综合分析大雾低云天气

『01 大雾及低云的定义和区分』

 

 

雾

       雾是悬浮在近地面层中大气中的大量微细水滴（或冰晶）的可见集合体。在近低层空气中悬浮大量小水滴或冰晶微粒，使人的视线模糊不清，当事人的水平能间距离下降到1000米以下时，就称雾。

 

低云

       低云多由水滴组成，厚的或垂直发展旺盛的低云则是由水滴、过冷水滴、冰晶混合组成。云底高度一般在2500米以下，但又随季节、天气条件及不同的地理纬度而有变化。

 

两者区分

       雾和低云的区别在于是否接地。由于雾和低云的许多物理特性十分相似，所以从观测角度来说，区分难度较大。

 

『02 下垫面及卫星观测特性』

 

下垫面

       下垫面是大气与其下界的固态地面或液态水面的分界面，是大气的主要热源和水汽源，也是低层大气运动的边界面。因此下垫面的性质对大气物理状态与化学组成的影响很大。不同下垫面的粗糙度、辐射平衡、热量平衡和辐射差额等差别较大，对空气流动的影响也大不一样，常形成不同的小气候。

 

卫星观测特性

       基于卫星观测仪器的特性，卫星观测目标主要为下垫面顶部，且不具备物理穿透性。

 

『03 卫星遥感对于大雾和低云的区分』

 

卫星遥感区分大雾和低云

       ① 云顶温度：夜晚云顶温度低的是低云

       ② 水汽浓度：大雾水汽相对高

       ③ 白天可见光：大雾从云结构上比低云更平滑

 

       有两种情况看起来像雾，但是实际没有标示出来

       ① 相对水汽浓度，没有达到设定的最低的阈值

       ② 云顶发展过高，温度过低，判定其已经成为低云

       水汽浓度和云顶温度，是判别大雾和低云的两个主要指标，当然还要结合很多其他波段因素，来综合判断。

 

『04 实例分析大雾与低云』

 

新疆低云大雾混合天气案例

       2019年01月25日，乌鲁木齐机场遭遇春运开始以来首场严重冻雾天气。大雾在1月25日清晨5点开始出现，26日早上仍持续存在，对航班造成了一定影响。此外，华南和华东地区近期也有大雾天气。

 

       针对新疆冻雾实例，我们打开当天的卫星云图，选择新疆乌鲁木齐机场所在区域进行大雾识别，却没有得到任何大雾图层。而同一时期，华东地区的大雾演变趋势却识别得非常准确，这是怎么回事呢？

 

新疆区域大雾识别图

 

华南华东地区大雾识别图

 

       接下来，让我们使用云微物理进行辅助分析。根据国际通用色标定义，深蓝色区域为大雾，浅蓝色区域为雾、草绿色区域为低云。

 

       （UTC）2019-01-24 22:00，即北京时间25日上午06:00，新疆地区上空存在较厚低云，并不断向乌鲁木齐机场所在地蔓延。乌鲁木齐机场开始产生巨大冻雾，如下图所示：

 

       （UTC）2019-01-25 22:00 ，即北京时间26日上午06:00，乌鲁木齐机场已完全被低云大雾混合天气覆盖，与新闻报道相符，如下图所示：

 

 

       由于新疆冬季温度低，大雾低云混合体温度较低，雾气抬升较为强烈，顶部发展较高，云顶温度已低于260K。一般卫星观测定义，云顶温度高于268K以上才定义为大雾。基于卫星观测特性，卫星从上方观测下垫面顶部得出云微物理属性结果，判定该区域属于非常明显的低云区。故而大雾识别并未对此区域有所反映，恰恰证明了两种不同的系统算法判断的正确性和一致性。

 

印度低云大雾混合天气案例

       我们可以对比同一时间，印度区域发生的低云大雾混合天气。

 

       从云微物理属性来看，可以看出在印度存在大量的低云大雾混合天气区域。根据国际通用色标定义，图中红框左上侧绿色箭头所指草绿色区域为低云天气，而红框右下蓝色箭头所指艳绿偏蓝色区域则已经是大雾天气。

 

 

       从大雾识别来看，可观察出该区域左上侧绿色箭头所指草绿色低云区，中部因为云顶发展较高，云顶温度较低，已被判定为低云，故而未产生大雾图层。而在其周边区域，由于云高发展较低，云顶温度高于268K，识别为处于低云区边缘的大雾。右下角蓝色箭头所指艳绿偏蓝色区域，则被正常识别为大雾。

 

 

 

       通过以上案例，对于晨昏、夜间阶段出现的大雾低云混合天气，可以采用夜间云微物理属性和大雾识别配合的方法进行验证分析。而对于出现在白天的大雾，由于非常典型，且出现几率小，更容易识别，一般不需要用到这种方法。

 

『 信赖钺云，选择钺云，领跑世界 』