第十二章气象要素预报(能见度-雾)课件

第十二章气象要素预报第三节能见度的预报第十二章气象要素预报第三节能见度的预报1大气能见度(Visibility)是反映大气透明度的一个指标。一般定义为：视力正常的人在昼间能看清目标物轮廓的最大距离。在夜间则是能看清灯光发光点的最大距离。

还有一种定义为：目标的最后一些特征已经消失的最小距离。一般来说，对同一种目标，这两种定义确定的能见度大小是有差异的，后者比前者要大一些。能见度是一个对航空、航海、陆上交通以及军事活动等都有重要影响的气象要素。在航空中，一般使用前者定义的能见度。

一、概述大气能见度(Visibility)是反映大气透明度的一个指标2跑道能见度跑道能见度3分类：地面能见度空中能见度空中水平能见度空中垂直能见度空中倾斜能见度分类：地面能见度空中能见度空中水平能见度空中垂直能见度空中倾4影响能见度的天气现象主要有8种：云、降水、雾、吹雪烟幕、霾、浮尘、风沙（固体杂质形成的视程障碍）影响能见度的天气现象主要有8种：5影响能见度的因子大气透明度、灯光强度和视觉感阈大气中的悬浮物质水汽凝结物：云、降水、雾、吹雪等固体悬浮物质：烟粒、沙粒、盐粒。天气现象：风沙、烟、霾

对能见度的预报，关键是对影响能见度的天气现象的预报。天气现象:降水、雾、吹雪影响能见度的因子大气透明度、灯光强度和视觉感阈大气中的悬浮物6雾辐射雾、平流雾雾辐射雾、平流雾7烟幕：大量烟粒在逆温层下聚集使能见度小于10千米的现象。烟幕：大量烟粒在逆温层下聚集使能见度小于10千米的现象。8霾（haze）

霾的形成与污染物的排放密切相关，城市中机动车尾气以及其它烟尘排放源排出大量粒径在微米级的细小颗粒物（空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子），停留在大气中，当逆温、静风等不利于扩散的天气出现时，就形成霾。

霾（haze）霾的形成与污染物的排放密切相关，904年2月12日广州市区的霾04年2月12日广州市区的霾10霾霾11霾与逆温层霾与逆温层12沙暴2005年3月23日内蒙古包头市出现沙尘暴沙暴2005年3月23日内蒙古包头市出现沙尘暴132006年04月17日2006年04月17日14扬沙（高吹沙或尘）

扬沙（高吹沙或尘）15浮尘浮尘是由于远地或本地产生沙尘暴或扬沙后，尘沙等大量细小的固体杂质浮游在近地层的逆温层下，使能见度小于10千米的现象。浮尘出现时远方物体呈土黄色，太阳呈苍白色或淡黄色（对黄光散射强）浮尘浮尘是由于远地或本地产生沙尘暴或扬沙后，尘沙等大量16吹雪强风将地面的积雪吹起，使能见度小于10千米的现象称为吹雪（此时天空没有下雪）天空既在下雪，而地面积雪又被强风吹起的现象叫雪暴。高吹雪低吹雪吹雪强风将地面的积雪吹起，使能见度小于10千米的现象称为吹雪17形成视程障碍的天气现象符号形成视程障碍的天气现象符号18能见度的一般特征：1、易变性天气形势变化对能见度的影响(能见度一般随降雪的强度而变化)能见度的日变化:由于辐射雾一般在清晨日出时最浓

风沙天气影响下，能见度的日变化规律则表现为早晚好，午后差

（3）能见度的局地性2、空间差异大（1）空中能见度与地面有差异。原因：背景不同（2）不同方向能见度有差异。向阳(差)与背阳如雾引起的低能见度，在地势低洼地区和潮湿湖泊、沼泽地带，雾浓能见度差;而相对较高的高地，雾则较轻能见度相对较好。能见度的一般特征：1、易变性天气形势变化对能见度的影响193、能见度的气候特征能见度的地理分布：能见度的季节分布：城市低于乡村，南方低于北方，沿海低于内陆冬春两季较差，夏秋两季较好四川盆地最差，青藏高原最好冬季近地面层常有辐射逆温，大气层结稳定，烟幕和雾较多;北方的冷锋大风常造成风沙和吹雪天气。春季地面解冻，土壤疏松，且多气旋活动，北方的气旋前后部的大风常造成风沙、浮尘天气;南方的气旋常伴有雾和降水。小于4千米的能见度每年出现频数在30天以下3、能见度的气候特征能见度的地理分布：能见度的季节分布20二、雾（一）雾的概念雾是悬浮于近地面气层中的大量小水滴或冰晶而使能见度变坏的一种天气现象。二、雾（一）雾的概念雾是悬浮于近地面气层中的大量小水滴或冰晶21（二）雾的分类1、按影响能见度的程度浓雾：轻雾：能见度小于1千米能见度在1-10千米2、按雾的形成过程辐射雾平流雾蒸发雾上坡雾雨雾锋面雾（二）雾的分类1、按影响能见度的程度浓雾：轻雾：能见度小于22（三）雾形成的物理过程气流穿越等压线所引起的温度变化

