高被引論文選編

高被引論文選編

“霧預報”主題

來源數據庫：SCI-E和CAJD，檢索時段：2014—2015年

MTSAT濕度反演數據在黃海海霧臨近預報中的同化——Assimilating MTSAT-derived humidity in nowcasting sea fog over the Yellow Sea. Weather and Forecasting, 2014, Vol. 29, No. 2.

中國海洋大學的王永明等發展了一種基于WRF模式的擴展的三維變分資料同化（3DVAR）方法，同化了中國黃海海域海霧初始階段的衛星濕度數據。海霧的屬性，包括其水平分布和厚度，利用經驗方法從MTSAT衛星的紅外和可見光云圖中反演得到。海霧中的相對濕度可認為是100%，濕度反演相當于測定海霧的水平分布和垂直厚度。研究針對兩次海霧事件開展了試驗，一次是廣泛分布在黃海的海霧，另一次海霧的分布主要是沿海岸呈狹長分布。

對于第一種的霧廣泛分布的情況，MTSAT數據的同化大大提高了對海霧區域的預報，這種改善歸因于一個更加真實的海洋邊界層（MBL）的再現，以及對濕度和溫度廓線的更好描述。對于第二種的霧狹長分布的情況，如果不同化MTSAT濕度數據，模式將完全不能重現這次海霧事件。然后，研究又將本3DVAR方法應用到10個以上的海霧事件中，以評價它對模擬的影響。結果發現，MTSAT濕度數據同化不僅提高了海霧預報，而且為MBL提供了更好的濕度和溫度結構信息。交通事故的一個重要原因，因此有必要更好地了解霧的形成，以提高對霧的預報能力。而霧預報能力的改善，需要加深對霧從形成到消散過程中的眾多復雜機制的了解。2012年冬季（2012年10月2日—2013年1月7日），在巴黎西南20km的典型的半城市區域開展了一場以霧研究為目的的外場試驗，試驗被命名為ParisFog。試驗中測量的霧參數包括：1）兩個不同進氣系統后面的總的、填隙（非活性）干顆粒數量及尺寸分布；2）周邊環境的填隙水合氣溶膠和霧液滴的大小分布；3）不同超飽和度的云凝結核數濃度。對于本次外場試驗檢測到的總計17次霧事件，氣溶膠粒子通過它們的吸濕特性、霧液滴激活特征和對光散射的貢獻進行了表征。瑞士的保羅·謝爾聯邦研究所的Hammer等的分析結果表明，這些霧事件中，粒子吸濕能力總體較低，吸濕性參數平均值為0.14，這可能是由當地交通和木材燃燒排放造成。對環境中氣溶膠粒度分布的測量發現，臨界濕直徑（大于該直徑，水合氣溶膠會被激活成霧滴）是相當大的（中間值為2.6μm），而對于不同霧事件，該值的變化也很大（1～5μm）。因此，活性霧滴的數量是非常少的，非活性水合粒子對光散射有顯著貢獻，從而導致能見度的下降。

2012/13 ParisFog外場試驗期間依賴于與大小有關的顆粒活化效應——Size-dependent particle activation properties in fog during the ParisFog 2012/13 field campaign. Atmospheric Chemistry and Physics, 2014, Vol. 14, No. 19.

大霧導致的能見度下降是導致

冰霧觀測和模擬綜述——A review on ice fog measurements and modeling. Atmospheric Research, 2014, Vol. 151, No. SI.

冰霧是高海拔、高緯度地區低溫時節經常出現的一種現象。冰霧可導致能見度下降，這是引起航空事故的一個重要原因。根據加拿大交通部的資料，當僅考慮天氣因素時，加拿大北方高緯度區域航空事故的發生率可能是加拿大全國航空事故發生率的25倍。而僅考慮低能見度引起的航空事故時，這個數字為31倍。在加拿大北方的冬季，約1/4的時間都會出現冰霧。為了預防冰霧導致的能見度下降，需要對冰霧的預報和監測有較好理解。為此，這篇由加拿大環境部的Gultepe等撰寫的冰霧觀測和模擬的綜述文章，回顧了目前對冰霧的微物理過程的認識，展望了冰霧觀測、微物理性質的遙感反演、冰霧數值預報面臨的挑戰。

霧的消光能力和液態水含量之間的關系——Relationship between optical extinction and liquid water content in fogs. Atmospheric Measurement Techniques, 2014, Vol. 7, No. 5.

