第十二章氣象要素預(yù)報(bào)(能見度-霧)課件

第十二章氣象要素預(yù)報(bào)第三節(jié)能見度的預(yù)報(bào)第十二章氣象要素預(yù)報(bào)第三節(jié)能見度的預(yù)報(bào)1大氣能見度(Visibility)是反映大氣透明度的一個(gè)指標(biāo)。一般定義為：視力正常的人在晝間能看清目標(biāo)物輪廓的最大距離。在夜間則是能看清燈光發(fā)光點(diǎn)的最大距離。

還有一種定義為：目標(biāo)的最后一些特征已經(jīng)消失的最小距離。一般來(lái)說，對(duì)同一種目標(biāo)，這兩種定義確定的能見度大小是有差異的，后者比前者要大一些。能見度是一個(gè)對(duì)航空、航海、陸上交通以及軍事活動(dòng)等都有重要影響的氣象要素。在航空中，一般使用前者定義的能見度。

一、概述大氣能見度(Visibility)是反映大氣透明度的一個(gè)指標(biāo)2跑道能見度跑道能見度3分類：地面能見度空中能見度空中水平能見度空中垂直能見度空中傾斜能見度分類：地面能見度空中能見度空中水平能見度空中垂直能見度空中傾4影響能見度的天氣現(xiàn)象主要有8種：云、降水、霧、吹雪煙幕、霾、浮塵、風(fēng)沙（固體雜質(zhì)形成的視程障礙）影響能見度的天氣現(xiàn)象主要有8種：5影響能見度的因子大氣透明度、燈光強(qiáng)度和視覺感閾大氣中的懸浮物質(zhì)水汽凝結(jié)物：云、降水、霧、吹雪等固體懸浮物質(zhì)：煙粒、沙粒、鹽粒。天氣現(xiàn)象：風(fēng)沙、煙、霾

對(duì)能見度的預(yù)報(bào)，關(guān)鍵是對(duì)影響能見度的天氣現(xiàn)象的預(yù)報(bào)。天氣現(xiàn)象:降水、霧、吹雪影響能見度的因子大氣透明度、燈光強(qiáng)度和視覺感閾大氣中的懸浮物6霧輻射霧、平流霧霧輻射霧、平流霧7煙幕：大量煙粒在逆溫層下聚集使能見度小于10千米的現(xiàn)象。煙幕：大量煙粒在逆溫層下聚集使能見度小于10千米的現(xiàn)象。8霾（haze）

霾的形成與污染物的排放密切相關(guān)，城市中機(jī)動(dòng)車尾氣以及其它煙塵排放源排出大量粒徑在微米級(jí)的細(xì)小顆粒物（空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘Ｗ樱Ａ粼诖髿庵?，?dāng)逆溫、靜風(fēng)等不利于擴(kuò)散的天氣出現(xiàn)時(shí)，就形成霾。

霾（haze）霾的形成與污染物的排放密切相關(guān)，904年2月12日廣州市區(qū)的霾04年2月12日廣州市區(qū)的霾10霾霾11霾與逆溫層霾與逆溫層12沙暴2005年3月23日內(nèi)蒙古包頭市出現(xiàn)沙塵暴沙暴2005年3月23日內(nèi)蒙古包頭市出現(xiàn)沙塵暴132006年04月17日2006年04月17日14揚(yáng)沙（高吹沙或塵）

