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【视频】城市雾海奇观是怎么形成的?这不是“云海”而是“平流雾”

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【视频】城市雾海奇观是怎么形成的?这不是“云海”而是“平流雾”

云海一般在冬季、初春和深秋时节发生概率比较大,在夏季发生较少,因为气温升高回事云凝结的高度升高,云层超过山顶,因此看不到云海。

作者:木一

雾是一种常见的天气现象,当贴近地面或海面的空气中悬浮的大量水滴或者冰晶微粒,使水平能见度降到1km以内,这就是我们所熟知的雾天。从高处看,虽然“云海”般的雾景很美,但在日常生活中,雾天会给人们带来很多不便甚至危害。

首先,它对海陆空交通运输会带来严重的影响,机场附近出现平流雾时气象条件达不到飞行标准,造成航班返航备降或者航班的取消。公路上能见度下降,容易易造成车祸;其次,细菌等微生物会附着在雾上,对人们的健康极为不利;另外,雾对农业、渔业生产等活动也有很大的影响。

然而,还有这么一种雾:当你走到海边,看到雾气在楼宇间快速游走或在海面上跌宕起伏,感觉空气潮湿和冷风阵阵,这不是“云海”,也不是“液氮撒了”,更不是“妖怪来了”,这是平流雾。

平流雾

平流雾是风将雾气吹动形成的,它在一天中任何时间都有可能出现,常常发生在沿海城市的春秋季节。

图 平流雾来袭

当一股温暖潮湿的空气,被风吹到温度较低的海边或者地面,水蒸气冷凝形成雾,在风的吹动下快速水平运动,这就形成了平流雾。具体来说,平流雾的形成需要以下几个条件:

图 平流雾中的大连星海湾大桥

(1)海水表面温度

黄海是中国海平流雾生平率最高的海域,在春夏季节,黄海海面是一个水温相对较低的区域,空气的露点温度(在气压一定的情况下,使空气冷却达到饱和而凝结成液态水时的温度)高于其下方的水面温度,空气中水汽容易达到饱和,容易形成雾。

(2)大气中的水汽含量

只有当空气中的水汽压(水汽压可以间接表示大气中水汽含量)大于海水表面的饱和水汽压时,也就是说空气中水汽含量大于海水表面水汽含量,水汽达到饱和才能发生凝结,形成雾滴。

(3)大气稳定度特征

平流雾形成时,在大气层低层都存在一个气温随高度增加或不变的层带(逆温层或等温层),该层带能阻止了低层大气向上对流发展和水汽向高层扩散,最终使水汽聚集在低部大气层中,利于平流雾的形成。这说明平流雾是大气处于相对稳定状态下的一种凝结现象。

(4)温度差

大气温度高于海水表面温度才能形成雾。因为气温高于水温,海水表面上空将有逆温层产生,水汽才能大量集聚在大气底层;若气温低于或等于海水表面温度,海面上没有逆温层阻挡,海面蒸发的水汽向上输送就会畅通,这样底层水汽不足,平流雾便难以形成。

(5)风场特征

特定的风向和合适的风速是平流雾生成和维持的重要因素,如果风速太小(≤2 m/s),则不利于平流雾的生成和发展;如果风速太大(≥12 m/s)时,则会导致平流雾消散或升高变为低云;当风速适合(≥2 m/s 或≤8m/s)时,平流雾的出现频率最高。

然而,当以下情况发生时,平流雾就会消散:

(1)地表或海面温度升高,雾气蒸发;(2)风速增大将平流雾抬升形成云;(3)风向转变或风停止,暖湿气流中断。

平流雾可分为两类:平流冷却雾和平流蒸发雾。一般来说,当气温高于海温时,从空气输向海面的显热交换居主要地位,促使海面上的暖空气因冷却而凝结成冷却雾。反之,气温低于水温时,海水向上蒸发,增加空气的水汽量,在凝结的作用下形成蒸发雾。(示意图见下图)

图 平流冷却雾和平流蒸发雾示意图

辐射雾&平流雾

在生活中,还有一种更为常见的“雾”叫做辐射雾,它多出现在夜间或清晨,因地表湿度大、温度低,水蒸气冷凝而形成的,要注意的是,它与“辐射”没有任何关系。辐射雾和平流雾最大的区别就是平流雾会“流动”,而辐射雾几乎是静止的。