温度的个别变化决定于非绝热加热和垂直运动

1、大气中的冷却过程上坡雾形成的主要物理过程雾的形成过程就是近地面层水汽达到饱和而凝结成水滴或冰晶的过程。

要使大气中水汽凝结成雾，必须通过某种物理过程使得大气中的水汽达到饱和。这种过程对于大气而言只能是降温或增湿。

（三）雾形成的物理过程气流穿越等压线所引起的温度变化温度的232、大气的增湿过程蒸发过程大气通过增湿从而达到饱和，也有利于雾的形成

水面、植被、潮湿地表的蒸发、降水过程中的蒸发都可以使大气的湿度增加蒸发过程在雾的形成过程中与其它物理过程相伴随，一般是有利于雾的形成的，尤其在干冷空气流经冷水面冷却成雾和雨雾的形成过程中，作用更大

2、大气的增湿过程蒸发过程大气通过增湿从而达到饱和，也有24（四）雾的消散过程减湿、增温空气不饱和绝热增温下垫面加热雪面干化效应太阳辐射加强风增强雾沿山坡而下，下沉绝热增温而消散（四）雾的消散过程减湿、增温空气不饱和绝热增温下垫面加热雪面25（五）辐射雾1、定义辐射雾是由于辐射冷却，近地面气温降到露点以下，水汽发生凝结（或凝华）而形成的雾。（五）辐射雾1、定义辐射雾是由于辐射冷却，近地面气温降到露点262、辐射雾的形成条件冷却条件（晴夜）湿度条件（湿度大）风力条件（微风1—3米/秒）层结条件（气层稳定）浅雾、露、霜静风

“早晨地罩雾，尽管晒稻谷”；“十雾九晴”就是指的这种辐射雾。地面的辐射冷却速度快，因而近地面空气降温也快，有利于水汽的凝结（或凝华），有利于形成辐射雾

在有微风存在时，近地面层可以产生一定的湍流，湍流混合作用，可使辐射冷却和水汽交换扩展到一定厚度（几十米甚至几百米），利于形成浓而厚的雾

在近地面层层结稳定或有逆温存在时，气层中的水汽、尘埃和杂质聚集在逆温层之下，在湍流和辐射的作用下有利于雾的形成。

2、辐射雾的形成条件冷却条件（晴夜）湿度条件（湿度大）风力条273、有利辐射雾形成的天气形势弱高压（脊）

在弱高压（脊）内，天气一般以晴好天气为主，满足辐射雾形成的冷却条件。气压梯度较小，风力微弱，容易满足风力条件。在在弱高压（脊）内，有弱的下沉运动，有利于形成下沉逆温，使得近地面层的层结稳定。

3、有利辐射雾形成的天气形势弱高压（脊）在弱高压（脊）283、有利辐射雾形成的天气形势鞍型场或均压区3、有利辐射雾形成的天气形势鞍型场或均压区294、辐射雾形成的预报●是否有逆温存在?●湿度随时间是否增加?●最低气温是否低于露点?(1)分析近地层温湿条件4、辐射雾形成的预报●是否有逆温存在?●湿度随时间是否增加?30(2)统计预报方法●分辨法●点聚图法●各因子相关法●概率回归法●数值预报产品解释应用●编码法应用统计预报方法可以结合物理意义和天气形势分析。统计预报的因子可以从与辐射雾产生关系比较密切的物理量中寻找，如温度、湿度、云量、风等，也可从数值预报的产品中寻找。(2)统计预报方法●分辨法●点聚图法●各因子相关法●概率回31点聚图法制作步骤:以四川新津地区1月份一次辐射雾过程为例：有雾区无雾区50601007080902468101218时相对湿度（%）夜间晴空时数唐代韩愈《与韦中立论道书》蜀中山高雾重，见日时少，每至日出，则群犬疑而吠之也。点聚图法制作步骤:以四川新津地区1月份一次辐射雾过程为例：有325、辐射雾消散的预报太阳高度角云风速空气湿度(1)辐射雾的消散随着早上太阳高度角增加，气温增高而加快。由于北半球夏季太阳高度角大，日出后升温快，辐射雾持续时间短，而冬季则相反，辐射雾持续时间长。(2)当天空有云时，气温升高慢，辐射雾持续时间长。无云时则相反，持续时间短。(3)同时辐射雾持续时间还与风速有关。随着风速加大，扰动加强，逆温层破坏，辐射雾消散很快。(4)有时当地面有冷锋过境，或槽后干冷空气侵入，空气湿度减小，也可使辐射雾急速消散。5、辐射雾消散的预报太阳高度角云风速空气湿度(1)辐33（六）平流雾1、定义暖而湿的空气流经冷的下界面，逐渐冷却而形成的雾称为平流雾。

