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1.
This study uses numerical simulations to examine a case of sea fog that was observed from 20 to 22 March2011 on the southern China coast. The observation dataset includes observatory data, cloud-top temperature from MODIS, GPS sonde, and data from the Integrated Observation Platform for Marine Meteorology(IOPMM). The simulations are based on the Weather Research and Forecasting(WRF) model with four distinct parameter settings.Both the observations and simulations focus on the characteristics of the fog extent, boundary layer structure, and meteorological elements near the air-sea interface. Our main results are as follows:(1) The extent of mesoscale sea fog can be well simulated when the sea surface temperature has at least 0.5 ×0.5 horizontal resolution.(2) To accurately model the vertical structure of the sea fog, particularly the surface-based inversion, vertical levels must be added in the boundary layer.(3) When these model conditions are met, the simulations faithfully reproduce the measured downward shortwave radiation, downward longwave radiation, and surface sensible heat flux during the sea fog period. 相似文献
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A series of numerical simulations is conducted to understand the formation, evolution, and dissipation of an advection fog event over Shanghai Pudong International Airport (ZSPD) with the Weather Research and Forecasting (WRF) model. Using the current operational settings at the Meteorological Center of East China Air Traffic Management Bureau, the WRF model successfully predicts the fog event at ZSPD. Additional numerical experiments are performed to examine the physical processes associated with the fog event. The results indicate that prediction of this particular fog event is sensitive to microphysical schemes for the time of fog dissipation but not for the time of fog onset. The simulated timing of the arrival and dissipation of the fog, as well as the cloud distribution, is substantially sensitive to the planetary boundary layer and radiation (both longwave and shortwave) processes. Moreover, varying forecast lead times also produces different simulation results for the fog event regarding its onset and duration, suggesting a trade-off between more accurate initial conditions and a proper forecast lead time that allows model physical processes to spin up adequately during the fog simulation. The overall outcomes from this study imply that the complexity of physical processes and their interactions within the WRF model during fog evolution and dissipation is a key area of future research. 相似文献
3.
沪宁高速公路一次复杂性大雾过程的数值模拟试验 总被引：4，自引：0，他引：4
为探明高速公路大雾天气的成因和演变规律,揭示雾影响交通能见度的机理,本文根据布设于我国沪宁高速公路沿线的环境气象自动监测系统(AWMS)实测资料和覆盖公路周边地区的常规气象台站观测资料,筛选出2009年11月7日发生在沪宁高速公路上的一次典型复杂性大雾天气过程.在分析天气实况的基础上,应用高时空分辨率的非静力中尺度数值预报模式WRF3.1,结合NCEP 0.5°×0.5°气象再分析资料,对该过程进行了数值模拟;利用实测资料对模拟结果进行了验证,并剖析了此次复杂性大雾过程形成的动力、水汽和热力条件.研究表明:(1)本次大雾前后的天气形势相对稳定,江苏地区主要受入海反气旋西南侧东南气流影响,整个大雾过程中地面风力始终微弱,为大雾形成提供了有利的动力条件;(2)模式模拟的由大气液态含水量条件判别的成雾区分布与实测雾区范围基本吻合;(3)模式模拟的能见度与AWMS实测能见度十分接近;(4)本次大雾过程最初是团雾雏形,在夜间辐射冷却作用下,转为辐射雾,之后,来自东南海上的暖湿空气平流进入江苏陆地后,所产生的平流雾雾体与原有辐射雾雾体结合发展为范围更大的辐射平流混合雾;(5)日出后短波辐射增温是此次复杂性大雾雾体得以快速消散的主要原因. 相似文献
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2014年初冬湖北省一次大雾成因分析和数值模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
利用湖北省高速公路交通气象站观测数据及NCEP的1°×1°格点再分析资料,分析了2014年1月29—30日发生在湖北省内的大雾天气过程的气象要素变化特征及大雾形成机理,并利用优化参数化方案的数值模式对本次大雾过程进行了模拟。结果表明,大雾过程能见度基本与相对湿度变化趋势相反,气温与能见度变化趋势基本一致,风速都较之前有所下降。本次大雾是暖平流影响后,经夜间辐射冷却降温后形成,属平流辐射雾。利用WRF模式对本次大雾过程的模拟结果表明,除对海拔较高、受局地地形影响较大区域的模拟效果不理想外,模拟的大雾范围、强度、生消时间等与实况基本相符,可为以后大雾预报提供一定的参考。 相似文献
5.