平流雾与辐射雾进行对比

平流雾&云海

图 山中云海

看到平流雾,大家不自觉地会想到山里出现的“云海”,平流雾与云海在外观上很相似,相比平流雾,云海可以给人以更壮观的感觉。平流雾主要发生在近地面,而云海一般发生在800~1200米之间,这还是因为大气中低层的气温降低,层积云的凝结高度下降至800~1200米之间。云海一般在冬季、初春和深秋时节发生概率比较大,在夏季发生较少,因为气温升高回事云凝结的高度升高,云层超过山顶,因此看不到云海。

平流雾观测与观看

气象学工作者会使用多普勒声雷达、数字式探空仪等专业设备对平流雾进行观测研究,深入认识近海海雾的天气气候特征,分析雾的成因,这对于做好海雾预报有很大帮助,从而可以降低海雾对生产生活的影响。而我们吃瓜群众欣赏平流雾只需要带上相机,去海边地势较高的地方去观看这神奇的自然景象就好。

图 在高处俯瞰城市中的平流雾

参考文献:

1.程相坤, 蔡冬梅. 大连地区辐射雾与平流雾边界层温度场及风场对比[J]. 气象科技, 2010, 38(4):427-431.

2.任满亮, 邹皓羽. 大连机场一次平流海雾天气过程分析[J]. 中国民航飞行学院学报, 2017, 28(4):54-57.

3.卞若玢, 杨波, 赵世昌. 大连市旅顺口区海雾气候特征及形成机制分析[J]. 现代农业科技, 2017(12):211-212.

4.沈澄, 姜有山, 刘冬晴. 南京秋季辐射雾与平流雾边界层气象要素特征比较[J]. 气象科技, 2013, 41(3):552-557.

5.黄继雄, 窦利军, 阿利曼. 首都机场平流雾特征分析与预报[J]. 气象科技, 2011, 39(1):50-55.

出品:科普中国

制作:木一

监制:中国科学院计算机网络信息中心

本文来源于“中国科普博览”公众号(kepubolan),转载请注明公众号出处

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云海一般在冬季、初春和深秋时节发生概率比较大,在夏季发生较少,因为气温升高回事云凝结的高度升高,云层超过山顶,因此看不到云海。

作者:木一

雾是一种常见的天气现象,当贴近地面或海面的空气中悬浮的大量水滴或者冰晶微粒,使水平能见度降到1km以内,这就是我们所熟知的雾天。从高处看,虽然“云海”般的雾景很美,但在日常生活中,雾天会给人们带来很多不便甚至危害。

首先,它对海陆空交通运输会带来严重的影响,机场附近出现平流雾时气象条件达不到飞行标准,造成航班返航备降或者航班的取消。公路上能见度下降,容易易造成车祸;其次,细菌等微生物会附着在雾上,对人们的健康极为不利;另外,雾对农业、渔业生产等活动也有很大的影响。

然而,还有这么一种雾:当你走到海边,看到雾气在楼宇间快速游走或在海面上跌宕起伏,感觉空气潮湿和冷风阵阵,这不是“云海”,也不是“液氮撒了”,更不是“妖怪来了”,这是平流雾。

平流雾

平流雾是风将雾气吹动形成的,它在一天中任何时间都有可能出现,常常发生在沿海城市的春秋季节。

图 平流雾来袭

当一股温暖潮湿的空气,被风吹到温度较低的海边或者地面,水蒸气冷凝形成雾,在风的吹动下快速水平运动,这就形成了平流雾。具体来说,平流雾的形成需要以下几个条件:

图 平流雾中的大连星海湾大桥

(1)海水表面温度

黄海是中国海平流雾生平率最高的海域,在春夏季节,黄海海面是一个水温相对较低的区域,空气的露点温度(在气压一定的情况下,使空气冷却达到饱和而凝结成液态水时的温度)高于其下方的水面温度,空气中水汽容易达到饱和,容易形成雾。

