利用NCEP再分析資料、地面觀測資料和微波輻射計資料,分析2019年1月11—15日河北中南部持續(xù)大霧過程的大尺度背景場、邊界層特征、形成原因及維持機制等。結(jié)果表明:此次大霧產(chǎn)生于穩(wěn)定的緯向環(huán)流背景下,其間有弱短波槽快速東移,兩次干性短波槽分別促成了大霧的形成、霧區(qū)范圍擴大及強度增強;大霧高度僅有幾十米,以輻射霧為主,雙層逆溫結(jié)構(gòu)為大霧的形成醞釀了先期條件,貼地逆溫層內(nèi)的弱水汽輻合和西南水汽輸送為大霧形成和維持提供了水汽,偏北風(fēng)帶來的弱冷空氣降溫與夜間輻射降溫的疊加效應(yīng)是促進大霧發(fā)展的熱力學(xué)條件;低層正渦度、對流層中層的輻散下沉運動是大霧維持和發(fā)展的動力因子,晴夜長波輻射和湍流混合作用促進了邊界層內(nèi)的降溫增濕;大霧發(fā)展后期,雙層逆溫結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)為以單層逆溫為主,最終大霧的消散主要是強冷空氣入侵,大氣靜穩(wěn)結(jié)構(gòu)被破壞所致。

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【部分圖文】：

圖32019年1月11日20:00至15日02:00衡水站AQI以及PM2.5、PM10質(zhì)量濃度和最小能見度(a),10min風(fēng)向及其平均風(fēng)速(b),相對濕度和氣溫(c)逐時演變

大霧第1和第2階段,地面氣象要素之間有一定的關(guān)聯(lián)性,污染物的增加有利于能見度的降低。在整個過程中,風(fēng)速為0～3m·s-1,這種風(fēng)速既不影響空氣的輻射冷卻,使大氣達到飽和,為大霧提供良好的水汽條件,又能使輻射冷卻擴散到整個邊界層,有利于形成輻射霧并維持大霧的發(fā)展。偏北風(fēng)有利于增強....

圖42019年11日08:00至15日08:00沿大霧中心的渦度(a),散度(b)(單位:10-5s-1)和垂直速度(單位:Pa·s-1)(c)的時間-高度剖面

11日08:00至13日20:00,850～400hPa以下沉運動為主,垂直速度為0.1～0.3Pa·s-1,有利于天空晴朗和下沉增溫。而900hPa以下,則以弱的上升氣流為主。每次下沉運動的增強和向低層發(fā)展都對應(yīng)著霧站的增加,其中,11日20:00至12日08:00,下沉....

圖12019年1月12—14日500hPa平均位勢高度(實線,單位:dagpm)、海平面平均氣壓(虛線,單位:hPa)(a),12日08:00850hPa(實線)和1000hPa(虛線)溫度(單位:℃)(b)空間分布

此次大霧過程中,500hPa亞洲中高緯環(huán)流較平直,華北平原位于弱脊前,盛行緯向偏西氣流。而蒙古國西部有一明顯的地面冷高壓中心,河北中南部位于冷高壓東南部的均壓場中,等壓線稀疏[圖1(a)],弱偏南風(fēng)有利于近地面濕度增大(圖略),使垂直方向出現(xiàn)上干下濕特征,為大霧的生成和維持提供....

圖211日08:00至15日08:00過點(118°E、39.5°N)的風(fēng)(風(fēng)向桿,單位:m·s-1)、濕度(陰影,單位:%)(a)、溫度(等值線,單位:℃)和溫度平流(陰影,單位:℃·s-1)(b)的時間-高度剖面

華北平原連續(xù)大霧經(jīng)常發(fā)生在緯向環(huán)流背景下,多短波槽活動,且為“干性”短波槽,即850hPa以上濕度較小,約為10%～40%,這種“干性”短波槽對華北平原大霧的發(fā)生、加強和維持均有重要作用[13-14]。此次大霧過程無強冷空氣活動,共有3個高空槽東移,圖2為11日08:00至15....

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