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原文传递沪宁高速公路成雾过程的数值模拟与诊断分析

论文题名：	沪宁高速公路成雾过程的数值模拟与诊断分析
关键词：	高速公路;成雾过程;垫面类型;维持机制
摘要：	大雾天气给沪宁高速公路交通带来了重大的威胁，特别是该线镇江段的“团雾”天气严重地影响了全线的畅通，也危及了交通运输的安全。为了更加准确地预报区域性大雾和局地性团雾天气的生消，确保公路交通的安全，科学、系统而全面地理解雾的形成及维持机制是非常必要的。　　利用美国新一代中尺度数值预报模式WRF（Weather Research and Forecast Model 　　 for Version2.2）和NCEP（1°×1°）全球气象再分析资料，对2007年10月26日覆盖苏南地区、严重影响沪宁高速公路交通的一次区域性大雾天气和2007年11月24日发生在沪宁高速公路镇江段上的一次局地性团雾天气进行了系统的数值模拟和诊断分析，同时调用沪宁高速公路自动气象监测系统（AMWS）的实测资料和常规气象观测资料对模拟效果进行了验证，研究发现：WRF模式较真实地模拟了这两次天气过程。为了研究地形地貌及下垫面状况对镇江段团雾生消机制的影响，本研究还对影响团雾天气模拟的陆面过程方案及地形、水系分布做了敏感性试验，并利用GIS技术中的数字高程模型（DEM）对地形、水系在成雾过程中的作用进行了空间分析。　　对区域性大雾过程的模拟和诊断分析表明：（1）此次区域性大雾是一次典型的辐射雾，它发生在一定的大气环流背景和特殊的水分、热力、动力条件下；（2）形成此次大雾的主要原因之一是成雾之前的降水过程给近地层大气带来了充足的水汽，空气相对湿度达90％以上，雾区内近地层基本上为弱的水汽辐合区；（3）低层弱的负涡度场有利于气体下沉，确保了中低层天空状况良好，不易成云致雨；（4）地面辐射冷却和暖平流作用是大雾形成和发展的主要因素。（5）模式所用初始场资料、参数、模拟区域、验证指标等的选择对雾的生消过程的模拟效果有着明显的影响。　　对镇江段团雾过程的模拟和诊断分析表明：（1）沪宁高速公路镇江段容易形成小范围团雾的主要原因是在大气层结稳定的条件下，夜间近地面辐射降温，同时加上风速较小的暖湿偏南气流流经较冷的下垫面时冷却降温，对此次团雾的形成提供了较有利的条件；（2）在沪宁高速公路沿线的北上和南下空气在西半段辐合，有利于湿空气和气溶胶粒子的聚合，这是此次团雾发展和维持的主要原因之一；（3）日出后的短波辐射增温使得雾体得以迅速消散；（4）镇江段地形地貌和土地利用类型的敏感性试验表明：地形、水系对团雾的形成具有敏感性，因此，研究地形地貌特征和下垫面类型对团雾的发生机理具有一定的阐释作用。　　考虑下垫面类型因素的影响，本文还就模式耦合不同的陆面参数化方案（SLAB方案、NOAH方案和RUC方案）对模拟效果影响进行了敏感性试验，结果表明：（1）WRF模式模拟出的团雾过程对陆面方案的选择比较敏感，耦合了不同陆面参数化方案后的试验结果更接近实况。（2）在水汽参量模拟中，SLAB方案比NOAH方案和RUC方案效果更好些，NOAH方案与RUC方案差异不大。（3）在地面感热通量变化率模拟中，三者有一定的区别；在长波辐射变化率模拟上，NOAH方案最优越。（4）在涡度场高值区模拟上，NOAH方案效果要比SLAB、RUC方案更好些。
作者：	万小雁
专业：	环境科学
导师：	包云轩
授予学位：	硕士
授予学位单位：	南京农业大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文