FAN Qi WANG Anyu FAN Shaoii WU Dui DENG Xuejiao LIU Yingwei 《Acta Meteorologica Sinica》2003,17(3):337-349
Now more comprehensive cloud microphysical processes have been included in advanced three-dimensional mesoscale meteorological model such as PSU/NCAR MM5 model,so the model can be used in the prediction of fog.In this paper,MM5 was utilized to simulate an advection fog occurring in Nanling Mountain area.The simulated results were compared with the facts obtained by detailed observation experiment.The results showed that the simulation was successful in the following aspects:(1)the formation and development of the fog;(2)the temporal variation of the maximum liquid water content;(3)the diffusion of the cold air,especially the temporal variation of the ground temperature;and (4)the uplift of the air and the formation and development of the low-lever inversion.Besides,we did some sensitivity numerical experiments and discussed the effects of the radiation,the release of condensation latent heat and the change of soil moisture and temperature on the formation and development of fog.The success of numerical simulation experiment of fog has proved that the numerical forecasting of fog is promising. 相似文献
6.
On the influence of the physico-chemical properties of aerosols on the life cycle of radiation fogs 总被引：3，自引：0，他引：3
Andreas Bott 《Boundary-Layer Meteorology》1991,56(1-2):1-31
A one-dimensional model of radiation fog with detailed microphysics is presented. Aerosols and cloud droplets are treated in a joint two-dimensional size distribution. Radiative fluxes are calculated as functions of the radiative properties of the time-dependent particle spectra. The droplet growth equation is solved by considering radiative effects. Turbulence is treated by means of a higher order closure model. The interaction between the atmosphere and the earth's surface is explicitly simulated.Three numerical sensitivity studies are performed to investigate the impact of the different physico-chemical properties of urban, rural and maritime aerosols on fog formation. Numerical results elucidate that depending on the aerosol type used, the resulting fog events are completely different. This is particularly true for the times of fog formation and dissipation as well as for the liquid water content and supersaturations within the fogs. In the activated part of the particle spectra, the aerosol mass is very inhomogeneously distributed. The maxima of the curves do not coincide with the maxima of the corresponding liquid water distributions. 相似文献
7.
Despite the long interest in understanding fog processes and improving fog parametrization, numerical modelling of fog remains
an important challenge in short-term forecasts, due to the diversity and scales of the mechanisms involved with fog parametrization.
In this study, we focus on the key processes that govern performance in fog modelling in very stable conditions. Large-eddy
simulations at very high resolution are tested against the observations from Cardington, UK, presented in Part I of this study.
The radiation fog forms in statically stable conditions. Five hours after its formation, the fog deepens rapidly and a significant
cooling associated with the formation of positive curvature can be seen in the vertical profiles of potential temperature
around 50 m. After roughly 8 h of development, a mixed layer has formed at the base of the fog, driven by surface instability.
We show that the model captures well the change in static stability, but fails at capturing correctly the mechanisms associated
with the deepening of the fog layer. Different possible mechanisms are discussed and tested with the model, such as additional
drainage flow and cold air advection, which might result from local heterogeneity. The sensitivity of these results to different
microphysical parametrizations is also briefly addressed. 相似文献
8.
Turbulence, Radiation and fog in Dutch Stable Boundary Layers 总被引：5，自引：1，他引：4
Peter G. Duynkerke 《Boundary-Layer Meteorology》1999,90(3):447-477
The effect of longwave radiation on the structure the clear stable boundary layer (SBL) is examined. Special emphasis is given to radiative cooling near the surface and the top of the boundary layer and its impact on the heat flux profile. Further, the formation, growth and dissipation of fog in the SBL are studied both from observations and from a one-dimensional ensemble averaged turbulence closure model. The model is compared with detailed observations that were made for both a shallow (about 30 m) radiation fog and a deep (about 200 m) fog layer at the 200-m tower at Cabauw in the Netherlands. The model describes adequately the most important mechanisms occurring during the fog evolution. In this study special attention is given to the parameterization of the vegetation, which is important for a good representation of the (minimum) air temperature. The influence of turbulence transport, longwave radiative cooling and gravitational droplet settling on the fog evolution is described. The study demonstrates the need for more accurate measurements of turbulence quantities, especially the master length scale, in a variety of SBLs. 相似文献
9.
