第十二章气象要素预报(能见度-雾)课件.ppt

1、第三节第三节 能见度的预报能见度的预报大气能见度大气能见度(Visibility)(Visibility)是反映大气透明度的一是反映大气透明度的一个指标。个指标。一般定义为：一般定义为：视力正常的人在昼间能看清目标物视力正常的人在昼间能看清目标物轮廓的最大距离。在夜间则是能看清灯光发光点的最轮廓的最大距离。在夜间则是能看清灯光发光点的最大距离。大距离。还有一种定义为：还有一种定义为：目标的最后一些特征已经消失目标的最后一些特征已经消失的最小距离的最小距离。一般来说，对同一种目标，这两种定义确定的能一般来说，对同一种目标，这两种定义确定的能见度大小是有差异的，后者比前者要大一些。能见度见度大小是

2、有差异的，后者比前者要大一些。能见度是一个对航空、航海、陆上交通以及军事活动等都有是一个对航空、航海、陆上交通以及军事活动等都有重要影响的气象要素。在航空中，一般使用前者定义重要影响的气象要素。在航空中，一般使用前者定义的能见度。的能见度。一、概述一、概述跑道能见度分类分类：地面能见度空中能见度空中水平能见度空中垂直能见度空中倾斜能见度l影响能见度的天气现象主要有影响能见度的天气现象主要有8 8种：种：l云、降水、雾、吹雪云、降水、雾、吹雪l烟幕、霾、浮尘、风沙（固体杂质形成的视程障烟幕、霾、浮尘、风沙（固体杂质形成的视程障碍）碍）影响能见度的因子影响能见度的因子大气透明度、灯光强度和视觉感阈

3、大气中的悬浮物质 水汽凝结物：云、降水、雾、吹雪等 固体悬浮物质：烟粒、沙粒、盐粒。天气现象：风沙、烟、霾 对能见度的预报，关键是对影响能见度的天气现象的预报。天气现象:降水、雾、吹雪辐射雾、平流雾辐射雾、平流雾烟幕烟幕 大量烟粒在逆温层下聚集使能见度小于大量烟粒在逆温层下聚集使能见度小于1010千米的现象。千米的现象。霾（霾（haze）l 霾的形成与污染物的排放密切相关，城市中霾的形成与污染物的排放密切相关，城市中机动车尾气以及其它烟尘排放源排出大量粒径在机动车尾气以及其它烟尘排放源排出大量粒径在微米级的细小颗粒物（空气中的灰尘、硫酸、硝微米级的细小颗粒物（空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢

4、化合物等粒子），停留在大气中，酸、有机碳氢化合物等粒子），停留在大气中，当逆温、静风等不利于扩散的天气出现时，就形当逆温、静风等不利于扩散的天气出现时，就形成霾。成霾。0404年年2 2月月1212日广州市区的霾日广州市区的霾霾与逆温层霾与逆温层沙暴沙暴2005年3月23日内蒙古包头市出现沙尘暴20062006年年0404月月1717日日扬沙（高吹沙或尘）扬沙（高吹沙或尘）浮尘浮尘l 浮尘是由于远地或本地产生沙尘暴浮尘是由于远地或本地产生沙尘暴或扬沙后，尘沙等大量细小的固体杂质或扬沙后，尘沙等大量细小的固体杂质浮游在近地层的逆温层下，使能见度小浮游在近地层的逆温层下，使能见度小于于1010千米

5、的现象。浮尘出现时远方物体千米的现象。浮尘出现时远方物体呈土黄色，太阳呈苍白色或淡黄色（对呈土黄色，太阳呈苍白色或淡黄色（对黄光散射强）黄光散射强）吹雪吹雪l强风将地面的积雪吹起，使能见度小于强风将地面的积雪吹起，使能见度小于1010千米的现象称为千米的现象称为吹雪（此时天空没有下雪）吹雪（此时天空没有下雪）l天空既在下雪，而地面积雪又被强风吹起的现象叫雪暴。天空既在下雪，而地面积雪又被强风吹起的现象叫雪暴。l高吹雪高吹雪l低吹雪低吹雪形成视程障碍的天气现象符号形成视程障碍的天气现象符号能见度的一般特征：能见度的一般特征：1、易变性 天气形势变化对能见度的影响(能见度一般随降雪的强度而变化)能