2006年7月3日上午8时30分，山东蓬莱海域出现海上平流雾景观，大雾将蓬莱阁景区笼罩。新华社(于良意摄)（六）平流雾1、定义暖而湿的空气流经冷的下界面，逐渐冷却而形342004年2月长岛平流雾2006年3月5日13:20蓬莱阁2004年2月长岛平流雾2006年3月5日13:20蓬35海上暖而湿的空气流到冷的大陆上，或者海洋中暖海面的空气流到冷的海面上都可能形成平流雾。平流雾主要出现在沿海地区。平流雾的水平范围很大，可达几万平方千米。垂直厚度可达200-400米，通常呈带状或块状分布。2、平流雾形成的条件（1）冷却条件（2）平流条件（3）暖空气的湿度条件（4）低层有较稳定的层结适宜风速是2——7米/秒逆温层一般在850hPa以下形成平流雾首先要有冷的下界面，这是与暖湿空气相比而言的。暖湿空气与流经的下界面温差越大，空气通过与地面的热交换降温的速度越快，越有利于空气达到饱和，从而形成平流雾。

平流而来的暖空气湿度大、水汽充沛是形成平流雾的重要条件。在水汽充足时，空气稍加冷却就能达到饱和。

平流雾出现时，低层一般都有稳定的层结，这样可以使低层水汽在稳定层下聚集，有利于平流雾的形成

海上暖而湿的空气流到冷的大陆上，或者海洋中暖海面的363、有利于平流雾形成的天气形势（1）入海变性冷高压后部暖湿空气回流由大陆入海的冷高压在海上停留一段时间后，逐渐变性，增温、增湿，然后随高压南部的偏东气流，流回到近海的冷水面或大陆上，在近海或陆地上形成平流雾。

3、有利于平流雾形成的天气形势（1）入海变性冷高压后部暖37（2）副热带高压西部在其西部的偏东或偏南气流中往往有平流雾形成。在副高内部，大气层结本身比较稳定，加之暖湿空气流经冷的下界面，使大气层结更加稳定，因而层结条件对雾的形成是有利的。此时，如果副高的强度适中，其脊西缘正好伸至我国沿海地区，则有利于平流雾形成。

在其脊影响下形成的平流雾，不仅范围广、厚度大，且维持时间长。短则1~2天，长则5~6天以上。

（2）副热带高压西部在其西部的偏东或偏南气流中往往有平流雾38（3）气旋和低压槽东部

西南倒槽引起的平流雾

由西南倒槽引起的平流雾，主要出现在华东及华南沿海。

（3）气旋和低压槽东部西南倒槽引起的平流雾由西南倒槽引起394、平流雾的预报（1）分析近地面层的温湿条件和本站周围的天气实况（2）分析近地面气层的湍流条件（3）应用预报指标、点聚图等统计预报方法（4）平流雾生消时间的预报4、平流雾的预报（1）分析近地面层的温湿条件和本站周围的天气40谢谢第十二章气象要素预报(能见度-雾)课件41第十二章气象要素预报第三节能见度的预报第十二章气象要素预报第三节能见度的预报42大气能见度(Visibility)是反映大气透明度的一个指标。一般定义为：视力正常的人在昼间能看清目标物轮廓的最大距离。在夜间则是能看清灯光发光点的最大距离。

还有一种定义为：目标的最后一些特征已经消失的最小距离。一般来说，对同一种目标，这两种定义确定的能见度大小是有差异的，后者比前者要大一些。能见度是一个对航空、航海、陆上交通以及军事活动等都有重要影响的气象要素。在航空中，一般使用前者定义的能见度。

一、概述大气能见度(Visibility)是反映大气透明度的一个指标43跑道能见度跑道能见度44分类：地面能见度空中能见度空中水平能见度空中垂直能见度空中倾斜能见度分类：地面能见度空中能见度空中水平能见度空中垂直能见度空中倾45影响能见度的天气现象主要有8种：云、降水、雾、吹雪烟幕、霾、浮尘、风沙（固体杂质形成的视程障碍）影响能见度的天气现象主要有8种：46影响能见度的因子大气透明度、灯光强度和视觉感阈大气中的悬浮物质水汽凝结物：云、降水、雾、吹雪等固体悬浮物质：烟粒、沙粒、盐粒。天气现象：风沙、烟、霾

