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南京冬季雾霾的宏微观特征及对能见度的影响

尚倩  
【摘要】:2009-2010年冬季在南京信息工程大学气象综合观测基地开展了雾的综合外场观测试验。本文利用所获取的观测资料,分析了南京北郊气溶胶粒子的谱分布特征与气象因子的关系及其对大气能见度的影响,并以2010年冬季的一次雾过程为例,进一步分析了造成低能见度的浓雾过程期间的边界层特征、浓雾生消物理机制及微物理结构。 结果表明:气溶胶浓度存在明显的日变化和日际变化,日变化主要与人类活动及大气边界层状况有关,而日际变化主要受降水、风、相对湿度等气象条件的影响;粒子数浓度分布受相对湿度(RH)的影响较显著,当RH54%时,随着RH增大,直径1μ m的粒子数浓度增加,而直径1μ m的粒子数浓度几乎无变化,当相对湿度54%时,随着RH增大,0.01~0.2μm和2.7~10μm范围内粒子数浓度降低,0.5~1.5μm之间的粒子数浓度明显增加;雨、雾、晴和灰霾天气状态下气溶胶粒子谱分布各异,雨天各尺度档数浓度与晴天相比都有减少,雾天0.01~0.3μm和2.7~10μm范围的气溶胶粒子数浓度比晴天低,而0.3~2.7μm之间的粒子数浓度高于晴天,降雨和浓雾对粗粒子的清除作用依次比核模态和积聚态粒子大;灰霾天气溶胶粒子谱的峰值略向大粒径方向偏移,0.03~0.1μm之间的粒子数浓度比晴天低,而0.1~2.7μm范围内粒子数浓度高于晴天;根据Mie理论,对能见度和不同粒径段气溶胶粒子的表面积浓度进行相关性分析,发现0.1~2μm之间的粒子表面积浓度与能见度相关性较好,是导致南京地区能见度降低的主要因素。 2010年11月17日~11月18日的浓雾过程是在晴夜、微风、辐射降温情况下,在逆温层下形成;空中源源不断的水汽平流,导致雾层发展深厚。这次雾过程还存在以往研究中少见的特征,即雾体在爆发性增强之后立即进入快速消散过程,仅在一个小时之内雾全部消散,这与太阳辐射、气温快速升高及逆温层的消失有关,强梯度风也是雾快速消散的一个重要的动力因子。


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