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1、第30卷第2期高原气象Vol.30No.22011年4月PLATEAUMETEOROLOGYApril,2011严明良,缪启龙,袁成松,等.沪宁高速公路一次大雾过程的数值模拟及诊断分析[J].高原气象,2011,30(2):428-436沪宁高速公路一次大雾过程的数值模拟及诊断分析1-21212严明良,缪启龙,袁成松,包云轩,万小雁(1.南京信息工程大学,江苏南京210044;2.江苏省气象科学研究所,江苏南京210008)摘要:利用新一代中尺度数值预报模式WRF和NCEP1b@1b再分析资料,对2007年10月26
2、日发生在沪宁高速公路区域的一次大雾天气过程进行了数值模拟,同时采用沪宁高速公路自动气象监测站的实时资料对模拟效果进行了验证,发现WRF模式较成功地模拟了此次大雾过程。结果表明:(1)此次大雾是一次典型的辐射雾,其形成主要原因之一是成雾之前的降水过程给近地层大气带来了充足的水汽,空气相对湿度达到90%以上,雾区内近地层基本上为弱的水汽辐合区;(2)弱的负涡度场有利于气流下沉,在垂直方向上可以确保湿空气不外流;(3)地面辐射冷却和低空冷平流是此次大雾形成、发展和维持的重要因素,地面辐射冷却在热力条件中起主导作用,冷平流作
3、用远小于地面辐射冷却作用。关键词:沪宁高速公路;辐射雾;WRF模式;数值模拟文章编号:1000-0534(2011)02-0428-09中图分类号:P426.4文献标识码:A展,先后采用一维、二维和三维模式对辐射雾进行1引言[15-16][17]了研究。樊琦等采用MM5模式对广州地雾是悬浮在近地层大气中的大量细微水滴(或区冬季的一次大雾天气进行了数值模拟研究,结果冰晶)的可见集合体,可造成水平能见度<1km的表明,模拟的结果与实况十分相近,证明MM5模[18]天气现象,能见度<0.5km时称为大雾。大雾天式已明显具有
4、进行雾的数值预报能力。傅刚等气的出现严重影响了水、陆、空的交通安全。由于利用RAMS模式对2004年4月发生在黄海海域的能见度距离缩小到一定范围时,人对高速运动的交一次海雾事件进行了模拟,并计算了大气的水平能通工具的控制非常困难,且雾越浓,能见度就越见度分布,结果表明,云水混合比是影响大气水平低,越容易发生交通事故。近年来,我国大范围的能见度分布的主要因子,云水主要集中在距地面大雾天气频频出现,因此,开展大雾的预报研究对200m以下的低空,计算得到的水平能见度分布与保障交通安全有十分重要的意义。卫星云图所显示的雾区范
5、围分布形状相当吻合。石[19][20]随着高速公路的发展,在低能见度情况下,交红艳等和董剑希应用MM5模式分别对长江通事故极易发生。突发的大雾天气对高速公路安全中下游和北京地区辐射雾的形成、消散机制进行了运营的危害已受到交通和气象部门的共同关注,很模拟研究,同时对各种微物理过程及模式分辨率对[1-11]多学者研究了雾的特性和物理机制。但是,目辐射雾的影响进行了敏感性试验,得到一些有益的[21]前大雾的预报难度较大,而大雾的研究主要基于实结果。史月琴等对南岭一次降水天气系统下的[12]测资料和数值模拟两种途径。自从Fi
6、sher建立山地浓雾进行了三维数值研究,并与野外综合观测了辐射雾的一维数值模式后,国外一些学者便陆续做了详细的对比分析,认为暖湿气流被山坡抬升、开始建立各种雾模式来研究大雾天气过程,并用观冷却、凝结是山地雾形成的重要原因。[13-14]测值来作相关验证和比较。1980年代后,国上述研究表明,中尺度数值模式具有模拟大雾内的学者在辐射雾模式研究方面取得了较大的进生消过程的能力。目前,WRF模式在全球气象研收稿日期:2010-04-01;改回日期:2010-07-27基金项目:国家科技部公益性行业专项/交通运输高影响天气预
7、警技术研究0(GYHY200906027)资助作者简介:严明良(1970-),男,江苏靖江人,正研级高工,主要从事应用气象研究.E-mail:njaliang@163.com2期严明良等:沪宁高速公路一次大雾过程的数值模拟及诊断分析429究和天气预报业务中已有一定范围的应用,但在雾的数值模拟试验和预警预报中还不多见。沪宁高速公路连接上海、苏州、无锡、常州、镇江和南京6个大、中城市,其经济地位在全国举足轻重。本文利用新一代中尺度天气研究和预报模式WRF,对2007年10月26日沪宁高速公路地区出现的一次大雾天气过程进行
8、数值模拟研究,并结合相关实测资料,分析大雾形成的大气环流背景和热力、动力、水汽条件,探讨成雾因素之间的相互关系,从而为公路交通中大雾的预报提供一些定量化的参考指标。图1WRF模式的模拟区域2资料和方法Fig.1ThesimulateddomainofWRFmodel2.1资料选取实测资料来源于江苏省气象科学研究所自主研过程。从图2可以看出:10
