朱雯娜，王清平，王春紅，陳陽(yáng)權(quán)

（1.南京大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京210093；2.民航新疆空管局氣象中心，新疆 烏魯木齊830016）

低云、低能見(jiàn)度天氣嚴(yán)重影響航班的正常運(yùn)行，其中機(jī)場(chǎng)濃霧天氣是造成大面積航班延誤的首要原因，對(duì)于濃霧探測(cè)與監(jiān)測(cè)，氣象衛(wèi)星資料對(duì)北疆沿天山一帶陰?kù)F[1-2]天氣的霧區(qū)分布與變化有一定的監(jiān)測(cè)能力，但無(wú)法有效監(jiān)測(cè)烏魯木齊機(jī)場(chǎng)附近局地小范圍的霧，且衛(wèi)星資料時(shí)空分辨率相對(duì)偏低。烏魯木齊機(jī)場(chǎng)的風(fēng)廓線雷達(dá)，探測(cè)范圍為3000 m以下，可提供邊界層虛溫資料，對(duì)于監(jiān)測(cè)近地面風(fēng)場(chǎng)以及溫度層結(jié)與變化有一定的作用，特別是監(jiān)測(cè)東南風(fēng)層強(qiáng)弱變化對(duì)濃霧監(jiān)測(cè)非常有幫助[2-3]，但是風(fēng)廓線雷達(dá)0～200 m高度為其探測(cè)盲區(qū)。新疆區(qū)域內(nèi)自動(dòng)氣象站對(duì)周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)起到重要作用，但是站點(diǎn)空間分布較為稀疏，部分站點(diǎn)要素不全（如缺少能見(jiàn)度），資料獲取的及時(shí)性也受限于傳輸條件有較大延遲。總之，就目前的探測(cè)監(jiān)測(cè)能力而言，尚無(wú)法滿足航空氣象服務(wù)對(duì)濃霧天氣的監(jiān)測(cè)與預(yù)警需求。

微波輻射計(jì)通過(guò)被動(dòng)遙感測(cè)量大氣中氧氣、水汽和液態(tài)水的多通道微波輻射強(qiáng)度，可獲取高達(dá)10 km的大氣溫度、濕度和液態(tài)水含量廓線分布，分鐘級(jí)分辨率的數(shù)據(jù)可全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)天氣過(guò)程的演變，有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和較高的應(yīng)用價(jià)值。隨著微波輻射計(jì)技術(shù)的不斷進(jìn)步，近些年來(lái)微波輻射計(jì)觀測(cè)數(shù)據(jù)已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用于人工影響天氣，強(qiáng)對(duì)流、霧、霾等研究及實(shí)際業(yè)務(wù)應(yīng)用[3-11]。微波輻射計(jì)在遙感監(jiān)測(cè)霧的形成與發(fā)展過(guò)程方面更具優(yōu)勢(shì)，Guo等[12]在對(duì)中國(guó)華北一次持續(xù)性霧、霾天氣的研究中發(fā)現(xiàn)，微波輻射計(jì)相對(duì)濕度廓線的變化可以反映輻射霧向平流霧的轉(zhuǎn)化過(guò)程。趙金霞[13]利用MP-3000A微波輻射計(jì)觀測(cè)資料，對(duì)16次天津大霧典型個(gè)例的發(fā)生、維持及消散時(shí)近地層溫濕結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了分析。

微波輻射計(jì)的探測(cè)優(yōu)勢(shì)在航空氣象危險(xiǎn)復(fù)雜天氣監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)預(yù)警方面的應(yīng)用前景也開(kāi)始引起關(guān)注。2016年10月起，北京愛(ài)爾達(dá)電子設(shè)備有限公司的Airda-HTG3型微波輻射計(jì)開(kāi)始在烏魯木齊機(jī)場(chǎng)試用。本文選取2016—2017年烏魯木齊機(jī)場(chǎng)冬季濃霧個(gè)例，分類總結(jié)微波輻射計(jì)監(jiān)測(cè)探空氣象要素的特點(diǎn)，對(duì)微波輻射計(jì)在烏魯木齊機(jī)場(chǎng)冬季濃霧監(jiān)測(cè)方面進(jìn)行評(píng)估，也為烏魯木齊機(jī)場(chǎng)濃霧預(yù)報(bào)預(yù)警提供支持。