对能见度的预报，关键是对影响能见度的天气现象的预报。天气现象:降水、雾、吹雪影响能见度的因子大气透明度、灯光强度和视觉感阈大气中的悬浮物47雾辐射雾、平流雾雾辐射雾、平流雾48烟幕：大量烟粒在逆温层下聚集使能见度小于10千米的现象。烟幕：大量烟粒在逆温层下聚集使能见度小于10千米的现象。49霾（haze）

霾的形成与污染物的排放密切相关，城市中机动车尾气以及其它烟尘排放源排出大量粒径在微米级的细小颗粒物（空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子），停留在大气中，当逆温、静风等不利于扩散的天气出现时，就形成霾。

霾（haze）霾的形成与污染物的排放密切相关，5004年2月12日广州市区的霾04年2月12日广州市区的霾51霾霾52霾与逆温层霾与逆温层53沙暴2005年3月23日内蒙古包头市出现沙尘暴沙暴2005年3月23日内蒙古包头市出现沙尘暴542006年04月17日2006年04月17日55扬沙（高吹沙或尘）

扬沙（高吹沙或尘）56浮尘浮尘是由于远地或本地产生沙尘暴或扬沙后，尘沙等大量细小的固体杂质浮游在近地层的逆温层下，使能见度小于10千米的现象。浮尘出现时远方物体呈土黄色，太阳呈苍白色或淡黄色（对黄光散射强）浮尘浮尘是由于远地或本地产生沙尘暴或扬沙后，尘沙等大量57吹雪强风将地面的积雪吹起，使能见度小于10千米的现象称为吹雪（此时天空没有下雪）天空既在下雪，而地面积雪又被强风吹起的现象叫雪暴。高吹雪低吹雪吹雪强风将地面的积雪吹起，使能见度小于10千米的现象称为吹雪58形成视程障碍的天气现象符号形成视程障碍的天气现象符号59能见度的一般特征：1、易变性天气形势变化对能见度的影响(能见度一般随降雪的强度而变化)能见度的日变化:由于辐射雾一般在清晨日出时最浓

风沙天气影响下，能见度的日变化规律则表现为早晚好，午后差

（3）能见度的局地性2、空间差异大（1）空中能见度与地面有差异。原因：背景不同（2）不同方向能见度有差异。向阳(差)与背阳如雾引起的低能见度，在地势低洼地区和潮湿湖泊、沼泽地带，雾浓能见度差;而相对较高的高地，雾则较轻能见度相对较好。能见度的一般特征：1、易变性天气形势变化对能见度的影响603、能见度的气候特征能见度的地理分布：能见度的季节分布：城市低于乡村，南方低于北方，沿海低于内陆冬春两季较差，夏秋两季较好四川盆地最差，青藏高原最好冬季近地面层常有辐射逆温，大气层结稳定，烟幕和雾较多;北方的冷锋大风常造成风沙和吹雪天气。春季地面解冻，土壤疏松，且多气旋活动，北方的气旋前后部的大风常造成风沙、浮尘天气;南方的气旋常伴有雾和降水。小于4千米的能见度每年出现频数在30天以下3、能见度的气候特征能见度的地理分布：能见度的季节分布61二、雾（一）雾的概念雾是悬浮于近地面气层中的大量小水滴或冰晶而使能见度变坏的一种天气现象。二、雾（一）雾的概念雾是悬浮于近地面气层中的大量小水滴或冰晶62（二）雾的分类1、按影响能见度的程度浓雾：轻雾：能见度小于1千米能见度在1-10千米2、按雾的形成过程辐射雾平流雾蒸发雾上坡雾雨雾锋面雾（二）雾的分类1、按影响能见度的程度浓雾：轻雾：能见度小于63（三）雾形成的物理过程气流穿越等压线所引起的温度变化

温度的个别变化决定于非绝热加热和垂直运动

1、大气中的冷却过程上坡雾形成的主要物理过程雾的形成过程就是近地面层水汽达到饱和而凝结成水滴或冰晶的过程。

要使大气中水汽凝结成雾，必须通过某种物理过程使得大气中的水汽达到饱和。这种过程对于大气而言只能是降温或增湿。

（三）雾形成的物理过程气流穿越等压线所引起的温度变化温度的642、大气的增湿过程蒸发过程大气通过增湿从而达到饱和，也有利于雾的形成

水面、植被、潮湿地表的蒸发、降水过程中的蒸发都可以使大气的湿度增加蒸发过程在雾的形成过程中与其它物理过程相伴随，一般是有利于雾的形成的，尤其在干冷空气流经冷水面冷却成雾和雨雾的形成过程中，作用更大