揚(yáng)沙（高吹沙或塵）15浮塵浮塵是由于遠(yuǎn)地或本地產(chǎn)生沙塵暴或揚(yáng)沙后，塵沙等大量細(xì)小的固體雜質(zhì)浮游在近地層的逆溫層下，使能見度小于10千米的現(xiàn)象。浮塵出現(xiàn)時(shí)遠(yuǎn)方物體呈土黃色，太陽(yáng)呈蒼白色或淡黃色（對(duì)黃光散射強(qiáng)）浮塵浮塵是由于遠(yuǎn)地或本地產(chǎn)生沙塵暴或揚(yáng)沙后，塵沙等大量16吹雪強(qiáng)風(fēng)將地面的積雪吹起，使能見度小于10千米的現(xiàn)象稱為吹雪（此時(shí)天空沒有下雪）天空既在下雪，而地面積雪又被強(qiáng)風(fēng)吹起的現(xiàn)象叫雪暴。高吹雪低吹雪吹雪強(qiáng)風(fēng)將地面的積雪吹起，使能見度小于10千米的現(xiàn)象稱為吹雪17形成視程障礙的天氣現(xiàn)象符號(hào)形成視程障礙的天氣現(xiàn)象符號(hào)18能見度的一般特征：1、易變性天氣形勢(shì)變化對(duì)能見度的影響(能見度一般隨降雪的強(qiáng)度而變化)能見度的日變化:由于輻射霧一般在清晨日出時(shí)最濃

風(fēng)沙天氣影響下，能見度的日變化規(guī)律則表現(xiàn)為早晚好，午后差

（3）能見度的局地性2、空間差異大（1）空中能見度與地面有差異。原因：背景不同（2）不同方向能見度有差異。向陽(yáng)(差)與背陽(yáng)如霧引起的低能見度，在地勢(shì)低洼地區(qū)和潮濕湖泊、沼澤地帶，霧濃能見度差;而相對(duì)較高的高地，霧則較輕能見度相對(duì)較好。能見度的一般特征：1、易變性天氣形勢(shì)變化對(duì)能見度的影響193、能見度的氣候特征能見度的地理分布：能見度的季節(jié)分布：城市低于鄉(xiāng)村，南方低于北方，沿海低于內(nèi)陸冬春兩季較差，夏秋兩季較好四川盆地最差，青藏高原最好冬季近地面層常有輻射逆溫，大氣層結(jié)穩(wěn)定，煙幕和霧較多;北方的冷鋒大風(fēng)常造成風(fēng)沙和吹雪天氣。春季地面解凍，土壤疏松，且多氣旋活動(dòng)，北方的氣旋前后部的大風(fēng)常造成風(fēng)沙、浮塵天氣;南方的氣旋常伴有霧和降水。小于4千米的能見度每年出現(xiàn)頻數(shù)在30天以下3、能見度的氣候特征能見度的地理分布：能見度的季節(jié)分布20二、霧（一）霧的概念霧是懸浮于近地面氣層中的大量小水滴或冰晶而使能見度變壞的一種天氣現(xiàn)象。二、霧（一）霧的概念霧是懸浮于近地面氣層中的大量小水滴或冰晶21（二）霧的分類1、按影響能見度的程度濃霧：輕霧：能見度小于1千米能見度在1-10千米2、按霧的形成過程輻射霧平流霧蒸發(fā)霧上坡霧雨霧鋒面霧（二）霧的分類1、按影響能見度的程度濃霧：輕霧：能見度小于22（三）霧形成的物理過程氣流穿越等壓線所引起的溫度變化

溫度的個(gè)別變化決定于非絕熱加熱和垂直運(yùn)動(dòng)

1、大氣中的冷卻過程上坡霧形成的主要物理過程霧的形成過程就是近地面層水汽達(dá)到飽和而凝結(jié)成水滴或冰晶的過程。

要使大氣中水汽凝結(jié)成霧，必須通過某種物理過程使得大氣中的水汽達(dá)到飽和。這種過程對(duì)于大氣而言只能是降溫或增濕。

（三）霧形成的物理過程氣流穿越等壓線所引起的溫度變化溫度的232、大氣的增濕過程蒸發(fā)過程大氣通過增濕從而達(dá)到飽和，也有利于霧的形成

水面、植被、潮濕地表的蒸發(fā)、降水過程中的蒸發(fā)都可以使大氣的濕度增加蒸發(fā)過程在霧的形成過程中與其它物理過程相伴隨，一般是有利于霧的形成的，尤其在干冷空氣流經(jīng)冷水面冷卻成霧和雨霧的形成過程中，作用更大

