云贵高原静止锋雾的机理与生消研究

At present, the research of fog focus on the observation、climate rule、 radiation fog and advection fog in our country, but these researches rarely involved in the frontal fog. Suffering the influence of the Yunnan-Guizhou quasi stationary front activities in Guizhou,the weather has unique characteristics on the terrain and the influence of the local weather systems, the frontal fog is the important weather of the quasi stationary front activities. This project will study the frontal fog in depth. Using 85 observation station’s data for 30 years, the aviation weather report data of Guiyang airport, the spatial temporal features and change trends of the frontal fog on the Yunnan-Guizhou quasi stationary front for 30 years will be analyzed. Using dynamical diagnosis and numerical simulation, the formation mechanism, formation conditions, development process and the related meteorological factors of the frontal fog will be studied, knowing the characteristics of front when the fog appears, building the quantified weather conceptual model and meteorological indicators, evaluating the simulation ability of mesoscale model about frontal fog, searching for the improvement scheme of the ability of numerical prediction, improving its forecast accuracy ,to offer the scientific support for the regional atmospheric environment prediction, and to provide the more accurate forecast and warning service for the traffic weather forecast.

国内目前对雾的研究更多集中在辐射雾、平流雾、海雾等方面，对锋面雾较少涉及。贵州常年受云贵准静止锋的影响，具有地形和局地天气系统影响的特殊性，贵州锋面雾是在云贵静止锋活动下重要影响天气。本项目针对静止锋雾的机理和生消机制进行深入研究。综合运用贵州84个气象台站观测资料和贵阳机场多种航空观测资料，分析云贵静止锋天气下近30年锋面雾的时空分布特征，通过统计、诊断及数值模拟的方法，研究锋面雾的形成机理、生成条件、生消发展过程以及影响锋面雾生消的物理量和气象要素特征；认识锋面雾形成时云贵静止锋的锋区特征，建立静止锋雾定量化的天气概念模型和预报指标；评估中尺度数值模式对静止锋雾的模拟能力，寻找静止锋雾数值预报适合的参数化方案，提高静止锋雾的预报准确率，也为区域大气环境预报提供科学支撑，为交通天气预报提供更为准确的预报预警服务。

贵州地处云贵高原东部山区，受云贵静止锋影响，具有地形和局地天气系统影响的特殊性，为认识雾的重要分支锋面雾，本项目旨在开展云贵静止锋背景下的锋面雾研究。项目利用1984-2013年气象观测数据弄清近30年云贵静止锋天气下贵州静止锋雾的气候特征和时空分布特征，得到静止锋雾具有中西部多、东部少的特点，年际变化气候倾向率呈缓慢下降趋势；静止锋雾气象条件表明，大多数雾发生在-2～12℃，地面气温日较差0～8℃，24小时变压和变温在-2～2hPa和 -2～2℃，地面风速≤4m/s，以静风和偏东、偏北风为主，前12小时有降水发生，降雨量0.1～1mm所占比例超过50%。探究贵州静止锋雾地域分布特点的原因，表明静止锋雾与云贵准静止锋有密切关系。基于静止锋雾的典型天气个例，开展气象条件分析，建立2000-2013年静止锋雾个例集，提出静止锋雾预报着眼点和思路。讨论了不同季节锋面雾特征和云贵静止锋变化对其生消的影响，表明锋面雾是发生在静止锋后的一种低温天气，并伴随锋面弱降水，具有边界层弱浅薄锋面逆温结构，锋面雾强盛时，地面主导风在贵州中西部为东南风，地面出现辐合线，锋面雾出现在锋面附近及锋后地面辐合线之间的东南气流影响下的近饱和区。引入最新ESA土地覆被资料GLC2009和基于SRTM数据插值得到最新地形数据，改进WRF静态数据，开展锋面雾模拟的对比评估，表明更新静态数据后能够对准静止锋锋面雾模拟有积极的改善作用，设计5组边界层方案敏感性试验，结果发现，准确率和临界成功指数表现最优为QNSE方案。