天津平流雾过程及其空中微物理特征个例研究

杨军,高雅,吴彬贵,董琪如,王兆宇,胡汉峰

摘要 2016/2017冬季在天津开展了平流雾微物理特征观测试验，结合距地66 m高度处雾滴谱和255 m气象塔大气边界层资料，借助突变和趋势一致性非参数检验方法对重度霾后接连发生的两次平流雾过程发展阶段进行客观划分，揭示雾体内部一定高度处雾滴微物理特征和尺度分布特征的观测事实，讨论其生消演变规律。结果表明，伴随西南暖湿平流，饱和层首先在空中出现并向地面扩展，雾过程中成熟阶段观测高度范围内升温，雾层处于中性或弱不稳定层结状态。66 m高度处大雾滴持续存在，微物理特征与地面能见度准同步变化，数浓度高值出现在成熟阶段初期，而含水量、特征直径高值出现在成熟阶段后期，对应成熟阶段后期雾滴数浓度减少、地面能见度小幅跃升。消散阶段各尺度数浓度因雾滴蒸发同步减小。

关键词 平流雾;微物理特征;尺度谱分布;霾

雾是具有垂直结构特征的大气水物质演变现象，雾滴尺度谱分布、含水量等相关微物理特性是雾的最基本物理属性，其垂直分布决定了整个雾层的生消演变规律，是雾数值模型开发、预报、遥感等应用研究的科学基础，也是当前面临的瓶颈（Gultepe et al.，2007）。

长期以来，雾滴微物理特征的直接观测主要在地面（即雾层的底部）进行（李子华等，2011;陆春松等，2011;赵丽娟和牛生杰，2012;吕晶晶等，2014;费冬冬等，2016;董莹等，2021），对雾层内部微物理特征的认识十分有限。到目前为止，限于观测条件，对空中雾体内部雾滴尺度谱分布及其微物理特征量的认识仅有以下零星结果。……