2、大氣的增濕過程蒸發(fā)過程大氣通過增濕從而達(dá)到飽和，也有24（四）霧的消散過程減濕、增溫空氣不飽和絕熱增溫下墊面加熱雪面干化效應(yīng)太陽(yáng)輻射加強(qiáng)風(fēng)增強(qiáng)霧沿山坡而下，下沉絕熱增溫而消散（四）霧的消散過程減濕、增溫空氣不飽和絕熱增溫下墊面加熱雪面25（五）輻射霧1、定義輻射霧是由于輻射冷卻，近地面氣溫降到露點(diǎn)以下，水汽發(fā)生凝結(jié)（或凝華）而形成的霧。（五）輻射霧1、定義輻射霧是由于輻射冷卻，近地面氣溫降到露點(diǎn)262、輻射霧的形成條件冷卻條件（晴夜）濕度條件（濕度大）風(fēng)力條件（微風(fēng)1—3米/秒）層結(jié)條件（氣層穩(wěn)定）淺霧、露、霜靜風(fēng)

“早晨地罩霧，盡管曬稻谷”；“十霧九晴”就是指的這種輻射霧。地面的輻射冷卻速度快，因而近地面空氣降溫也快，有利于水汽的凝結(jié)（或凝華），有利于形成輻射霧

在有微風(fēng)存在時(shí)，近地面層可以產(chǎn)生一定的湍流，湍流混合作用，可使輻射冷卻和水汽交換擴(kuò)展到一定厚度（幾十米甚至幾百米），利于形成濃而厚的霧

在近地面層層結(jié)穩(wěn)定或有逆溫存在時(shí)，氣層中的水汽、塵埃和雜質(zhì)聚集在逆溫層之下，在湍流和輻射的作用下有利于霧的形成。

2、輻射霧的形成條件冷卻條件（晴夜）濕度條件（濕度大）風(fēng)力條273、有利輻射霧形成的天氣形勢(shì)弱高壓（脊）

在弱高壓（脊）內(nèi)，天氣一般以晴好天氣為主，滿足輻射霧形成的冷卻條件。氣壓梯度較小，風(fēng)力微弱，容易滿足風(fēng)力條件。在在弱高壓（脊）內(nèi)，有弱的下沉運(yùn)動(dòng)，有利于形成下沉逆溫，使得近地面層的層結(jié)穩(wěn)定。

3、有利輻射霧形成的天氣形勢(shì)弱高壓（脊）在弱高壓（脊）283、有利輻射霧形成的天氣形勢(shì)鞍型場(chǎng)或均壓區(qū)3、有利輻射霧形成的天氣形勢(shì)鞍型場(chǎng)或均壓區(qū)294、輻射霧形成的預(yù)報(bào)●是否有逆溫存在?●濕度隨時(shí)間是否增加?●最低氣溫是否低于露點(diǎn)?(1)分析近地層溫濕條件4、輻射霧形成的預(yù)報(bào)●是否有逆溫存在?●濕度隨時(shí)間是否增加?30(2)統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)方法●分辨法●點(diǎn)聚圖法●各因子相關(guān)法●概率回歸法●數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品解釋應(yīng)用●編碼法應(yīng)用統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)方法可以結(jié)合物理意義和天氣形勢(shì)分析。統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)的因子可以從與輻射霧產(chǎn)生關(guān)系比較密切的物理量中尋找，如溫度、濕度、云量、風(fēng)等，也可從數(shù)值預(yù)報(bào)的產(chǎn)品中尋找。(2)統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)方法●分辨法●點(diǎn)聚圖法●各因子相關(guān)法●概率回31點(diǎn)聚圖法制作步驟:以四川新津地區(qū)1月份一次輻射霧過程為例：有霧區(qū)無(wú)霧區(qū)50601007080902468101218時(shí)相對(duì)濕度（%）夜間晴空時(shí)數(shù)唐代韓愈《與韋中立論道書》蜀中山高霧重，見日時(shí)少，每至日出，則群犬疑而吠之也。點(diǎn)聚圖法制作步驟:以四川新津地區(qū)1月份一次輻射霧過程為例：有325、輻射霧消散的預(yù)報(bào)太陽(yáng)高度角云風(fēng)速空氣濕度(1)輻射霧的消散隨著早上太陽(yáng)高度角增加，氣溫增高而加快。由于北半球夏季太陽(yáng)高度角大，日出后升溫快，輻射霧持續(xù)時(shí)間短，而冬季則相反，輻射霧持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。(2)當(dāng)天空有云時(shí)，氣溫升高慢，輻射霧持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。無(wú)云時(shí)則相反，持續(xù)時(shí)間短。(3)同時(shí)輻射霧持續(xù)時(shí)間還與風(fēng)速有關(guān)。隨著風(fēng)速加大，擾動(dòng)加強(qiáng)，逆溫層破壞，輻射霧消散很快。(4)有時(shí)當(dāng)?shù)孛嬗欣滗h過境，或槽后干冷空氣侵入，空氣濕度減小，也可使輻射霧急速消散。5、輻射霧消散的預(yù)報(bào)太陽(yáng)高度角云風(fēng)速空氣濕度(1)輻33（六）平流霧1、定義暖而濕的空氣流經(jīng)冷的下界面，逐漸冷卻而形成的霧稱為平流霧。