2、大气的增湿过程蒸发过程大气通过增湿从而达到饱和，也有65（四）雾的消散过程减湿、增温空气不饱和绝热增温下垫面加热雪面干化效应太阳辐射加强风增强雾沿山坡而下，下沉绝热增温而消散（四）雾的消散过程减湿、增温空气不饱和绝热增温下垫面加热雪面66（五）辐射雾1、定义辐射雾是由于辐射冷却，近地面气温降到露点以下，水汽发生凝结（或凝华）而形成的雾。（五）辐射雾1、定义辐射雾是由于辐射冷却，近地面气温降到露点672、辐射雾的形成条件冷却条件（晴夜）湿度条件（湿度大）风力条件（微风1—3米/秒）层结条件（气层稳定）浅雾、露、霜静风

“早晨地罩雾，尽管晒稻谷”；“十雾九晴”就是指的这种辐射雾。地面的辐射冷却速度快，因而近地面空气降温也快，有利于水汽的凝结（或凝华），有利于形成辐射雾

在有微风存在时，近地面层可以产生一定的湍流，湍流混合作用，可使辐射冷却和水汽交换扩展到一定厚度（几十米甚至几百米），利于形成浓而厚的雾

在近地面层层结稳定或有逆温存在时，气层中的水汽、尘埃和杂质聚集在逆温层之下，在湍流和辐射的作用下有利于雾的形成。

2、辐射雾的形成条件冷却条件（晴夜）湿度条件（湿度大）风力条683、有利辐射雾形成的天气形势弱高压（脊）

在弱高压（脊）内，天气一般以晴好天气为主，满足辐射雾形成的冷却条件。气压梯度较小，风力微弱，容易满足风力条件。在在弱高压（脊）内，有弱的下沉运动，有利于形成下沉逆温，使得近地面层的层结稳定。

3、有利辐射雾形成的天气形势弱高压（脊）在弱高压（脊）693、有利辐射雾形成的天气形势鞍型场或均压区3、有利辐射雾形成的天气形势鞍型场或均压区704、辐射雾形成的预报●是否有逆温存在?●湿度随时间是否增加?●最低气温是否低于露点?(1)分析近地层温湿条件4、辐射雾形成的预报●是否有逆温存在?●湿度随时间是否增加?71(2)统计预报方法●分辨法●点聚图法●各因子相关法●概率回归法●数值预报产品解释应用●编码法应用统计预报方法可以结合物理意义和天气形势分析。统计预报的因子可以从与辐射雾产生关系比较密切的物理量中寻找，如温度、湿度、云量、风等，也可从数值预报的产品中寻找。(2)统计预报方法●分辨法●点聚图法●各因子相关法●概率回72点聚图法制作步骤:以四川新津地区1月份一次辐射雾过程为例：有雾区无雾区50601007080902468101218时相对湿度（%）夜间晴空时数唐代韩愈《与韦中立论道书》蜀中山高雾重，见日时少，每至日出，则群犬疑而吠之也。点聚图法制作步骤:以四川新津地区1月份一次辐射雾过程为例：有735、辐射雾消散的预报太阳高度角云风速空气湿度(1)辐射雾的消散随着早上太阳高度角增加，气温增高而加快。由于北半球夏季太阳高度角大，日出后升温快，辐射雾持续时间短，而冬季则相反，辐射雾持续时间长。(2)当天空有云时，气温升高慢，辐射雾持续时间长。无云时则相反，持续时间短。(3)同时辐射雾持续时间还与风速有关。随着风速加大，扰动加强，逆温层破坏，辐射雾消散很快。(4)有时当地面有冷锋过境，或槽后干冷空气侵入，空气湿度减小，也可使辐射雾急速消散。5、辐射雾消散的预报太阳高度角云风速空气湿度(1)辐74（六）平流雾1、定义暖而湿的空气流经冷的下界面，逐渐冷却而形成的雾称为平流雾。

2006年7月3日上午8时30分，山东蓬莱海域出现海上平流雾景观，大雾将蓬莱阁景区笼罩。新华社(于良意摄)（六）平流雾1、定义暖而湿的空气流经冷的下界面，逐渐冷却而形752004年2月长岛平流雾2006年3月5日13:20蓬莱阁2004年2月长岛平流雾2006年3月5