低能見度天氣的預報方法

低能見度天氣的預報方法摘要：本文通過對我國華北地區(qū)影響飛行的低能見天氣主要形成過程進行分析，并對航空氣象預報員在實際工作中對低能見天氣的預報思路進行總結歸納，并對未來低能見天氣預報方法進行了展望。關鍵詞：霧、霾、能見度、輻射霧、平流霧、逆溫。低能見度是我國北方常見的天氣現(xiàn)象，由于工業(yè)化進程加快和環(huán)境污染，低能

見度現(xiàn)象在近些年出現(xiàn)的頻率呈逐漸增加態(tài)勢，對航空生產運行造成了較大影響。霧、霾定義與區(qū)別1.1霧霾定義我國低能見度天氣主要有霧、霾兩類，其中霧是一種天氣現(xiàn)象，其定義為：大量微小水滴懸浮空中，使水平能見度降低的天氣現(xiàn)象。根據能見度分為霧和輕霧，能見度小于1.0km為霧。I.OTO.Okm為輕霧。與霾相比霧的特點為：相對濕度高，＞90%:霧滴大：5-100ym；乳白色；厚度薄，主要在近地層；不均勻，起伏。霾是大量極細微的干塵粒均勻地懸浮在空中，使水平能見度小于10.0km的空氣普遍混濁現(xiàn)象。相對濕度低；霾粒較小：1nm-10ym；藍灰、橙灰、黃色等；厚度厚，與混合層相當；較均勻，無明顯邊界。1.2霧和霾區(qū)別成分不同、顏色不同、氣味不同；相對濕度不同、霧滴及霾粒直徑不同、邊界層分布不同（霧主要在近地層、分布不均、常有明顯邊界；霾厚度厚，與混合層相當，較均勻無明顯邊界）。實際預報過程中分辨霧霾是看大霧形成時相對濕度是否飽和？霧的分類及預報工具霧分類霧主要分為：輻射霧、平流霧。輻射霧：輻射霧,主要是因為夜間地面輻射冷卻,使空氣中的水汽達到飽和所致,因此霧多發(fā)生在夜最長、氣溫最低的冬季或比較寒冷的冬半年。平流霧：當暖濕空氣流到冷海（地）面上時,就會降溫而凝結成霧,這種霧稱為平流霧。預報輻射霧主要考慮因素：溫度、輻射條件（云量）、近地氣層相對濕度和地表濕度、穩(wěn)定度、逆溫等的影響。平流霧常發(fā)生在高壓后部和底部（東部沿海）。霧預報主要工具利用各種觀測資料、遙感工具（探空、地面、衛(wèi)星、風廓儀、雷達等）、模式分析資料診斷霧/層云形成的潛勢利用各種預報工具（模式預報產品等）估計霧/層云潛在出現(xiàn)時間、強度、維持時間。霧生成預報輻射霧生成預報輻射霧所考慮條件：水汽來源（平流或蒸發(fā)），溫度露點差小且露點在0-3C；夜間輻射冷卻的作用（長波輻射，逆溫，云）；層結條件等溫逆溫抑制對流湍流，利于水汽聚集；風速的影響及湍流的作用。冬季輻射霧生成的預報可總結為：晴朗的夜空、濕度大、微風、有逆溫。平流霧生成平流霧是潮濕空氣流經冷的下墊面受冷卻而形成。形成的前期有利條件：空氣塊流經水汽源區(qū)，通過水面的蒸發(fā)作用獲得更多的水汽，低層空氣濕度大；地表與流經其上的空氣之間存在明顯熱力差異；近地面層風速適中，通過湍流/對流混合作用增大飽和層的厚度；邊界層內存在逆溫層；地面及對流層低層的反氣旋性流場；大尺度弱下沉運動。熱傳導冷卻作用：貼地氣層與地表通過熱傳導和湍流交換降溫，有利于逆溫層和霧/低云。風速影響：風速適中（4?7米/秒），垂直湍流混合，飽和層增厚。我國海霧從春到夏自南向北推進，兩廣及海南沿海海霧主要出現(xiàn)在2-4月，東海海霧主要出現(xiàn)在3-7月、以長江口-舟山-臺灣海峽最多，黃海海霧主要在4-8月，渤海海霧在5-7月出現(xiàn)，多是暖濕空氣流至冷的海面上而形成。在陸地上，大型水體（湖）或河流面（如重慶）是非常有利的水汽來源。