天津冬季超長霧大氣邊界層結構及湍流特征研究.pdf

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

2、中緯度西風帶低槽的存在，有利于熱帶洋面的水汽輸送到天津上空，在天津地區(qū)遇冷凝結形成超長大霧天氣過程。 2、2002年12月的鋒面平流霧過程，大氣邊界層結構滿足已知霧天大氣邊界層的一般規(guī)律，但呈現(xiàn)其特點。如：與輻射霧不同，不存在霧前貼地逆溫現(xiàn)象；與山風霧過程不同，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現(xiàn)象。 3、2006年2月的大霧過程可歸類為平流霧，霧過程塔層溫度廓線具有獨特特征。霧形成前到霧形

3、成后的一段時間內，250米高度范圍內的大氣呈等溫結構；霧發(fā)展過程中，呈現(xiàn)出近地層和上層雙層強逆溫結構；霧消散后，近地層逆溫消散，塔層上部仍維持逆溫層結，霧體從上層向下層逐步消散。 4、平流霧過程中，塔層范圍內的層結條件調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，振蕩頻率最快。 5、平流霧過程中，速度能譜密度分布和湍流能量的輸送結果顯示：霧前微風時段，能量密度峰值最強，低頻

4、能量較??；急流侵入時段和霧后時段，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，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，溫度譜密度峰值最高；霧發(fā)展時，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。 6、霧天大氣邊界層中的平均動能較低，湍流擾動活躍，各湍流宏觀統(tǒng)計特征量的振蕩變化強于冷鋒過境等天氣條件下的變化，最強擾動出現(xiàn)在霧發(fā)展階段。霧前有平均動能和湍流動能的異常躍升，并且出