柳龙生, 刘莲, 黄彬. 2024. 一次入海温带气旋背景下的海雾观测分析和数值模拟[J]. 大气科学, 48(4): 1627−1639. LIU Longsheng, LIU Lian, HUANG Bin. 2024. Observation and Numerical Simulation on a Sea Fog Event during an Extratropical Cyclone Entering the Sea [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 48(4): 1627−1639.
DOI: 10.3878/j.issn.1006-9895.2303.22136
海雾是一种发生在海洋上低层大气中由于水汽凝结作用而导致能见度降至1000 m以下的天气现象，其造成的低能见度天气对海上航运、渔业和交通运输具有十分重大的危害，因此研究海雾的生消机理并及时发布准确预报预警信息具有十分重要的现实意义。本文利用观测资料和数值模拟分析了2021年3月27、28日在入海气旋的影响下黄渤海出现的一次大雾天气过程，得到以下结论：
（1）本次海雾过程分为两个阶段，第一阶段的雾主要发生在入海气旋北侧和西侧，气旋形成的湿空气辐合为海雾的发生提供了水汽条件，第二阶段的海雾主要发生在地面冷锋前部，低空急流带来的西南暖湿气流促进了逆温层的建立并输送水汽。
（2）观测和数值模拟的结果均显示，气旋东移入黄海以后，海上出现了“双逆温”的现象，低层的逆温来自于低空急流带来的暖平流输送，高层的逆温是由气旋后部的干冷空气下沉增温造成，在这种“上干下湿”的稳定层结条件下，暖湿空气不断在冷海面凝结形成雾。
图 2021年3月27、28日模式模拟的成山头站（a）和青岛站（b）的温度垂直廓线。
（3）利用湍流动能收支方程诊断分析发现，湍流动能主要受切变项（QSHEAR）和耗散项（QDISS）的影响。第一阶段海雾发展成熟阶段，边界层大气处于静稳状态，湍流动能较小，第二阶段海雾发生时，在气旋后部冷空气和低空急流的作用下湍流动能在垂直方向上显著增长，这也促进了海雾在垂直方向发展。
图 2021年3月27日08:00至29日08:00成山头站的湍流动能（TKE，单位：10−2 m2 s−2）时间—高度剖面图。
在实际的业务预报工作中预报员很难判定真正的海雾落区，尤其是在这种入海气旋的背景之下，低层云系发展旺盛，近地面时常出现雨雾共存的现象，并且能见度极低，这使得海雾的监测更加困难。入海气旋移动过程中伴随天气现象变化、海上大气边界层的演变和云微物理过程的特征都需要有更加细致的观测资料来进行佐证。利用WRF模式能较好的模拟海雾发生的初始阶段，这得益于同化观测资料对初始场的改进，但是模拟的结果显示海雾的消散比观测的更快，在海雾的实际业务预报和监测过程中也发现了这种现象，这也是模式对海雾的描述需要进一步改进的地方。