在這些區(qū)域的下風方，若其它條件合適的話，也會形成平流霧。結平流霧的預報考慮：風向風速適合、相對濕度大、下墊面溫度濕度性質差異大（水陸差異）、存在逆溫層。主要發(fā)生在沿海、沿湖地區(qū)。輻射霧和平流霧特征對比3.3.1特征對比生命周期：輻射霧一般不到一天，通常午前消散；平流霧可持續(xù)幾天。強度：輻射霧強度變化大，開闊區(qū)域或接近水面區(qū)域濃度更大；平流霧強度變化大，但較平流霧平緩。厚度：輻射霧隨輻射逆溫層厚度變化，一般在150m；平流霧隨邊界層厚度變化（幾百-2/3千米）。影響：輻射霧呈分散性，局地性強；平流霧影響范圍較廣。出現(xiàn)時間：輻射霧多出現(xiàn)在后半夜或凌晨；輻射霧任何時間都會出現(xiàn)。形成過程對比輻射霧在夜間下墊面（地表）及其近地面層的紅外輻射冷卻，原地生、消，通常地面風速在4m/s以下甚至靜風；平流霧出現(xiàn)時，暖濕空氣團流向較冷下墊面，因近地面層降溫而達到飽和，邊界層動力和絕熱過程，由天氣尺度系統(tǒng)的氣流造成，地面風速較大，平均為6m/s，加大垂直湍流混合，增加邊界層內逆溫層高度。近地面層主要影響因素輻射霧：逆溫層下濕度較高的近地面層，具有強輻射冷卻，地面靜風，邊界層之上、晴朗、下沉加速逆溫，風切變較??；平流霧一般持續(xù)2-3天的來自水汽源地的空氣，下墊面與流經其上空之間明顯的熱力差異，地面大尺度反氣旋環(huán)流和下沉運動，對流、湍流混合增大高濕層厚度，風切變中等稍大。霧消散預報輻射霧消散利于輻射霧形成因子的反條件即輻射霧消散因子。太陽輻射:地表溫度上升熱傳導及長波輻射加熱貼地層及空中大氣，霧滴蒸發(fā)，相對濕度減小，霧減弱消散。當?shù)孛鏆鉁馗哂诹璩繒r的最高露點溫度（及霧生成時刻的溫度）后，霧逐漸消散—輻射霧消散預報著眼點。隨高度增大的風：由于霧頂風強上層干空氣卷入霧層，干空氣導致輻射霧將逐漸停止發(fā)展、減弱、消散。此時的風速一般都超過10m/s。云層和干平流:夜間輻射霧形成前中低云出現(xiàn)影響輻射降溫，不利于霧形成；白天，霧形成后，中低云影響地面升溫，利于逆溫層維持，不利于霧消散。干平流直接侵入霧層，將使輻射霧將逐漸停止發(fā)展、減弱、消散。平流霧消散平流霧消散的預報主要考慮平流性質的改變或系統(tǒng)性抬升。濕平流性質改變，濕度減小，或與下墊面溫差減小；輻射增溫，熱對流垂直混合，逆溫層頂風速增大，破壞逆溫層；大尺度下沉減弱，上升加強，霧抬升為低云。霧/低云預報工具和資料5.1．探空資料探空資料信息包括：1穩(wěn)定層/不穩(wěn)定層位臵（高度）和強度；2溫度、露點的層結；3逆溫層的位臵（高度）和強度；4潮濕層、干燥層的位臵；5風的垂直變化；6上升/下沉運動潛勢；7云層形成的高度位臵；8云的類型（層云/或對流性的云）。探空資料局限性：時間、空間、垂直分辨率低。5.2．地面資料地面觀測風向風速、溫度、露點、溫度露點差、云量與云類型、過去與現(xiàn)在天氣、能見度等。衛(wèi)星云圖資料應用紅外云圖用于監(jiān)測霧的形成、發(fā)展、消散。霧區(qū)邊緣光滑、整齊（地形）而云區(qū)邊緣較為斑駁。水汽云圖主要探測對流層中高層的水汽，很難探測霧和低云。但它可反映出有利于輻射霧形成的高空干區(qū)和下沉區(qū)即顏色暗區(qū)。數(shù)值預報產品應用數(shù)值預報產品不能準確地診斷霧，主要原因有以下幾點：1.不能準確地描述大氣中、特別是邊界層的較低部位的水汽；2.不完整