南京冬季雾的边界层结构与生消机制

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1、南京冬季雾的边界层结构及生消机制1．1研究目的及意义第一章引言雾是贴地层空气中悬浮着大量水滴或冰晶微粒而使水平有效能见距离降到lkm以内的天气现象。纯净雾水有有利的一面，比如云南省南部的雾对生产高质量的茶叶及发展橡胶林十分有利。对一些干旱地区还可“雾中取水”。但是雾常给国民经济和社会生活带来重大损失，雾的危害主要体现两方面：(1)对能见度的影响：由于组成雾的水滴或冰晶(合称雾粒)对可见光的散射作用，减弱太阳辐射，降低能见度。在交通方面，大气能见度的降低使司机可视距离缩短，造成对车辆控制困难，以至发生交通事故；大雾对民航、高速公路、海洋航行都是危险天气。(2)产生酸雾：酸雾的形成与城市空

2、气污染程度有关。最重要的是受污染的雾对人体健康不利。例如1952年12月发生在英国伦敦著名的烟雾事件，当时伦敦上空连续四五天大雾迷漫，造成震惊世人的四千人死亡的严重事件。其次是对工农业的影响，例如酸雾对建筑物等设施会有严重的腐蚀，使农作物减产，钢水无法出炉等。另外雾会导致“污闪”的发生，从而引起掉闸断电，影响人们的生产生活。鉴于此，国内外对雾的宏微观特征进行了广泛深入的研究，但是目前仍然有大量科学问题亟待解决，雾的预警预报仍然是一个世界性的难题，原因主要是对雾的生消机制、宏微观结构还没有足够的认识。因此，对雾的研究具有重要的理论意义和现实意义。由于雾发生在边界层内，仅凭每天早晚8点的两

3、次探空观测，很难捕捉到雾生消过程中的边界层结构，也就不能深入的研究雾的生消机制。另外台站的地面观测也仅限于能见度、雾的级别、生消时间等，如果只利用这些资料，很难深入分析雾的成因，不利于雾预警预报能力的提高。本文将利用雾过程中的综合观测资料，尤其是雾过程中的系留飞艇资料，研究雾过程中的边界层特征及其生消机制。1．2国内外研究进展1．2．1雾的气候特征研究雾的气候特征有助于更好的理解雾的本质，进而更准确地预报雾的发生。机场和气候站的观测资料都是研究雾的气候特征的丰富的资料。全世界有非常多的长期气象地面观测站，但是国外对大雾的研究多偏重于对大雾的物理结构、数值模拟的研究n‘51。1南京信息工

4、程大学硕士学位论文我国自20世纪50年代以来，地面气象观测站对大雾现象有着长期系统的观测。其所形成的长序列资料对研究大雾及其气候变化有着独特优势。基于这些资料，已有一些成果哺{1。大雾的气候变化与诸多因素有关，还需要深入系统的研究。国内外研究雾的气候特征方法很多，最常用的方法是统计区域内的年平均雾日数旧’101：另外，雾事件也被作为一个重要的参数m·谨1。王丽萍等H朝分析了中国范围内604个台站1961年1)弓-2000年12月的地面观测雾日资料，结果表明：中国地区主要有6个雾区：长江中游区、海岸区、云贵高原区、陇东一陕西区、淮河流域、天山及其北疆区。刘小宁等n叫分析得出结论，大雾有很

5、强的局地性特征，我国大雾的气候分布呈现东南部多西北部少的特点；长江流域是大雾的高发区；在月大雾的日数分布、月最多大雾日数、大雾的季节分布中都显示了北南、西东的地区差异及局地明显的特征。东北区域的大雾的高峰期是在夏季，属于夏季雾：而长江流域和全国大部分地区的高峰期都在冬季，属于冬季雾。李子华等人对此也做了大量的研究¨引。另外，全国雾的区域气候特征研究开展如火如茶，主要分析该区域雾日数的时间变化以及雾的空间分布，取得了丰硕的成果u6。201。1．2．2雾的观测计划20世纪初，Taylor心¨首次用科学方法进行辐射雾研究。20世纪70年代初，Roach等∽’在贝福德郡卡丁顿、Pili6等噜朝

6、在纽约附近的埃尔迈拉山谷分别开展了雾的综合观测。70年代末，JiustoandLala瞳钔在纽约州阿尔巴尼进行了一次辐射雾观测研究。1989年Fuzzi口鄙在意大利波河河谷等地对雾进行了广泛的观测研究。国内最早对雾进行观测是在上海，当时的仪器比较简单，仅用三用滴谱仪观测雾的微结构。1959年一1971年，在江西庐山、四川成都、重庆、福建邵武等地进行过雾的观测：1968、1969年，中国南方各省做过一次雾的普查，对云南、贵州、四川、安徽、浙江、广东、福建等省雾的微结构做过初步观测口61。20世纪80年代以后，随着国民经济的发展，雾害越来越突出，雾的研究也愈受重视，相继开展了一些大的研究计

7、划。1985年12月15日至1986年1月14日期间在四川省成都双流机场进行了消雾试验乜7，283，同时观测了雾的宏微观结构。1985年4-5)q在舟山海域对春季海雾的形成和微物理结构进行了现场观测研究

8、2⋯，观测项目有边界层风廓线、温度廓线、海面温度、空气温度和湿度、雾水含量、雾滴谱。分析观测期间发生的五次雾过程，得到初步结论：海雾由西南或东南暖气流在冷海面上平流冷却形成，并指出不同天气背景下雾的微2南京冬季雾的边界层结构及生消机制物理结构明