20世紀70年代末的研究表明，霧的紅外消光能力和液態水含量（LWC）之間存在簡單的線性關系。這種關系使得利用后向散射激光雷達檢測LWC的垂直廓線成為可能。不過，該研究有一個很大的不足：由于研究使用的通風收集管的局限，導致半徑>15μm的顆粒有所損失（只有部分被檢測到），所以無法評價較大液滴對霧的影響。為此，法國國家科學研究院的Klein等利用最先進的儀器重新研究了這種線性關系。結果表明，該線性關系仍然適用（至少對于試驗間所觀測到的大多數輻射霧）。同時，研究也使用更準確的液滴折射率數據，分析了液滴折射率對線性關系系數的影響。以往研究在涉及霧滴折射率時，通常的做法是將其假設為純水。這種假設對于大的液滴可能是有效的，但對于小的液滴，其可信性值得懷疑，因為液滴通常是由具有高度可變的化學組份組成的凝結核所形成。本研究表明，凝結核性質將主要影響到具有小液滴和較少液態水含量的輕霧。

貝葉斯決定性網絡在墨爾本機場霧預報中的應用——Fog forecasting for Melbourne Airport using a Bayesian decision network. Weather and Forecasting, 2015, Vol. 30, No. 5.

澳大利亞墨爾本機場每年大約會出現12次霧事件。準確的霧預報對于降低航空業的安全風險具有重要意義。然而，由于霧物理過程的復雜性和局地地理、天氣條件的影響，霧預報存在不小的難度。貝葉斯網絡（Bayesian networks，BNs）方法是一種廣泛用于許多應用領域的預測、診斷和風險評價的概率推理工具。以往研究曾關注過幾種BNs方法在概率天氣預報中的應用，但迄今為止，沒有任何一種BNs應用在天氣預報業務中。澳大利亞莫納什大學的Boneh等基于34年（1972—2005年）的數據，發展了一種用于墨爾本機場霧預報的貝葉斯決定性網絡（這里稱作貝葉斯客觀霧預報信息網絡，簡稱為BOFFIN）方法。通過參數的標定，以保證貝葉斯網絡具備與先前的業務預測方法同等或更好的性能，使其能被用作業務決策支持工具。基于BOFFIN方法，本研究評價了8年的時段內（2006—2013年）貝葉斯網絡的業務應用效果。結果顯示，貝葉斯網絡的應用顯著提高了霧預報的準確率。而且，因為BOFFIN的技巧、可視化和解釋組件，該方法已經被預報員接受。

針對沿海沙漠地區交通安全的霧預測：機器學習方法對短時臨近預報技巧的改進——Fog prediction for road traffc safety in a coastal desert region: Improvement of nowcasting skills by the machine-learning approach. Boundary-Layer Meteorology, 2015, Vol. 157, No. 3.

基于機器學習算法—決策樹理論，斯洛伐克Microstep-MIS公司的Bartoková等提出了一種針對迪拜海岸沙漠地區的臨近霧預報模式。所研究區域自動氣象站的高頻觀測被用作模式分析的數據庫。研究發現，與耦合WRF模式和PAFOG霧模式相比，決策樹提高了前6h的預報技巧。而且，通過將耦合霧預報模式的模擬結果集成在決策樹的訓練數據庫中，可進一步提高決策樹的效果：檢測概率、錯報比和Gilbert技巧評分分別達到了0.88、0.19和0.69。基于這些，研究認為，對于提前6h的迪拜區域的霧預報，最好的方法就是本研究新發展的機器學習算法，而超過6h的預報，耦合數值模式是最好的選擇。

2002—2005年和2007年巴西北部海港馬塞約機場的霧事件——Fog events at Maceio Airport on the northern coast of Brazil during 2002–2005 and 2007. Pure and Applied Geophysics, 2015, Vol. 172, No. 10.