1 資料與方法

使用2016年11月—2017年1月烏魯木齊機(jī)場(chǎng)Airda-HTG3型地基多通道微波輻射計(jì)資料，對(duì)流層溫度垂直分辨率在1000 m以下為100 m，1000～2000 m 為 200 m，2000～10 000 m 為 400 m；對(duì)流層濕度垂直分辨率在500 m以下為50 m，500～2000 m 為 150 m，2000～10 000 m 為 250 m；共14個(gè)通道，時(shí)間間隔約3 min，輸出產(chǎn)品包括探空溫度、相對(duì)濕度、絕對(duì)濕度、液態(tài)水等。另外還包括烏魯木齊機(jī)場(chǎng)逐小時(shí)主導(dǎo)能見(jiàn)度、跑道視程、降水量資料和 NCEP 0.25°×0.25°的 FNL 分析資料。

2 濃霧個(gè)例選取與分類

按照《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)-霧的預(yù)報(bào)等級(jí)》中的術(shù)語(yǔ)和定義，將霧的等級(jí)依據(jù)當(dāng)時(shí)的能見(jiàn)度，劃分為5個(gè)等級(jí)。而航空氣象多使用主導(dǎo)能見(jiàn)度和跑道視程（Runway Visual Range，簡(jiǎn)稱 RVR），主導(dǎo)能見(jiàn)度指觀測(cè)到的超過(guò)機(jī)場(chǎng)四周一半或以上范圍內(nèi)所具有的能見(jiàn)度值，跑道視程指在跑道中線，航空器上的飛行員能看到跑道面上的標(biāo)志或跑道邊界燈或中線燈的距離。

本文借鑒國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，兼顧影響航空運(yùn)行的天氣標(biāo)準(zhǔn)，將所選個(gè)例標(biāo)準(zhǔn)確定為烏魯木齊機(jī)場(chǎng)天氣實(shí)況（Meteorological Aerodrome Report，簡(jiǎn)稱 METAR/Special Meteorological Aerodrome Report，簡(jiǎn)稱SPECI）持續(xù)2 h（含）以上出現(xiàn)主導(dǎo)能見(jiàn)度≤500 m，且跑道主降方向跑道視程≤550 m，所選出個(gè)例則稱為“濃霧”。由此共選出10個(gè)濃霧個(gè)例，并根據(jù)濃霧出現(xiàn)時(shí)環(huán)流形勢(shì)將濃霧個(gè)例分為兩類：Ⅰ類為槽后脊前；Ⅱ類為偏西氣流弱短波（表1）。

2.1 Ⅰ類濃霧個(gè)例（6例）

Ⅰ類濃霧個(gè)例（圖1），環(huán)流形勢(shì)與《新疆短期天氣預(yù)報(bào)指導(dǎo)手冊(cè)》[1]中對(duì)陰?kù)F天氣的暖脊型經(jīng)典分類類似。其形勢(shì)演變特點(diǎn)為濃霧天氣出現(xiàn)前一天左右有一個(gè)低槽入侵北疆，造成一次降水天氣過(guò)程，使低層增濕，在濃霧持續(xù)階段，500 hPa高空?qǐng)D上低槽已經(jīng)經(jīng)過(guò)烏魯木齊東移至哈密附近，北疆地區(qū)處于槽后—脊前西北氣流控制中，脊線在國(guó)境線附近，并配合有溫度脊。地面圖上，蒙古冷高壓位置偏西，烏魯木齊位于冷高壓底后部，易形成逆溫，形勢(shì)趨于穩(wěn)定。霧區(qū)覆蓋北疆沿天山一帶，北疆沿天山一帶相對(duì)濕度>80%，烏魯木齊機(jī)場(chǎng)相對(duì)濕度80%～85%。Ⅰ類濃霧個(gè)例在濃霧結(jié)束后主導(dǎo)能見(jiàn)度1～2 h以內(nèi)上升至1000 m的個(gè)例占比70%。