6、见度的日变化:由于辐射雾一般在清晨日出时最浓由于辐射雾一般在清晨日出时最浓 风沙天气影响下，能见度的日变化规律则风沙天气影响下，能见度的日变化规律则 表现为早晚好，午后差表现为早晚好，午后差 （3）能见度的局地性 2、空间差异大（1）空中能见度与地面有差异。原因：背景不同（2）不同方向能见度有差异。向阳(差)与背阳如雾引起的低能见度，在地势低洼地区和潮湿湖泊、沼泽地带，雾浓能见度差;而相对较高的高地，雾则较轻能见度相对较好。3、能见度的气候特征 能见度的地理分布：能见度的季节分布：城市低于乡村，南方低于北方，沿海低于内陆 冬春两季较差，夏秋两季较好 四川盆地最差，青藏高原最好 冬季冬季 近地面

7、层常有辐射逆温，大气层结稳定，烟幕和雾较多近地面层常有辐射逆温，大气层结稳定，烟幕和雾较多;北方的冷锋大风常造成风沙和吹雪天气。北方的冷锋大风常造成风沙和吹雪天气。春季春季 地面解冻，土壤疏松，且多气旋活动，北方的气旋前后地面解冻，土壤疏松，且多气旋活动，北方的气旋前后部的大风常造成风沙、浮尘天气部的大风常造成风沙、浮尘天气;南方的气旋常伴有雾和降水。南方的气旋常伴有雾和降水。小于4千米的能见度每年出现频数在30天以下（二）雾的分类（二）雾的分类1、按影响能见度的程度 浓雾：轻雾：能见度小于1千米能见度在1-10千米2、按雾的形成过程辐射雾平流雾蒸发雾上坡雾雨 雾锋面雾（三）雾形成的物理过程（

8、三）雾形成的物理过程dtdppcRTdtdQcdtdTpp1)(1zpwpvtppcRTdtdQcppwdtdQcdtdTdp11、大气中的冷却过程上坡雾形成的主要物理过程 雾的形成过程就是近地面层水汽达雾的形成过程就是近地面层水汽达到饱和而凝结成水滴或冰晶的过程到饱和而凝结成水滴或冰晶的过程。要使大气中水汽凝结要使大气中水汽凝结成雾，必须通过某种成雾，必须通过某种物理过程使得大气中物理过程使得大气中的水汽达到饱和。这的水汽达到饱和。这种过程对于大气而言种过程对于大气而言只能是降温或增湿。只能是降温或增湿。气流穿越等气流穿越等压线所引起压线所引起的温度变化的温度变化 温度的个别变化决定于非绝热

9、加热温度的个别变化决定于非绝热加热和垂直运动和垂直运动 2、大气的增湿过程 蒸发过程 大气通过增湿从而达到饱和，也有利大气通过增湿从而达到饱和，也有利于雾的形成于雾的形成 水面、植被、潮湿地表的蒸发、降水过程中的蒸发都可以使大气的湿度增加水面、植被、潮湿地表的蒸发、降水过程中的蒸发都可以使大气的湿度增加蒸发过程在雾的形成过程中与其它物理过程相伴随，一般是有利于雾的形成的蒸发过程在雾的形成过程中与其它物理过程相伴随，一般是有利于雾的形成的，尤其在干冷空气流经冷水面冷却成雾和雨雾的形成过程中，作用更大，尤其在干冷空气流经冷水面冷却成雾和雨雾的形成过程中，作用更大 （四）雾的消散过程（四）雾的消散过