2006年7月3日上午8時(shí)30分，山東蓬萊海域出現(xiàn)海上平流霧景觀，大霧將蓬萊閣景區(qū)籠罩。新華社(于良意攝)（六）平流霧1、定義暖而濕的空氣流經(jīng)冷的下界面，逐漸冷卻而形342004年2月長(zhǎng)島平流霧2006年3月5日13:20蓬萊閣2004年2月長(zhǎng)島平流霧2006年3月5日13:20蓬35海上暖而濕的空氣流到冷的大陸上，或者海洋中暖海面的空氣流到冷的海面上都可能形成平流霧。平流霧主要出現(xiàn)在沿海地區(qū)。平流霧的水平范圍很大，可達(dá)幾萬(wàn)平方千米。垂直厚度可達(dá)200-400米，通常呈帶狀或塊狀分布。2、平流霧形成的條件（1）冷卻條件（2）平流條件（3）暖空氣的濕度條件（4）低層有較穩(wěn)定的層結(jié)適宜風(fēng)速是2——7米/秒逆溫層一般在850hPa以下形成平流霧首先要有冷的下界面，這是與暖濕空氣相比而言的。暖濕空氣與流經(jīng)的下界面溫差越大，空氣通過與地面的熱交換降溫的速度越快，越有利于空氣達(dá)到飽和，從而形成平流霧。

平流而來(lái)的暖空氣濕度大、水汽充沛是形成平流霧的重要條件。在水汽充足時(shí)，空氣稍加冷卻就能達(dá)到飽和。

平流霧出現(xiàn)時(shí)，低層一般都有穩(wěn)定的層結(jié)，這樣可以使低層水汽在穩(wěn)定層下聚集，有利于平流霧的形成

海上暖而濕的空氣流到冷的大陸上，或者海洋中暖海面的363、有利于平流霧形成的天氣形勢(shì)（1）入海變性冷高壓后部暖濕空氣回流由大陸入海的冷高壓在海上停留一段時(shí)間后，逐漸變性，增溫、增濕，然后隨高壓南部的偏東氣流，流回到近海的冷水面或大陸上，在近?；蜿懙厣闲纬善搅黛F。

3、有利于平流霧形成的天氣形勢(shì)（1）入海變性冷高壓后部暖37（2）副熱帶高壓西部在其西部的偏東或偏南氣流中往往有平流霧形成。在副高內(nèi)部，大氣層結(jié)本身比較穩(wěn)定，加之暖濕空氣流經(jīng)冷的下界面，使大氣層結(jié)更加穩(wěn)定，因而層結(jié)條件對(duì)霧的形成是有利的。此時(shí)，如果副高的強(qiáng)度適中，其脊西緣正好伸至我國(guó)沿海地區(qū)，則有利于平流霧形成。

在其脊影響下形成的平流霧，不僅范圍廣、厚度大，且維持時(shí)間長(zhǎng)。短則1~2天，長(zhǎng)則5~6天以上。

（2）副熱帶高壓西部在其西部