强浓雾形成的物理过程及传播机制研究

Fog burst reinforcement phenomenons were detected for many times in the last National Natural Science Foundation of China . The nature of fog burst reinforcement is that the fog droplets burst increase and augment (in about 30 minutes) leading to the fog droplet spectrum burst broadening, the increase of fog LWC and the visibility sudden dropped below 50 m. Traffic accidents are mostly occurred during the fogs changed into extremely dense fogs, and the extremely dense fogs have great harmnesses to human health. Therefore, the extremely dense fog is the core of the fog study. However, why the fog burst reinforcements have arisen? What factors caused it? And what are the physical mechanisms? How is the strong fog is spread?The above problems are needed to be solved in this project, attempt by point, line, surface field observation, by means of fog boundary layers, fog microphysical processes,variation of pollutions, synoptic meteorology, thermodynamics.This research not only have utility values, but also scientific values in the cloud physics .

先前的国家自然科学基金课题研究，多次发现雾快速增强为强浓雾的天气过程，在很短的时间内（一般小于30分钟）雾滴爆发性增多、增大，从而使雾体含水量明显增大、谱宽变宽、能见距离急剧下降到50m以下。交通事故多在由雾转为强浓雾时发生，而且强浓雾对人体的危害极大。因此，强浓雾的研究应是雾研究的核心问题。但雾为什么会快速增强？哪些因子作用引起雾快速增强？其物理机制是什么？强浓雾又是如何传播的呢？这就是本项目需要解决的问题。本项目拟通过点、线、面的综合观测实验，从雾边界层结构、雾微物理特征、污染物变化特征、天气学动力热力特征等分析研究，试图解决这个问题。本课题研究不仅具有实用意义，而且在云物理学中具有科学价值。

依托本自然基金项目，2015-2019年，连续5年冬季进行雾外场加密观测试验，重点试验分别在南京、常州金坛、淮安、连云港东海等地进行，利用低空飞艇、颗粒物监测仪、雾滴谱仪、雾水采样器等进行边界层和污染物综合观测；面上有全省基本气象观测站、加密自动观测站；还有20余条高速公路沿线以及长江航道江苏段平均间距10km的交通气象观测站配合，进行包括能见度在内的7个气象要素每分钟自动观测。获得了一批雾的宏微观结构资料，为项目研究奠定了基础。 . 运用外场加密观测资料和常规气象观测资料，研究了强浓雾形成、发展和传播的机制，分析了连续雾-霾天气过程特征及成因，取得了一批创新性研究成果。比较系统地分析了江苏和中国中东部地区强浓雾爆发性增强的宏微观物理特征、强浓雾与重污染并存的特征；剖析了降温、增湿、边界层逆温等关键因子对强浓雾增强之作用，创新地揭示了强浓雾爆发性增强的原因；研究了持续性浓雾和雾-霾天气长时间维持的边界层热力、动力、水汽条件和污染物本地变化及区域输送特征，揭示了辐射雾、平流雾、锋面冷却雾等不同类型浓雾相继出现的物理机制和连续性雾-霾天气成因；剖析了强逆温层的形成和传播、水汽输送、山脉阻挡、湖陆风(包括海陆风）等重要作用，首次揭示了中国中东部大范围强浓雾传播及扩展机制；分析了浓雾引起不同路段高速公路低能见度天气的环流特征和影响因子，凝练了沿海高速公路低能见度预警指标，建立了交通气象临近预报模型。依据上述研究成果构建了强浓雾落区预报模型，凝练了强浓雾预报预警指标，为交通安全气象保障服务、重大活动的气象预报服务提供了有力的科技支撑，取得了显著的社会经济效益。. 项目研究成果已在核心期刊发表高质量论文22篇，其中SCI 6篇，分别发表在Advances in Meteorology、Aerosol and Air Quality Research、 Atmospheric Pollution Research、气象学报、气象等权威性期刊，参加国内外学术会议交流会14次，主办学术报告会5次，获得软件著作权3项。参加本课题研究工作的3名研究生的学位论文已通过答辩，均已走上了工作岗位，相关研究人员有8人晋升高一级技术职务，其中，2人晋升正研级高工，4人晋升高级工程师，2人晋升工程师。