10、程减湿、增温空气不饱和绝热增温下垫面加热雪面干化效应太阳辐射加强风增强雾沿山坡而下，下沉绝热增温而消散（五）辐射雾（五）辐射雾1、定义、定义辐射雾是由于辐射冷却，近地面气温降到露点以下，水汽发生凝结（或凝华）而形成的雾。2、辐射雾的形成条件、辐射雾的形成条件冷却条件（晴夜）湿度条件（湿度大）风力条件（微风13米/秒）层结条件（气层稳定）浅雾、露、霜静风“早晨地罩雾，尽管晒稻谷”；“十雾九晴”就是指的这种辐射雾。地面的辐射冷却速度快，因地面的辐射冷却速度快，因而近地面空气降温也快，有而近地面空气降温也快，有利于水汽的凝结（或凝华）利于水汽的凝结（或凝华），有利于形成辐射雾，有利于形成辐射雾 在有

11、微风存在时，近地在有微风存在时，近地面层可以产生一定的湍面层可以产生一定的湍流，湍流混合作用，可流，湍流混合作用，可使辐射冷却和水汽交换使辐射冷却和水汽交换扩展到一定厚度（几十扩展到一定厚度（几十米甚至几百米），利于米甚至几百米），利于形成浓而厚的雾形成浓而厚的雾 在近地面层层在近地面层层结稳定或有逆结稳定或有逆温存在时，气温存在时，气层中的水汽、层中的水汽、尘埃和杂质聚尘埃和杂质聚集在逆温层之集在逆温层之下，在湍流和下，在湍流和辐射的作用下辐射的作用下有利于雾的形有利于雾的形成。成。3、有利辐射雾形成的天气形势、有利辐射雾形成的天气形势弱高压（脊）在弱高压（脊）内，天气一般在弱高压（脊）内，

12、天气一般以晴好天气为主，满足辐射雾形以晴好天气为主，满足辐射雾形成的冷却条件。成的冷却条件。气压梯度较小，风力微弱，容气压梯度较小，风力微弱，容易满足风力条件。易满足风力条件。在在弱高压（脊）内，有弱的在在弱高压（脊）内，有弱的下沉运动，有利于形成下沉逆温下沉运动，有利于形成下沉逆温，使得近地面层的层结稳定。，使得近地面层的层结稳定。3、有利辐射雾形成的天气形势、有利辐射雾形成的天气形势鞍型场或均压区4、辐射雾形成的预报、辐射雾形成的预报是否有逆温存在?湿度随时间是否增加?最低气温是否低于露点?(1)分析近地层温湿条件(2)统计预报方法分辨法点聚图法各因子相关法概率回归法数值预报产品解释应用编

13、码法应用统计预报方法可以结合物理意义和天气形势分析。应用统计预报方法可以结合物理意义和天气形势分析。统计预报的因子可以从与辐射雾产生关系比较密切的物统计预报的因子可以从与辐射雾产生关系比较密切的物理量中寻找，如温度、湿度、云量、风等，也可从数值理量中寻找，如温度、湿度、云量、风等，也可从数值预报的产品中寻找。预报的产品中寻找。点聚图法制作步骤点聚图法制作步骤:以四川新津地区1月份一次辐射雾过程为例：有雾区无雾区50601007080902468101218时相对湿度（%）夜间晴空时数唐代韩愈与韦中立论道书蜀中山高雾重，见日时少，每至日出，则群犬疑而吠之也。5、辐射雾消散的预报、辐射雾消散的预报

14、太阳高度角 云 风速 空气湿度(1)(1)辐射雾的消散随着早上太阳辐射雾的消散随着早上太阳高度角增加，气温增高而加快高度角增加，气温增高而加快。由于北半球夏季太阳高度角。由于北半球夏季太阳高度角大，日出后升温快，辐射雾持大，日出后升温快，辐射雾持续时间短，而冬季则相反，辐续时间短，而冬季则相反，辐射雾持续时间长。射雾持续时间长。(2)(2)当天空有云时，气温升高慢当天空有云时，气温升高慢，辐射雾持续时间长。无云时，辐射雾持续时间长。无云时则相反，持续时间短。则相反，持续时间短。(3)(3)同时辐射雾持续时间还与风同时辐射雾持续时间还与风速有关。随着风速加大，扰动速有关。随着风速加大，扰动加强，