巴西Alagoas-UFAL聯邦大學的Fedorova等以巴西馬塞約機場2002—2005年和2007年發生的全部8次霧事件為例，研究了霧形成的物理過程、PAFOG霧模式效果，以及植被對霧預報的可能影響。研究發現，對于8次霧事件，NCEP/ DOE II、ECMWF和WRF模式都能識別到低層弱的抬升。高層的下沉在ECMWF和WRF模式中占據主導。根據WRF模式，霧的典型溫度廓線可分為3層：1）很薄但具有很高濕度的逆溫層（上達166m，985hPa）；2）條件性不穩定層（985～860hPa）；3）干燥穩定層（860hPa以上）。能見度在200～300m的中等強度的霧的形成常伴隨著海洋冷卻，而弱霧與海洋變暖有關。利用3次霧事件，檢驗了PAFOG模式的效果，其中2個是令人滿意的。霧持續時間和強度的滿意結果可提前9h得到。而植被方面，研究指出，快速生長的甘蔗對低能見度預報沒有顯著影響。

我國近年霧研究方法及研究熱點——《氣象科技》2014年第42卷第1期

王博妮等對近年來霧的各項研究的最新進展和研究成果進行總結和概括，包括氣候統計方法對霧特征的研究、數值模擬方法對霧的機制研究、霧微物理結構研究、霧的監測識別與預報技術研究。在此基礎上，針對目前霧研究領域的熱點和未來可能的研究方向進行了分析，包括高速公路大霧天氣的研究、霾研究、霧與城市化相互作用以及沿海和復雜地形地區霧的研究。 文章指出，要做到對霧的生消、維持和微物理特征等方面的全面徹底的了解，及對特殊區域霧的監測，還需要大量實測資料的積累和進行更深入的研究。1）在完善數值模式的基礎上，設置合理精細化的陸面過程參數；2）針對不同區域找出相應的方法對現存棘手的城市霧多發地區開展近地面的微物理結構觀測；3）利用衛星遙感監測資料，實現對霧的全天候監測；4）研究氣象條件對大氣污染物擴散能力的影響，有效調控污染物的排放，可探求出城市霧治理的新方法。

華北平原一次嚴重區域霧霾天氣分析與數值預報試驗——《中國科學院大學學報》2014年第31卷第3期

張小玲等針對2013年1月27—31日中國華北平原地區持續5d的霧和霾天氣進行綜合分析和數值預報。研究表明，霧和霾過程期間華北平原高空以平直緯向環流為主，沒有明顯冷空氣活動，地面多為風速小、相對濕度較大等不利于污染物擴散和稀釋的弱氣壓場；大氣層結構穩定、低空逆溫頻率高強度大，且存在明顯的低層逆濕條件，邊界層內污染物的水平和垂直擴散能力差。穩定、高濕的氣象條件對細粒子PM2.5質量濃度的形成、積聚和維持比較有利，造成嚴重的區域性低能見度及霧和霾天氣。氣象化學耦合模式WRF-Chem預報系統對此次霧和霾過程期間天氣系統演變和PM2.5質量濃度的空間分布及高濃度持續時間、消散減弱等過程做出了較好的預報。模式預報出霧和霾期間PM2.5質量濃度在京津冀平原地區達到300μg/m3嚴重污染，主要分布在北京城區及以南的河北、天津等重點城市和區域，部分地區可達400μg/m3以上，與華北地形和城市群分布有很好的對應關系，在華北平原山前容易形成氣流的輻合區和高污染區。

北京2013年霧霾天氣特點和服務應對措施——《氣象科技》2014年第42卷第3期

石增云等對2013年1月北京出現的持續嚴重霧和霾天氣的成因及特點做了分析，結果表明持續霧和霾天氣是由于穩定的層結、持續偏南風及較低的氣溫共同影響造成。依據服務經驗，重點對霧和霾天氣的預報及服務措施進行了細致的分析。在預報上，利用氣象部門數值模擬和天氣預報的技術優勢，針對霧和霾的區域性分布特點，為政府部門提供準確的預報和直觀的產品；在服務上，注意抓好時機，利用氣象部門的特殊角色，對政府部門、公眾和專業用戶，根據他們的需求特點，提供相關的服務。另外，還對今后霧和霾服務氣象部門需要加強的工作，提出了相關的建議：1）加強污染氣象條件基礎性研究，提高污染氣象條件的預報能力；2）為政府部門治污措施提供科學的決策依據；3）開展有針對性的科普宣傳措施，提高環保意識；4）制定相關空氣污染氣象條件行業標準；5）啟動應急機制。

