天津冬季超長(zhǎng)霧大氣邊界層結(jié)構(gòu)及湍流特征研究.pdf

1、本文主要利用天津大氣邊界層觀測(cè)塔的梯度觀測(cè)資料，分析研究了2002年12月和2006年2月天津地區(qū)的兩次超長(zhǎng)時(shí)間霧天氣過(guò)程，分析了大霧形成過(guò)程的天氣背景，探討了微氣象學(xué)氣象要素分布和演變特點(diǎn)，對(duì)比研究了兩次霧過(guò)程大氣邊界層規(guī)律和特點(diǎn)，分析了2006年2月霧過(guò)程大氣湍流特征和湍流輸送規(guī)律。得到以下主要結(jié)論： 1、形成天津地區(qū)冬季超長(zhǎng)大霧的天氣學(xué)背景為：本地低層大氣穩(wěn)定的逆溫層結(jié)是大霧天氣形成的必要條件，西太平洋副高的異常加強(qiáng)配合有

2、中緯度西風(fēng)帶低槽的存在，有利于熱帶洋面的水汽輸送到天津上空，在天津地區(qū)遇冷凝結(jié)形成超長(zhǎng)大霧天氣過(guò)程。 2、2002年12月的鋒面平流霧過(guò)程，大氣邊界層結(jié)構(gòu)滿足已知霧天大氣邊界層的一般規(guī)律，但呈現(xiàn)其特點(diǎn)。如：與輻射霧不同，不存在霧前貼地逆溫現(xiàn)象；與山風(fēng)霧過(guò)程不同，本次霧生成前具有明顯的低層逆溫；與鋒面霧不同，不存在霧后逆溫層結(jié)現(xiàn)象。 3、2006年2月的大霧過(guò)程可歸類為平流霧，霧過(guò)程塔層溫度廓線具有獨(dú)特特征。霧形成前到霧形

3、成后的一段時(shí)間內(nèi)，250米高度范圍內(nèi)的大氣呈等溫結(jié)構(gòu)；霧發(fā)展過(guò)程中，呈現(xiàn)出近地層和上層雙層強(qiáng)逆溫結(jié)構(gòu)；霧消散后，近地層逆溫消散，塔層上部仍維持逆溫層結(jié)，霧體從上層向下層逐步消散。 4、平流霧過(guò)程中，塔層范圍內(nèi)的層結(jié)條件調(diào)整和湍流的振蕩變化均比其他天氣條件下頻繁。其中，霧發(fā)展階段，湍流發(fā)展和湍流輸送振蕩幅度最強(qiáng)，振蕩頻率最快。 5、平流霧過(guò)程中，速度能譜密度分布和湍流能量的輸送結(jié)果顯示：霧前微風(fēng)時(shí)段，能量密度峰值最強(qiáng)，低頻

4、能量較?。患绷髑秩霑r(shí)段和霧后時(shí)段，低頻能量最大；霧形成階段，慣性副區(qū)明顯向低頻方向移動(dòng)，且低頻能量增加；霧發(fā)展階段，低頻能量最小。溫度譜密度曲線特征為：霧生成時(shí)，溫度譜密度峰值最高；霧發(fā)展時(shí)，峰值頻率最低；霧消散后，溫度譜密度曲線明顯向低頻方向移動(dòng)。 6、霧天大氣邊界層中的平均動(dòng)能較低，湍流擾動(dòng)活躍，各湍流宏觀統(tǒng)計(jì)特征量的振蕩變化強(qiáng)于冷鋒過(guò)境等天氣條件下的變化，最強(qiáng)擾動(dòng)出現(xiàn)在霧發(fā)展階段。霧前有平均動(dòng)能和湍流動(dòng)能的異常躍升，并且出