15、逆温层破坏，辐射雾消加强，逆温层破坏，辐射雾消散很快。散很快。(4)(4)有时当地面有冷锋过境，或有时当地面有冷锋过境，或槽后干冷空气侵入，空气湿度槽后干冷空气侵入，空气湿度减小，也可使辐射雾急速消散减小，也可使辐射雾急速消散。（六）平流雾（六）平流雾1、定义定义暖而湿的空气流经冷的下界面，逐渐冷却而暖而湿的空气流经冷的下界面，逐渐冷却而形成的雾称为形成的雾称为平流雾平流雾。2006年7月3日上午8时30分，山东蓬莱海域出现海上平流雾景观，大雾将蓬莱阁景区笼罩。新华社(于良意 摄)2004年2月长岛平流雾 2006年3月5日13:20 蓬莱阁 海上暖而湿的空气流到冷的大陆上，或者海洋中暖海面的

16、空气流到冷的海面上都可能形成平流雾。平流雾主要出现在沿海地区。平流雾的水平范围很大，可达几万平方千米。垂直厚度可达200-400米，通常呈带状或块状分布。2、平流雾形成的条件平流雾形成的条件（1）冷却条件（2）平流条件（3）暖空气的湿度条件（4）低层有较稳定的层结 适宜风速是27米/秒 逆温层一般在850hPa以下 形成平流雾首先要有冷的下界面，这是与暖湿空形成平流雾首先要有冷的下界面，这是与暖湿空气相比而言的。暖湿空气与流经的下界面温差越气相比而言的。暖湿空气与流经的下界面温差越大，空气通过与地面的热交换降温的速度越快，大，空气通过与地面的热交换降温的速度越快，越有利于空气达到饱和，从而形成

17、平流雾。越有利于空气达到饱和，从而形成平流雾。平流而来的暖空气湿度大、水汽充沛是形平流而来的暖空气湿度大、水汽充沛是形成平流雾的重要条件。在水汽充足时，空成平流雾的重要条件。在水汽充足时，空气稍加冷却就能达到饱和气稍加冷却就能达到饱和。平流雾出现时，低层一般都有稳定的层结，这样可以使平流雾出现时，低层一般都有稳定的层结，这样可以使低层水汽在稳定层下聚集，有利于平流雾的形成低层水汽在稳定层下聚集，有利于平流雾的形成 3、有利于平流雾形成的天气形势有利于平流雾形成的天气形势（1）入海变性冷高压后部 暖湿空气回流由大陆入海的冷高压在海上停留一由大陆入海的冷高压在海上停留一段时间后，逐渐变性，增温、增

18、湿段时间后，逐渐变性，增温、增湿，然后随高压南部的偏东气流，流，然后随高压南部的偏东气流，流回到近海的冷水面或大陆上，在近回到近海的冷水面或大陆上，在近海或陆地上形成平流雾。海或陆地上形成平流雾。（2）副热带高压西部 在其西部的偏东或偏南气在其西部的偏东或偏南气流中往往有平流雾形成。流中往往有平流雾形成。在副高内部，大气层结本在副高内部，大气层结本身比较稳定，加之暖湿空身比较稳定，加之暖湿空气流经冷的下界面，使大气流经冷的下界面，使大气层结更加稳定，因而层气层结更加稳定，因而层结条件对雾的形成是有利结条件对雾的形成是有利的。此时，如果副高的强的。此时，如果副高的强度适中，其脊西缘正好伸度适中，其脊西缘正好伸至我国沿海地区，则有利至我国沿海地区，则有利于平流雾形成。于平流雾形成。在其脊影响下形成的平在其脊影响下形成的平流雾，不仅范围广、厚流雾，不仅范围广、厚度大，且维持时间长。度大，且维持时间长。短则短则12天，长则天，长则56天天以上。以上。（3）气旋和低压槽东部 西南倒槽引起的平流雾 由西南倒槽引起的平由西南倒槽引起的平流雾，主要出现在华流雾，主要出现在华东及华南沿海。东及华南沿海。4、平流雾的预报平流雾的预报（1）分析近地面层的温湿条件和本站周围的天气实况（2）分析近地面气层的湍流条件（3）应用预报指标、点聚图等统计预报方法（4）平流雾生消时间的预报 谢谢谢谢