2.2 Ⅱ類濃霧個(gè)例（4例）

Ⅱ類濃霧個(gè)例（圖2），環(huán)流形勢(shì)與《新疆短期天氣預(yù)報(bào)指導(dǎo)手冊(cè)》[1]中對(duì)陰?kù)F天氣的槽前型經(jīng)典分類類似。其形勢(shì)演變特點(diǎn)為西風(fēng)帶上弱波動(dòng)影響北疆地區(qū)，為北疆北部或沿天山一帶增濕（有時(shí)會(huì)在北疆北部西部，或者北疆沿天山一帶出現(xiàn)微雪），卻又不能徹底破壞北疆沿天山一帶的穩(wěn)定層結(jié)，使得波動(dòng)過(guò)后，濃霧再次出現(xiàn)。500 hPa高空?qǐng)D上低槽位于里咸海附近，北疆偏西偏北地區(qū)處于槽前西南氣流控制，地面圖上，烏魯木齊處于帶狀高壓底部，伊犁河谷有低壓倒槽東伸。霧區(qū)覆蓋北疆盆地大部，北疆盆地大部相對(duì)濕度>80%，烏魯木齊機(jī)場(chǎng)相對(duì)濕度80%～85%。Ⅱ類濃霧個(gè)例濃霧結(jié)束后仍然維持較低的主導(dǎo)能見(jiàn)度，主導(dǎo)能見(jiàn)度500～1000 m持續(xù)4 h以上的個(gè)例占比75%。

表1 濃霧個(gè)例出現(xiàn)時(shí)間、持續(xù)時(shí)間和類型

圖1 6例濃霧個(gè)例合成分析500 hPa高空?qǐng)D（a）、地面圖（b）和相對(duì)濕度圖（c）

3 個(gè)例分析

圖2 4例濃霧個(gè)例合成分析500 hPa高空?qǐng)D（a）、地面圖（b）和相對(duì)濕度（c）

對(duì)上述濃霧個(gè)例，在濃霧出現(xiàn)和結(jié)束前后、維持階段，微波輻射計(jì)監(jiān)測(cè)到的綜合水汽含量（垂直積分水汽總量即大氣整層水汽含量，單位為kg/m2）、絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度、液態(tài)水、探空氣溫等變化進(jìn)行深入分析，其要素變化值如表2所示。由此可得10個(gè)濃霧個(gè)例全部為凍霧，氣溫在0℃以下，濃霧持續(xù)期間主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)或者風(fēng)向不定，風(fēng)速變化范圍0～3 m/s，相對(duì)濕度≥85%。選取有代表性的三次濃霧個(gè)例進(jìn)行詳細(xì)描述，包括2個(gè)Ⅰ類濃霧個(gè)例（編號(hào)2、編號(hào)9），1個(gè)Ⅱ類濃霧個(gè)例（編號(hào)7）。

表2 微波輻射計(jì)觀測(cè)的最大絕對(duì)濕度、最大逆溫溫差和人工觀測(cè)的主導(dǎo)能見(jiàn)度、氣溫、風(fēng)

3.1 2016年11月28日—29日（Ⅰ類濃霧）

烏魯木齊機(jī)場(chǎng)2016年11月28日18：00（北京時(shí)，下同）—29日13：00出現(xiàn)濃霧，濃霧持續(xù)18.5 h（圖 3），主導(dǎo)能見(jiàn)度 100～250 m，跑道視程大多維持在125～325 m，造成311架次航班延誤、401架次航班取消，29日 11：45—30日 20：50小雪，過(guò)程降水量0.3 mm。