(2)大气中的水汽含量

只有当空气中的水汽压(水汽压可以间接表示大气中水汽含量)大于海水表面的饱和水汽压时,也就是说空气中水汽含量大于海水表面水汽含量,水汽达到饱和才能发生凝结,形成雾滴。

(3)大气稳定度特征

平流雾形成时,在大气层低层都存在一个气温随高度增加或不变的层带(逆温层或等温层),该层带能阻止了低层大气向上对流发展和水汽向高层扩散,最终使水汽聚集在低部大气层中,利于平流雾的形成。这说明平流雾是大气处于相对稳定状态下的一种凝结现象。

(4)温度差

大气温度高于海水表面温度才能形成雾。因为气温高于水温,海水表面上空将有逆温层产生,水汽才能大量集聚在大气底层;若气温低于或等于海水表面温度,海面上没有逆温层阻挡,海面蒸发的水汽向上输送就会畅通,这样底层水汽不足,平流雾便难以形成。

(5)风场特征

特定的风向和合适的风速是平流雾生成和维持的重要因素,如果风速太小(≤2 m/s),则不利于平流雾的生成和发展;如果风速太大(≥12 m/s)时,则会导致平流雾消散或升高变为低云;当风速适合(≥2 m/s 或≤8m/s)时,平流雾的出现频率最高。

然而,当以下情况发生时,平流雾就会消散:

(1)地表或海面温度升高,雾气蒸发;(2)风速增大将平流雾抬升形成云;(3)风向转变或风停止,暖湿气流中断。

平流雾可分为两类:平流冷却雾和平流蒸发雾。一般来说,当气温高于海温时,从空气输向海面的显热交换居主要地位,促使海面上的暖空气因冷却而凝结成冷却雾。反之,气温低于水温时,海水向上蒸发,增加空气的水汽量,在凝结的作用下形成蒸发雾。(示意图见下图)

图 平流冷却雾和平流蒸发雾示意图

辐射雾&平流雾

在生活中,还有一种更为常见的“雾”叫做辐射雾,它多出现在夜间或清晨,因地表湿度大、温度低,水蒸气冷凝而形成的,要注意的是,它与“辐射”没有任何关系。辐射雾和平流雾最大的区别就是平流雾会“流动”,而辐射雾几乎是静止的。

平流雾与辐射雾进行对比

平流雾&云海

图 山中云海

看到平流雾,大家不自觉地会想到山里出现的“云海”,平流雾与云海在外观上很相似,相比平流雾,云海可以给人以更壮观的感觉。平流雾主要发生在近地面,而云海一般发生在800~1200米之间,这还是因为大气中低层的气温降低,层积云的凝结高度下降至800~1200米之间。云海一般在冬季、初春和深秋时节发生概率比较大,在夏季发生较少,因为气温升高回事云凝结的高度升高,云层超过山顶,因此看不到云海。

平流雾观测与观看

气象学工作者会使用多普勒声雷达、数字式探空仪等专业设备对平流雾进行观测研究,深入认识近海海雾的天气气候特征,分析雾的成因,这对于做好海雾预报有很大帮助,从而可以降低海雾对生产生活的影响。而我们吃瓜群众欣赏平流雾只需要带上相机,去海边地势较高的地方去观看这神奇的自然景象就好。

图 在高处俯瞰城市中的平流雾

参考文献:

1.程相坤, 蔡冬梅. 大连地区辐射雾与平流雾边界层温度场及风场对比[J]. 气象科技, 2010, 38(4):427-431.

2.任满亮, 邹皓羽. 大连机场一次平流海雾天气过程分析[J]. 中国民航飞行学院学报, 2017, 28(4):54-57.

3.卞若玢, 杨波, 赵世昌. 大连市旅顺口区海雾气候特征及形成机制分析[J]. 现代农业科技, 2017(12):211-212.

4.沈澄, 姜有山, 刘冬晴. 南京秋季辐射雾与平流雾边界层气象要素特征比较[J]. 气象科技, 2013, 41(3):552-557.

5.黄继雄, 窦利军, 阿利曼. 首都机场平流雾特征分析与预报[J]. 气象科技, 2011, 39(1):50-55.

出品:科普中国

制作:木一

监制:中国科学院计算机网络信息中心

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