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一次长白山夏季雾的宏微观特征

王羽飞 齐彦斌 李倩 李健

王羽飞, 齐彦斌, 李倩, 等. 一次长白山夏季雾的宏微观特征. 应用气象学报, 2022, 33(4): 442-453. DOI:  10.11898/1001-7313.20220405..
引用本文: 王羽飞, 齐彦斌, 李倩, 等. 一次长白山夏季雾的宏微观特征. 应用气象学报, 2022, 33(4): 442-453. DOI:  10.11898/1001-7313.20220405.
Wang Yufei, Qi Yanbin, Li Qian, et al. Macro and micro characteristics of a fog process in Changbai Mountain in summer. J Appl Meteor Sci, 2022, 33(4): 442-453. DOI:  10.11898/1001-7313.20220405.
Citation: Wang Yufei, Qi Yanbin, Li Qian, et al. Macro and micro characteristics of a fog process in Changbai Mountain in summer. J Appl Meteor Sci, 2022, 33(4): 442-453. DOI:  10.11898/1001-7313.20220405.

一次长白山夏季雾的宏微观特征

DOI: 10.11898/1001-7313.20220405
资助项目: 

国家自然科学基金项目 41775140

吉林省气象局技术发展专项 202110

详细信息
    通信作者:

    齐彦斌, 邮箱:qiyanbin88@qq.com

Macro and Micro Characteristics of a Fog Process in Changbai Mountain in Summer

  • 摘要: 2021年夏季首次利用激光雾滴谱仪开展长白山主峰雾的观测研究。结合地面自动气象站、探空、葵花8号高分辨率卫星资料和ERA5再分析资料, 对2021年7月31日—8月1日长白山主峰出现的持续时间达19 h、最低能见度小于100 m的雾过程的宏微观特征分析表明:此次雾过程具有持续时间长、环境风速大、能见度低、有短暂消散, 且数浓度低、有效直径和液态水含量小等特征。雾滴有效直径平均值为5.7 μm, 数浓度平均值为246.4 cm-3, 液态水含量平均值为0.05 g·cm-3, 其微物理特征与海雾特征接近。雾过程开始为爬坡雾, 这是长白山主峰夏季典型的地形云雾, 随后由高空云层平流至长白山主峰而接地产生。在强浓雾的形成、发展和减弱阶段, 雾滴数浓度、液态水含量和有效直径的变化具有较好对应关系;在成熟阶段, 雾滴数浓度、液态水含量和有效直径变化的对应关系不明显。
  • 图  1  2021年7月31日—8月1日700 hPa温度场(红色实线,单位:℃)、风场(矢量)及12 m·s-1以上全风速(填色)

    Fig. 1  Temperature(the red solid line, unit:℃), wind(the vector) and full wind speed above 12 m·s-1(the shaded) at 700 hPa from 31 Jul to 1 Aug in 2021

    图  2  2021年7月31日—8月1日长白山天池站温度和相对湿度的垂直分布

    Fig. 2  Vertical distribution of temperature and relative humidity at Tianchi Weather Station of Changbai Mountain from 31 Jul to 1 Aug in 2021

    图  3  2021年7月31日—8月1日临江站温度和相对湿度的垂直分布

    Fig. 3  Vertical distribution of temperature and relative humidity at Linjiang Station from 31 Jul to 1 Aug in 2021

    图  4  2021年7月31日13:00和17:00葵花8号卫星高分辨率自然彩色合成云图(△代表雾滴谱仪位置)

    Fig. 4  High-resolution natural color composite cloud images of the Himawari-8 Satellite at 1300 BT and 1700 BT on 31 Jul 2021(△ denotes the location of fog droplet spectrometer)

    图  5  2021年7月31日—8月1日物理量演变

    Fig. 5  Evolution of physical quantities from 31 Jul to 1 Aug in 2021

    图  6  2021年7月31日—8月1日雾滴谱分布

    Fig. 6  Droplet spectral distribution from 31 Jul to 1 Aug in 2021

    图  7  2021年7月31日12:09—16:59雾滴谱分布

    Fig. 7  Droplet spectrum distribution from 1209 BT to 1659 BT on 31 Jul 2021

    表  1  雾过程的物理量统计值

    Table  1  Statistics of physical quantities in fog process

    时段 统计量 气温/℃ 数浓度/cm-3 液态水含量/(g·cm-3) 有效直径/μm
    最小值 10.1 0.14 5.94×10-7 2.0
    全过程 最大值 13.5 1261.7 0.65 34.0
    平均值 11.8 246.4 0.05 5.7
    最小值 11.0 0.1 5.94×10-7 2.0
    子过程1 最大值 13.5 1261.7 0.65 34.0
    平均值 12.5 477.1 0.10 7.1
    最小值 10.1 0.1 5.94×10-7 2.0
    子过程2 最大值 12.1 296.6 0.08 20.4
    平均值 11.2 35.3 0.20×10-2 4.5
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    表  2  长白山主峰雾与其他地区雾的微物理特征比较

    Table  2  Comparison of microphysical characteristics of fog on the main peak of Changbai Mountain and other areas

    地点 海拔/m 时间 数浓度平均值/cm-3 有效直径平均值/μm 峰值直径/μm 液态水含量平均值/(g·cm-3)
    长白山主峰 2623 2021-07-31—08-01 246.4 5.7 4.0 0.05
    南岭大瑶山[18] 815 1998-12—1991-01
    2001-02—03
    167.8 8.4 4.0 0.16
    衡山[17] 1266 1962-05 359.3 12.1 8.0 0.40
    庐山[13] 1500 1962-07—08 453.5 15.2 10.0 0.86
    泰山[17] 1100 1981-02—04 395.5 11.7 9.0 0.66
    济南[33] 2017-01-03—06 35.9 5.8 0.65×10-2
    安徽寿县[34] 2019-01-07—08;2019-01-11—13 195.6 5.9 0.09
    南京[35] 2006-12-24—27 488.7 5.8 0.35
    厦门翔安[36] 2019-04-07 100.0 0.17
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    表  3  2021年7月31日12:09—16:59强浓雾期间各物理量演变

    Table  3  Evolution of physical quantities during extremely dense fog from 1209 BT to 1659 BT on 31 Jul 2021

    物理量 形成阶段
    12:09—12:32
    发展阶段
    12:32—13:45
    成熟阶段
    13:45—16:00
    减弱阶段
    16:00—16:59
    气温/℃ 13.4
    (13.3~13.5)
    13.1
    (13.0~13.4)
    13.0
    (12.8~13.2)
    12.7
    (12.3~12.9)
    数浓度/cm-3 482.7
    (0.2~1125.2)
    712.6
    (253.6~1228.6)
    655.4
    (6.2~1261.7)
    405.6
    (0.173~1095.9)
    液态水含量/(g·cm-3) 0.09
    (5.97×10-6~0.46)
    0.20
    (0.03~0.65)
    0.14
    (2.00×10-4~0.53)
    0.10
    (2.45×10-6~0.44)
    有效直径/μm 7.5
    (3.6~22.5)
    9.2
    (6.3~12.4)
    8.0
    (4.4~10.5)
    7.6
    (3.0~34.0)
    注:括号内数据表示不同阶段各物理量变化范围。
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-03-11
  • 修回日期:  2022-05-24
  • 刊出日期:  2022-07-13

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