圖3 2016年11月28—29日主導(dǎo)能見(jiàn)度和跑道視程

在濃霧持續(xù)階段2016年11月28日20時(shí)500 hPa高空?qǐng)D上低槽經(jīng)過(guò)烏魯木齊東移至甘肅省內(nèi)，北疆地區(qū)處于槽后西北氣流控制中，中亞至新疆西部為寬廣的高壓脊控制，形勢(shì)趨于穩(wěn)定。同時(shí)次地面圖上，烏魯木齊位于冷高壓底部，有利于近地面降溫，形成逆溫（圖 4）。

圖4 2016年11月28日20時(shí)500 hPa高空?qǐng)D（a）和地面圖（b）

3.1.1 水汽條件分析

11月28—29日綜合水汽含量持續(xù)緩慢減少，濃霧出現(xiàn)時(shí)綜合水汽含量為6 kg/m2降至濃霧結(jié)束時(shí)4.5 kg/m2。濃霧出現(xiàn)前近地面絕度濕度從3.2 g/m3增至3.6 g/m3，濃霧持續(xù)階段緩慢減少，至濃霧結(jié)束時(shí)降至3.0 g/m3。

濃霧出現(xiàn)前（28日11：00）8000 m高度出現(xiàn)相對(duì)濕度50%以上的濕區(qū)，至濃霧出現(xiàn)（17：30）50%以上的濕區(qū)高度降至2000 m，隨后下降至（22：00）1100 m并維持；濃霧出現(xiàn)前（16：00）近地面相對(duì)濕度不斷增大，相對(duì)濕度（16：00）為75%的濕區(qū)，濃霧出現(xiàn)時(shí)（17：30），200 m高度出現(xiàn)相對(duì)濕度為90%～95%的濕區(qū)；濃霧持續(xù)階段（23：30時(shí)）近地面高度125 m出現(xiàn)相對(duì)濕度為95%～100%的濕區(qū)，高度250 m相對(duì)濕度為90%～95%的濕區(qū)；濃霧結(jié)束時(shí)（13：40—14：40）近地面相對(duì)濕度短暫下降，近地面相對(duì)濕度為95%～100%濕區(qū)消失，隨后近地面相對(duì)濕度為95%～100%濕區(qū)再次出現(xiàn)，整體變化不大，此時(shí)主導(dǎo)能見(jiàn)度大于1 km，伴隨小雪（圖5）。

濃霧屬于凍霧時(shí)，液態(tài)水含量較少，即便探測(cè)到液態(tài)水，也不是霧層中的液態(tài)水。在此例中，濃霧出現(xiàn)前沒(méi)有液態(tài)水，濃霧出現(xiàn)3 h后（28日20：30）出現(xiàn)液態(tài)水，逐漸增多，29日03：00達(dá)到峰值120 g/m2，而液態(tài)水廓線顯示液態(tài)水存在于1800～2700 m，對(duì)應(yīng)相對(duì)濕度小于50%區(qū)域，顯然不是霧層中的液態(tài)水。

3.1.2 層結(jié)條件分析

圖5 2016年11月28—29日相對(duì)濕度廓線

圖6 2016年11月28—29日20：00時(shí)探空氣溫廓線

由探空溫度廓線（圖6）可見(jiàn)，濃霧出現(xiàn)前（28日08：00）高度 5000 m 以下探空氣溫增溫；17：00 起近地面探空氣溫持續(xù)降溫出現(xiàn)貼地逆溫，逆溫層高度位于250 m，逆溫溫差2℃，隨后逆溫逐漸加強(qiáng)，濃霧出現(xiàn)并持續(xù)；至29日07：00，逆溫層高度位于1100 m，逆溫溫差11℃；08：00近地面出現(xiàn)等溫層，逆溫層脫離地面形成脫地逆溫；濃霧結(jié)束（13：40）等溫層高度增至320 m，脫地逆溫層高度位于1200 m，逆溫溫差14℃。

