江苏省高影响性大雾天气特征及变化成因研究

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大雾(即水平能见距离降低到1km以下的雾现象)是与人类活动密切相关的高影响性极端天气事件。本文利用江苏省气象档案馆整理的具有代表性的59个台站1961~2006年的地面观测资料和相关的高空观测和大气物理观测资料,采用气候统计与天气动力学相结合的方法,针对表征大雾天气现象的大雾日数及大雾持续时间二个关键因子的时空分布特征及机理进行了较为细致的分析;并在此基础上对江苏大雾现象的高影响性、大雾的周末效应、人类活动对大雾的影响展开了深入研究;并在全球变暖背景下,从大雾年际变化的角度,分析了江苏地区的区域响应。  研究表明,年平均大雾日数地域分布有明显差异,以江苏中部沿海为最多,而中部沿海出现的大雾日数极大值区域显然与该区域贴地层逆温有关;同时通过引进Sanders的非锋性斜压带天气动力学模型和模型的本地化释用,发现非锋性斜压带能够很好地将贴地层逆温、风速的辐合和东南风环流背景下的海洋暖湿空气的汇聚有机结合起来,揭示了大雾频发区域的动力机理。  在江苏大雾日数的时间分布上,根据江苏大雾季节分布特点,提出了冬雾季(11月至次年1月)和春雾季(4~5月份)的概念,并在此基础上,研究了雾季有利于大雾形成的高空500hPa环流型和地面天气型,发现高空500hPa环流主要有低槽前型和沿海槽型两种形势,有利于暖湿空气的汇聚;地面天气型为弱高压(变性高压)型、鞍型场-弱高压型、鞍型场-高压后部型、鞍型场-倒槽型、锋前型五类。地面天气型的分析表明并凸显了鞍型场对地面温度和湿度梯度的辐合效应。  在大雾持续时间因子的研究方面,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,气溶胶浓度增大是雾持续时间延长的一个主要原因。此外,考虑大雾日数和大雾持续时间因子二个因子的综合作用,设计了大雾综合影响指数(I),从而表征了在全球变暖背景下,江苏区域的温度的升高,导致大雾天气的高影响性趋强。  在大雾的高影响性研究方面,从高影响性的角度,对大雾生消时间、大雾持续时间及大雾的周末效应及机理等方面进行了详细分析。大雾的高影响性首先体现在大雾对能见度的影响上,研究发现在江苏地区,能见度在200米以下的重浓雾和特重浓雾约占45%;同时,大雾的持续时间存在明显的周末效应,这和风速、相对湿度、气溶胶浓度存在着的显著的周末效应相一致,即在周末风速较小、湿度较大、气溶胶浓度较大,有利于大雾的维持。事实上,人类活动导致周末气溶胶浓度增大,从而使大雾在周末持续时间延长,影响人类生活,体现了人类活动和高影响性大雾天气的相互作用。
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