陕西冬季大雾的数值模拟研究

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本文采用常规气象观测资料、NECP再分析资料,利用美国新一代中尺度预报模式和同化系统WRF对2005年12月30~31日发生在陕西的一次大雾天气过程进行了天气学分析和数值模拟,利用高时空分辨率的模式输出结果,对本次过程的动力和热力特征进行深入分析,探讨了这次大雾天气的生消机制和维持原因。 天气学分析结果表明,高空弱的高压脊及地面鞍形场为大雾过程提供了良好的背景条件。大气层结稳定、微风、近地面层相对湿度较大是大雾形成的气象条件。 模拟试验结果表明:非静力平衡中尺度模式WRF能够较好地模拟出雾的水平分布特征、强度和生消过程,反映出实际雾的生消变化规律。适当提高模式水平分辨率可以较明显改善雾的水平范围和生消过程的模拟效果,与实际观测更为接近。这次大雾为平流辐射雾。长波辐射冷却是大雾形成和发展的主要原因。逆温层的发展、维持和近地面层较高的相对湿度对雾的产生和发展起着重要作用。这次大雾过程,近地面层空气中的水汽含量并不很大,能够成雾,主要是夜间温度降低使空气相对湿度增大造成的。雾主要出现在相对湿度≥95%的区域内。近地面层有弱的水汽辐合是大雾发展和维持的主要原因之一。大雾形成和发展阶段,900hPa以下的辐合上升运动和900hPa以上的辐散下沉运动有利于在上升和下沉运动区的界面层中形成逆温层,逆温层的形成有利于低层水汽的积累。随着高空转为辐合上升运动,900hPa以下为辐散下沉运动,以及日出后,太阳短波辐射增温等共同作用,使逆温减弱直至被破坏。中高云的存在影响了近地面层逆温的形成和加强,推迟了雾的形成和消散。暖平流的输入有利于逆温层的形成发展。
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