3.2 2016年12月31日—2017年1月1日（Ⅰ類濃霧）烏魯木齊機(jī)場(chǎng)2016年12月31日21時(shí)—

2017年1月1日10時(shí)出現(xiàn)濃霧（圖7），主導(dǎo)能見(jiàn)度100～300 m，RVR 大多維持在 225～450 m，造成75架次航班延誤、38架次航班取消，1日02：40—12：50伴隨凝結(jié)飄雪，過(guò)程降水量0.0 mm。

圖7 2016年12月31日—2017年1月1日主導(dǎo)能見(jiàn)度和跑道視程

在濃霧持續(xù)階段（圖8），2017年1月500 hPa高空?qǐng)D上低槽經(jīng)過(guò)烏魯木齊東移至蒙古境內(nèi)，北疆地區(qū)處于槽后淺脊控制，形勢(shì)趨于穩(wěn)定。同時(shí)次的地面圖上，烏魯木齊位于冷高壓底部，有利于近地面降溫，形成逆溫。

3.2.1 水汽條件分析

濃霧出現(xiàn)階段綜合水汽含量呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，變化范圍在5～6 kg/m2之間。濃霧出現(xiàn)前（1日19：00）近地面絕度濕度為3.2g/m3增至濃霧出現(xiàn)時(shí)（22：00）3.4 g/m3，濃霧持續(xù)階段絕對(duì)濕度緩慢減少，至濃霧結(jié)束時(shí)絕對(duì)濕度降至2.8 g/m3。

濃霧出現(xiàn)前（12月31日16：00）8000 m高度出現(xiàn)相對(duì)濕度50%以上的濕區(qū)，至濃霧出現(xiàn)（21：00）50%以上的濕區(qū)高度降至2000 m；濃霧出現(xiàn)時(shí)近地面相對(duì)濕度明顯增大，250 m高度出現(xiàn)相對(duì)濕度為90%～95%的濕區(qū)；濃霧持續(xù)階段（1月 1日 02：00）近地面高度700 m出現(xiàn)相對(duì)濕度為95%～100%的濕區(qū)，并維持；濃霧結(jié)束時(shí)近地面相對(duì)濕度為95%～100%的濕區(qū)消失，300 m高度相對(duì)濕度為90%～95%的濕區(qū)（圖9）。

圖8 2017年1月1日02時(shí)500 hPa高空?qǐng)D（a）和地面圖（b）

圖9 2016年12月31日（a）—2017年1月1日（b）相對(duì)濕度廓線

濃霧出現(xiàn)前沒(méi)有液態(tài)水，濃霧出現(xiàn)后40 min出現(xiàn)液態(tài)水并迅速增大，有數(shù)個(gè)波峰，最大峰值250 g/m2；07：00起液態(tài)水迅速減少，濃霧結(jié)束后（11：30）液態(tài)水消失。液態(tài)水廓線高度1300～2100 m，對(duì)應(yīng)相對(duì)濕度＜85%區(qū)域，同樣不是霧層中的液態(tài)水。

3.2.2 層結(jié)條件分析

濃霧出現(xiàn)前（31日20：00）等溫層高度位于200 m，探空氣溫為-8℃，200 m以上為減溫層，隨后近地面降溫；21：00貼地逆溫層建立濃霧出現(xiàn)，隨后逆溫層加厚抬升，22：00達(dá)到最強(qiáng)，逆溫層高度位于330 m，逆溫溫差6℃；02：00近地面出現(xiàn)減溫層，減溫層高度位于300 m，減溫溫差1℃，高度300～1000 m為脫地逆溫層；濃霧結(jié)束前，09：00近地面出現(xiàn)等溫層-12℃，高度位于400 m，隨后近地面緩慢升溫，-12 ℃（10：00）升至-9 ℃（17：00）（圖 10）。