從京津冀霧霾天氣淺議我國能源結構調整的緊迫性——《中國科技信息》2014年第7期

近年來，霧和霾對我國環境所造成的影響已經不容忽視，尤其是京津冀地區霧和霾天氣尤為嚴重，其關乎億萬中國人的健康問題。對霧和霾的治理刻不容緩。甄春陽等研究了霧和霾的產生原因、危害，并從治理計劃、日常監測預報、政策法規、預防知識四個方面解讀霧和霾治理現狀，著重從能源結構調整的角度分析我國霧和霾治理的必要性及緊迫性，并給出了應對霧和霾等環境突出問題的合理化建議。文章指出我國石油進口依賴和煤炭主導的經濟模式必須改變。1）大力發展煤炭潔凈使用技術，大力開發可替代清潔能源，推進光伏產業、生物混合燃料的推廣；2）提高對環保企業的扶持力度，向大眾推廣環保理念；3）普及霧霾預防知識，研發成本低且能有效預防PM2.5的口罩；4）完善相關法律法規制度。

降水偏差訂正的頻率（或面積）匹配方法——《氣象》2014年第40卷第5期

李俊等針對AREM模式降水預報的偏差特征，開展了基于頻率（或面積）匹配方法的降水偏差訂正試驗，重點介紹了該方法的原理和實現過程，并對訂正前后的結果進行了系統檢驗，深入分析了該方法的優缺點并指出了可能的改進方向。經過3個月降水集中期（2012年6—8月）的逐日試驗分析結果表明：1）該方法能顯著改善模式降水預報中雨量和雨區范圍的系統性偏差，訂正后降水預報的范圍和平均強度與實況更加接近；2）偏差愈大訂正效果愈好；3）原理上此法不能訂正降水的落區位置偏差，但通過改變雨區范圍的大小，訂正后降水預報的TS和ETS的評分也有一定程度提高，尤其是小雨量段，訂正使數值預報的“有雨或無雨”的定性降水預報的質量得到明顯改善。針對該方法“不能改進降水落區偏差”的局限性，提出了5種可以改進和嘗試的方法，同時指出，該方法和原理可以用于單站降水預報、霧和水文的流域預報的偏差訂正。

2014年9—11月T639、ECMWF及日本模式中期預報性能檢驗——《氣象》2015年第41卷第2期

趙曉琳對2014年9—11月T639、 ECMWF及日本數值模式的中期預報產品進行了對比分析和檢驗。結果表明：3個模式對亞洲中高緯環流形勢的調整和演變及850hPa溫度轉折性變化具有較好的中期預報性能，但對北方的溫度預報偏差明顯大于南方。對于副熱帶高壓脊線的位置，T639和EC模式都有較好的預報能力，EC模式比T639模式偏差小。EC模式對于1416號臺風鳳凰的路徑及強度預報效果與零場接近，T639和JP模式預報與實況相差較大。T639和EC模式對有利霧和霾發生的靜穩天氣形勢均有較好的中期預報能力，但對驅散霧和霾的冷空氣，EC模式預報與零場更加一致。

江西一次大霧天氣診斷分析和ECMWF集合預報產品釋用——《氣象與減災研究》2014年第37卷第1期

肖安等利用常規氣象資料，對2013年11月15日出現在江西省北部地區的一次大霧天氣過程進行了診斷分析，并利用ECMWF集合預報產品對該大霧天氣過程的預報進行了解釋應用。診斷結果表明，該次大霧天氣過程是一次典型的輻射霧。14日傍晚到夜間，江西省北部地區轉處冷高壓控制，陰轉晴，冷空氣和地面輻射共同造成的冷卻作用明顯；大霧發生時的逆溫層高度大約在981hPa；1～3m/s的風速有利于形成較厚的冷卻層；地面相對濕度大，水汽充足。通過對ECMWF集合預報的氣溫、地面濕度、地面風速和天空總云量預報產品的釋用，可以在大霧出現的前日判斷出江西省西北部地區同時滿足輻射霧出現4個條件（水汽、晴空輻射冷卻、微風、近地層的穩定層結）的概率最大，因此出現大霧的可能性最大；江西其他地區不能同時滿足4個條件，出現大霧天氣的可能性很小。隨著對集合預報產品的不斷深入挖掘，可以進一步提高集合預報對大霧等災害性天氣的預報能力。