为了比较不同长、短波辐射参数化方案对江苏省大雾过程的模拟效果,本文利用WRF模式,通过设计不同长、短波辐射参数化方案,对江苏省2015年5月18—21日和12月20—21日2次典型大雾过程进行了数值模拟,讨论了模式中不同长、短波辐射参数化方案对江苏省大雾过程的模拟影响。采用平均绝对误差(MAR)、均方根误差(RMSE)、皮尔逊相关系数(r)及中国气象局颁布的雾区预报规定,评价得到不同条件的最优模拟方案。结果表明:(1)热力条件与水汽条件,模拟最优方案为长波GFDL方案与短波RRTMG方案组合。(2)动力条件,最优辐射参数化方案组合为CAM方案与FLG方案组合。(3)雾区的模拟,效果最好的方案为长波GFDL方案与短波RRTMG方案的组合。 相似文献
10.
北京地区一次辐射雾的数值模拟 总被引：6，自引：2，他引：4
利用非静力中尺度模式MM5V3对2006年11月20日北京地区的一次大雾天气过程进行了数值研究。模拟结果与极轨卫星监测图像以及十二通道微波辐射计观测资料的对比表明,模式对此次雾的模拟是比较成功的,尤其是在雾区的分布位置、雾的高度以及雾的维持时间等方面。针对不同的云物理方案、长波辐射项、短波辐射项以及模式的垂直分辨率进行了4组敏感性实验。结果表明,地面的长波辐射冷却促使辐射雾的形成,而短波辐射的加热是辐射雾消散的主要原因。另外,增加模式的垂直分辨率以及选取更加详细的云微物理方案可以使模式模拟的辐射雾的结果有明显的改善。 相似文献
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12.
海雾是一种常见的灾害性天气现象。以我国台湾海峡为示范研究区, 利用新一代卫星传感器MODIS的可见光和红外探测通道数据, 在分析海洋、中高云、低云和海雾等不同下垫面的MODIS光谱辐射特征基础上, 选择对海雾具有敏感反应的探测通道, 通过综合判识建立台湾海峡海雾遥感监测模型。利用该模型对2004-2007年我国台湾海峡海雾事件进行监测, 并用福建沿海5个地面气象观测站的能见度数据对监测结果进行验证分析。结果表明:基于MODIS数据的海雾遥感监测模型能够较准确地对台湾海峡海雾分布和发展过程进行监测, 从地面观测数据与卫星监测结果对比验证来看, 海雾监测的准确率可达80 %以上, 具有较高的业务化应用前景。 相似文献
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人为大气污染物对一次冬季浓雾形成发展的影响研究 总被引：8，自引：2，他引：6
基于WRF/Chem模式和雾的观测资料,开展了包含和不包含人为污染排放源两种大气背景条件下的数值模拟对比试验,在此基础上探讨了人为污染物对2009年12月1日发生在我国华北和华东地区的一次浓雾天气过程的影响机理.结果表明,在考虑污染排放源时,模式模拟的雾的空间分布和强度变化与卫星、能见度仪和微波辐射计的观测更为接近.污... 相似文献
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云辐射效应在华北持续性大雾维持和发展中的作用 总被引：2，自引：0，他引：2
观测研究发现华北地区的持续性大雾天气通常伴随高层云的存在,具有云-雾共存结构特征,为揭示云在持续性大雾维持和发展中的作用,利用中尺度数值模式WRF,结合华北雾霾观测试验期间的卫星、探空、地面观测、系留气艇、微波辐射计等观测资料,研究了2011年12月3—6日和2013年1月28—31日两次华北持续性大雾天气形成和发展演变过程。在模拟与观测对比检验研究的基础上,重点开展了云辐射效应在大雾维持和发展中作用的探讨。研究结果表明:两次大雾过程持续时间超过48 h,近地面具有偏南暖湿平流,在持续性大雾发展过程中,均出现了由单层雾发展为云-雾共存结构,一般是雾形成24 h以后有中高云移到雾层之上,云底高度在3 km以上,云厚超过3.5 km,云中以冰晶和雪晶为主。白天云-雾共存结构出现后,云-雾的反照率效应使地表接收的短波辐射减少71%—84%,地面增温效应显著减小,从而阻碍了大雾的消散过程,使大雾天气得以维持,同时由于云-雾产生的温室效应,湍流过程加强,使地面雾向上扩展,雾在稳定层内维持;夜晚云-雾共存时,由于云-雾温室效应使地表净长波辐射增大超过70 W/m2,导致地面长波辐射冷却过程减弱,并不利于雾的加强,但云对雾的增温效应有利于混合层内的湍流扩散过程,促使雾在更高的空间内得以维持。可见,在云-雾共存结构中,云辐射效应有利于低层大雾的长时间维持,对持续性大雾的形成和发展产生了重要作用。 相似文献
15.
