concentrated on the (12-60)-day period band and that an obvious spectral peak appears at the 3-day period. Along the coast of the Huanghai Sea, variations in the sea level are greater in winter than in summer. In winter, along the coasts of the Huanghai Sea and the East China Sea there is a kind of sea level fluctuations propagating southwards. Among the many factors causing sea level variation, the most obvious one is atmospheric pressure, followed next by the alongshore wind stress.     

Satellite observations of the partial pressure of carbon dioxide in the surface water of the Huanghai Sea and the Bohai Sea

Based on 5 831 continuous in situ measurements of the partial pressure of carbon dioxide on the sea surface p(CO2),related parameters of the sea surface temperature(SST) and chlorophyll-a(Chl a) concentration in 2010 winter,spring and summer of the Huanghai Sea and the Bohai Sea,the inherent relations among them are investigated preliminarily.This study reveals that the seasonal variability of SST and Chl a concentration has a significant influence on p(CO2).The authors have proposed a new algorithm to estimate p(CO2) from SST and Chl a concentration measurements.Compared with the vessel data,the root mean square error(RMSE) of p(CO2) retrieved by using the new model is 13.45 μatm(1atm=101.325 kPa) and the relative error is less than 4%.Then,SST and Chl a concentration data observed by satellite are used to retrieve p(CO2) in the Huanghai Sea and the Bohai Sea;and a better accuracy can be obtained if the quality control for sea surface chlorophyll-a concentration observed by satellite is used.The RMSE of retrieved p(CO2) data with quality control and that without quality control are 15.82 μatm and 31.74 μatm,respectively.     

一次黄海海雾事件的观测与数值模拟研究--以2004年4月11日为例

利用各种观测资料和RAMS(Regional Atmospheric Modeling System)模式4．4版对2004年4月11日发生在黄海海域的一次海雾事件进行了研究。利用GOES(Geostationary Operational Environmental Satellite)-9和NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)-14可见光卫星云图对海雾的发生范围、演变过程等进行了描述，并对海雾发生前的大气背景场和气海温差场进行了分析；利用青岛和韩国济州岛2个站的探空资料对海雾发生时低层大气的稳定度进行了分析；利用RAMS模式对本次海雾事件进行了模拟，并计算了大气的水平能见度分布。计算结果与卫星云图所显示的雾区范围分布吻合很好。     

青岛地区海雾分布及大气边界层条件分析

青岛地区海雾多发,观测表明海雾对沿海地区影响范围不尽相同,特别是海雾影响内陆的机理尚缺乏研究。本文利用观测资料及数值模式统计了青岛地区4月-7月海雾分布特征,并对不同影响范围海雾典型个例进行对比分析,结果表明:海雾发生日数自沿海向内陆递减。胶州湾沿岸雾日数比黄海沿岸明显减少,胶州湾东北部的雾日数要少于胶州湾西北部。海雾多发生于高空形势稳定,低层偏南流场的天气条件下。大气边界层内逆温层的的范围大致影响着海雾的分布。只影响沿海的海雾,地面为偏南风,风速在3~8 m/s之间,内陆风力减弱不明显。500 m以下大气边界层内风速切变大。湍流作用使海雾向内陆推进过程中倾斜抬升为低云,地面雾区减弱。能够影响内陆地区的海雾,多出现在地面风力较弱的情况之下,大部分在1~3 m/s之间。500 m以下大气边界层内风速切变小,大气边界层内湍流强度不强,使沿海到内陆的逆温层能够始终维持,沿海海雾在弱南风影响下延伸影响内陆地区。     

黄海表面水温场的准周期变化分析

本文用能谱方法分析了黄海的海表面水温(SST)场的准周期变化。由分析结果清楚地看出,SST具有高频准周期变化:黄海北部以2.6—3.2,1.4—1.7,3.6—3.8和6.7个月的准周期为主;3.3—3.6,5,1.3—2.3及6.7个月在黄海南部占优势。同时,两个海域都有6.7和3.3年的明显的准周期变化。