雾的长期变化特征包括两个方面,雾频次(雾日)与雾生命时间(持续时间)。前人研究表明,雾频次在近30年内呈下降趋势。然而,雾生命时间也是雾的重要气候特征之一,因气象长期观测数据时间分辨率通常不够高,雾持续时间变化特征及其原因很少被系统地研究过。
收集1960~2010年江苏、安徽19个站点人工记录的天气现象数据,该数据记录了每次雾过程的生消时间(精确到分钟),因此可以分析雾持续时间变化趋势并探讨变化原因。在19个站点中,有17个站点雾持续时间显著增加,平均每10年增长25min;雾生成时间在50年间没有明显变化,而消散时间平均延后约1hr。通过背景站与非背景站的对比,发现雾持续时间的延长是由气溶胶污染导致的。气溶胶的对雾的促进作用体现在气溶胶-辐射相互作用(ARI;直接效应)与气溶胶-云相互作用(ACI;间接效应)上,两者对雾的相对影响无法从观测数据中进行分离,因此利用WRF-Chem模式模拟中国东部一次连续大雾过程,阐述ARI与ACI影响雾生命时间的机理。
模式很好再现雾的空间分布和时间变化。一系列敏感性实验表明:ACI增加雾含水量,扩大雾区面积,使雾持续时间延长66min;然而,ARI对雾影响不强,仅使雾延长3min。这是因为在污染情形下生成大量更小的雾滴,抑制雾滴沉降,有利于雾的维持;且雾滴消光能力远强于气溶胶,阻挡更多太阳辐射,抑制地表感热加热,推迟雾消散。进一步实验表明,在不同的水汽条件、气溶胶污染场景下,ACI对雾持续时间的影响都远强于ARI。因此对气溶胶需要采取有效减排措施,以降低雾持续时间,减轻雾天气的危害。
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