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恩施山区雾的天气气候特征及预报方法研究

单兴佑  
【摘要】:恩施山区是一个多雾的地区,独特的地理环境使得当地的雾有别于平原和丘陵地区,形成具有地区特点的大雾。本文利用恩施州八个县(市)1971至2007年原始气象资料、天气图资料、数值预报产品及部分雷达资料,利用相关分析和聚类分析方法、费歇尔判别准则、x2检验法、完全预报法(PP法)等方法,系统地分析、总结和归纳了恩施山区地理环境及其对雾的影响、恩施山区雾的气候背景、恩施山区雾的天气背景和统计特征、恩施山区雾的气象要素特征,建立了一套山区雾的预报方法及预报业务系统。主要结论如下: (1)通过对恩施山区雾的时间、空间、强度分布等气候特点的分析和总结,得出:恩施山区雾存在很强的局地性,导致分布差异的主要原因有两点,一是由海拔高差引起的差异;二是地形地势不同所引起的差异;恩施山区雾总体上呈西多东少分布,多雾中心区域呈NNE-SSW向带状分布,且以此区域为中心向四周发散。雾日最多的在州中部的恩施,每年平均63.7次;恩施山区雾随地形条件的不同,年际变化和季、月旬分布存在明显差异;恩施山区雾不同季节雾的浓度有较明显的差别,二高山地区雾的强度明显较低山地区偏强。低山浓雾主要出现在冬季,二高山地区一年四季均会出现浓雾,其中出现最多的在冬季和秋季。 (2)恩施山区大雾有显著的天气系统背景及统计特征。根据观测,恩施山区常见的雾有三种:辐射雾、平流雾、锋面雾。按恩施所处地域所受气压场和风场特征,可将地面系统背景分为高压类、高压后部类、低压类、冷锋类、均压场类和鞍型场类;500hPa系统背景分为高压脊类、西南气流类、平直西风类、低涡暖切类、东南气流类;700hPa和850hPa系统背景分为高压脊类、西南气流类、冷式切变类、低涡暖切类、东南气流类。得出了有利于恩施低山和二高山地区辐射雾、平流雾产生的地面气压系统背景及高空850hPa至500hPa天气系统背景。 (3)分析了恩施雾的气温、空气湿度等要素特点以及大气层结、平流条件,并由此得出:较大的气温日较差可以作为判断辐射雾出现的充要条件;平流雾较辐射雾所需的湿层厚度要大,水汽条件更要充足;辐射雾对层结条件稳定程度要求相对较高;700hPa风场有较明显的指示意义,平流雾日表现为明显的暖平流输送,偏南风风向频率在66%以上;辐射雾日偏南风风向频率在52%以上。各类雾发生时,低层850hPa大都表现为微扰动,即850hPa风速小于6米/秒。 (4)探索性地分析了大雾的雷达风廓线特征,得出了辐射雾、平流雾的风廓线特点以及雾消散指示性特征,还发现恩施这两种大雾天气比较一致的现象,当出现粒子向上传播的现象,预示着大雾天气即将结束。 (5)建立了一套山区雾的预报方法。用费歇尔判别准则和PP法,根据地理环境区域的不同,选取低山、二高山、沿江河谷三个代表站,以点带面,建立分季节、分雾的种类的大雾预报模型共30个。从模型检验情况看,大雾的定性预报效果较好,雾的预报准确率平均在60%以上,漏报不多,但出现空报次数较多,在实际应用中,必须寻找消空指标,对介于大雾临界状态的一些轻雾进行消空判别,才能更好的用于服务中。 本项研究可提高本地区雾的预报水平和决策服务能力,更好的服务于社会。研究成果可用于恩施州及鄂西南邻近山区大雾的短期预报,以提高恩施山区大雾短期预报水平。


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