黄海海雾季节变化特殊性形成机理的研究
在海雾季节，持续的多雾天气，可导致港口装卸严重受阻，造成巨大经济损失；诱发小麦锈病，导致农作物减产；形成酸雾，影响人类健康。而且海雾/层云在低层大气与海洋的热交换中具有明显地反馈作用。因此，本项研究的科学意义不仅能提高对黄海雾季特征形成机理的认识，同时也是气候变化研究中的一项基础性工作。本项研究还可以为海雾的中长期预报提供物理意义明确的参考依据。
与我国沿海其它海区相比，黄海雾季(4-7月)有明显的特点：雾日最多、雾季最长、雾区面积最大：4月雾季开始期间(始雾期)黄海西北部(青岛-潮连岛附近海域)雾日频率明显增多，如潮连岛雾日频率由3月的3天增加到4月的9.3天，而纬度相近的黄海东部雾日频率没有如此明显的增加，如Sochongdo从3月的2.9天增加到4月的5.5天(始雾期雾频率纬向不均匀性)；8月全海区雾季终止都非常迅速(全海区终雾期迅速)。上述始雾期雾频率纬向不均匀和全海区终雾期迅速特征的形成机理是本文要解决的主要问题。
本文所用资料主要有两部分组成：第一部分是青岛气象台的GFE(L)波段二次测风雷达和GTSl型数字式探空仪所探测的资料，可以提供垂直分辨率为30米的温度、湿度、气压、风向风速。黄海东部白翎岛、济州岛探空资料从网上获得，这些探空资料在700hPa以下可以有10-20多层，比标准等压面(4层)要细的多，这对发生在大气边界层低层海雾的机理研究非常重要。第二部分是卫星遥感资料和再分析资料。利用ICoADS的海一气温差场、QuickSCAT的海面风场、AVHRR的海温场、CMAP的降水场、JRA-25和NCEP/NCAR再分析资料的高度(气压)场、温度场、风场等进行诊断分析。选用JRA-25再分析资料是因为它的空间分辨率(1.25°×1.25°)较其它再分析资料高，更加适合区域气候研究。先进的卫星遥感资料、再分析资料和探空资料相互独立，得到的结果相互支持，使结论更加可信。
采用统计分析、对比分析和气候诊断等方法对上述数据进行综合分析。在资料分析和诊断的基础上，提出了有关黄海雾季的始雾期雾频率纬向不均匀性和终雾期迅速且全海区一致性的物理过程，并用WRF v2.1(Weather Research and Forecasting)数值模式进行验证。
通过以上的研究得到以下创新性成果：
1.发现了4月黄海温度平流、湿度平流、温度层结存在纬向不均匀性，从而导致黄海始雾期雾频率的纬向不均匀。造成温度平流、湿度平流纬向不均匀性的原因是：1)4月近海面存在冷性反气旋，黄海西北部(黄海东部)为弱暖平流(冷平流)，正湿度平流(负湿度平流)，正负温度平流的气候平均值为0.3×10E-4℃/s和-1.2×10E-4℃/s左右，正负湿度平流的气候平均值在2×10E-5g/kg.s和-2×10E-5g/kg.s左右。正湿度平流对湿度增加的贡献占总增量的85％。2)4月925hPa上偏西的冬季风由陆地吹向海洋，但气温场已经向下垫面调整，等温线近于南一北走向，从而在黄海西北部形成偏西的暖平流，气候平均值为0.8×10E-4℃/s(对增温的贡献占总增温的90％以上)，从而形成明显的逆温层(逆温层出现频率与925hPa的暖平流时滞相关性超过99％的信度检验)；在黄海东部，西风吹过较冷的黄海，暖平流减弱为0.3×10E-4℃/s，逆温层在黄海东部基本没有建立，从而形成温度层结的纬向不均匀。黄海西北部(东部)的暖平流(冷平流)、正(负)湿度平流和较强(没有)逆温层有利于(不利于)海雾的生成。结合数值试验结果提出了黄海SST变化对始雾期雾频率影响新的机制：SST-黄海冷性反气旋-风场-温度湿度平流输送一始雾期雾频率。 2.发现了8月全海区雾季迅速结束的主要原因是风向突然由偏南转为偏东，该风向的转变与东亚季风环流调整和区域性海陆热性质差异有关。8月，由于在菲律宾以东对流活动突然加强，日本海以东的西北太平洋有相当正压的反气旋环流发展，在黄海出现一致的偏东风，使黄海对流层低层出现冷温度平流，条件不稳定发展。由于风向的转变具有突然性，导致全海区雾季迅速结束。数值试验结果表明，黄海、日本海海温异常升高导致黄海，特别是黄海南部海面，出现异常偏东风，与观测到的黄海南部东风风速偏大的事实相符。另外，8月黄海SST升高，还导致低空相对湿度的下降和湍流的发展。因此，黄海8月雾季结束的突然性和全海区一致性包含了黄海局地热力因素的作用和区域性海陆热性质差异的影响，也是季风环流调整的一部分。
3.定量讨论了低空湍流发展高度和静力稳定度的季节变化，提出了黄海雾季的典型层结特征：近地面有条件不稳定层结，湍流发展高度在150m左右，200m以上有大约400m厚的稳定层。这种层结一旦破坏，雾季趋于结束。
黄海;海雾季节;季节变化特殊性;低空湍流
中国海洋大学
博士
气象学
刘秦玉;谢尚平
2008
中文
P732
120
2008-12-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）