利用地面观测资料、秒级探空资料结合WRF中尺度数值模式,对2016年6月25—26日江苏南部地区一次影响范围广、持续时间长的罕见辐射雾过程进行了数值模拟分析。结果表明:(1)雾区范围和气象要素数值模拟结果与实况基本一致;(2)低层超薄超强逆温为此次夏季雾的形成、发展和维持提供了稳定条件;(3)成雾前江苏南部地区白天出现的降水是夜间浓雾形成的重要水汽来源;(4)夜间地表辐射冷却作用是浓雾形成的重要因素;地面风速稳定低于2 m·s^-1,有利于浓雾的维持;日出后随着短波辐射增强风速增大、稳定层结破坏促使浓雾减弱消散。 相似文献
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1996年岁末沪宁线持续五天大雾的原因探讨 总被引：26，自引：5，他引：21
1996年12月27-31日江苏境内发生了持续五天的大雾。本文普查了天气图,分析了产生雾的天气形势特征,并进行了一些物理量的计算,制作了时空分布和垂直剖面图,重点分析了它的形成和长时间维持的原因,对冬季辐射雾的预报有一定参考价值。 相似文献
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气溶胶辐射效应在华东地区一次雾霾过程中的作用 总被引：3，自引：1，他引：2
利用WRF/Chem(Weather Research and Forecasting Model coupled with Chemistry)模拟了2013年12月华东地区一次雾、霾事件气溶胶辐射反馈效应对气象场和大气质量的影响。通过3个不同气溶胶浓度设置的试验区分气溶胶浓度不同辐射效应的影响。比较不同试验得出,本次雾、霾过程中,不论是气溶胶直接、半直接辐射效应还是间接效应均使污染地区短波辐射减少、2 m气温下降、大气边界层高度降低,不利于水汽与污染物的扩散,空气污染进一步加重,雾结构进一步稳定,并使雾的持续时间延长,发展高度更高;对于化学场来说,气溶胶直接、半直接辐射效应使污染地区PM_(2.5)浓度增大、消光系数增大、氮氧化物浓度增大,臭氧浓度降低;间接辐射效应使PM_(2.5)浓度和消光系数进一步增大,氮氧化物、臭氧浓度降低。综上所述,气溶胶辐射效应能使大气污染加重,并利于雾的发生、发展。 相似文献
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海雾的准周期振荡特征 总被引：1，自引：0，他引：1
根据南海北部海雾外场观测获取的高分辨率液态含水量、长波辐射通量数据,采用小波分析方法分析了2008年3月16—17日和18—19日两次海雾中的液态水含量、净长波辐射通量的变化特征,讨论南海北部海雾发展和维持的冷却机制。结果显示:(1)无论在有云或无云条件下,海雾都可发展和维持;但前者的液态含水量明显小于后者,而风速大于后者;(2)在地面海雾的生成之前和生成初期,净辐射通量都存在准周期振荡现象,无论无云/有云,地面海雾液态水的大幅度发展的阶段都存在含水量的准周期振荡现象;(3)含水量的准周期振荡现象与振荡发生时段的长波辐射通量关系不大,而主要通过湍流对液态水的混合作用与高空海雾液态水大量生成阶段的雾顶长波辐射间接相关。(4)海雾的生成都与雾顶长波辐射冷却密切相关,但发展和维持可通过不同的冷却机制,既可通过海气间湍流热量输送和辐射传输,也可通过雾顶长波辐射冷却。 相似文献
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基于MODIS多通道资料的白天雾监测 总被引：3，自引：1，他引：3
根据云雾微物理性质的差别,用SBDART辐射传输模式模拟了MODIS通道1、6、20、31的云雾光谱辐射特性。模拟结果表明,这4个通道的辐射值中都包含有云雾的信息,能体现出云雾的微物理性质差异,可以用来区分中高云、雾和无云地表,从而实现白天雾的监测。在模拟分析的基础上提出一种白天雾监测的方案,并进行了实例分析。实例分析结果表明,这种多通道雾监测方法提高了白天卫星识别低云和大雾的能力。 相似文献