3.3 2016年12月12日（Ⅱ類濃霧）

烏魯木齊機(jī)場(chǎng)2016年12月12日05：00—14：30出現(xiàn)濃霧，主導(dǎo)能見(jiàn)度100～200 m。RVR大多維持在175～550 m，造成85架次航班延誤、49架次航班取消。

2016年12月9—12日烏魯木齊凍霧和小雪多次交替出現(xiàn)，12日08時(shí) 500 hPa圖上低槽位于里咸海附近，北疆偏西偏北地區(qū)處于槽前西南氣流控制之下。同時(shí)次地面圖上，北疆處于蒙古冷高壓底后部，伊犁河谷有低壓倒槽東伸（圖11）。

3.3.1 水汽條件分析

濃霧持續(xù)期間綜合水汽含量、絕對(duì)濕度持續(xù)降低，綜合水汽含量從10 kg/m2降至8 kg/m2。絕對(duì)濕度從5.8 g/m3降至5.0 g/m3。

濃霧出現(xiàn)前（12 日 02：00—05：00）1000 m 高度出現(xiàn)相對(duì)濕度為90%～95%的濕區(qū)，200～300 m高度層出現(xiàn)95%～100%的濕區(qū)；濃霧出現(xiàn)時(shí)相對(duì)濕度為90%～95%的濕區(qū)高度驟升至2000 m，相對(duì)濕度為95%～100%的濕區(qū)接地，高度驟升至1300 m；濃霧持續(xù)階段（06：30—10：20）相對(duì)濕度為 90%～95%的濕區(qū)高度1000 m左右，相對(duì)濕度為95%～100%的濕區(qū)間斷出現(xiàn)，11：30相對(duì)濕度為90%～95%的濕區(qū)高度1200 m，相對(duì)濕度為95%～100%的濕區(qū)高度1500 m；濃霧結(jié)束時(shí)（14：30）相對(duì)濕度為90%～95%的濕區(qū)下降至800 m，相對(duì)濕度為95%～100%的濕區(qū)高度下降至500 m（圖 12）。

圖10 2016年12月31日（a）—2017年1月1日（b）探空氣溫廓線

此例是唯一探測(cè)到霧層中的液態(tài)水，濃霧出現(xiàn)前（12 日 02：40—04：10）沒(méi)有液態(tài)水；04：10—05：30凍霧出現(xiàn)液態(tài)水迅速增至200 g/m2，隨后降低為50 g/m2（08：00），11：30 時(shí)再次出現(xiàn)波峰，達(dá)到300 g/m2；濃霧結(jié)束時(shí)液態(tài)水在100～200 g/m2波動(dòng)。12日04：30—12日11：00液態(tài)水廓線濃霧持續(xù)，高度 500～1400 m，未接地。

3.3.2 層結(jié)條件分析

由探空氣溫廓線（圖13）可見(jiàn)，濃霧出現(xiàn)前（12日03：00）近地面持續(xù)降溫，形成貼地逆溫，03：00逆溫層高度位于300 m，逆溫溫差2℃；濃霧持續(xù)階段逆溫溫差1℃；濃霧結(jié)束時(shí)減溫層高度位于200 m，減溫溫差2℃，脫地逆溫層高度350～750 m。3.4 不同類型濃霧個(gè)例對(duì)比分析

3.4.1 水汽條件

除了個(gè)例9（Ⅰ類），濃霧均出現(xiàn)在綜合水汽含量持續(xù)下降階段，濃霧出現(xiàn)前1 h降幅0.1～1.5 kg/m2；綜合水汽含量Ⅱ類濃霧比Ⅰ類濃霧略大，Ⅰ類濃霧綜合水汽含量4～7 kg/m2，Ⅱ類濃霧綜合水汽含量8～11 kg/m2。絕對(duì)濕度從地面向上遞減，集中在1000 m以下；濃霧存續(xù)期間近地面絕對(duì)濕度在1 g/m3范圍內(nèi)小幅波動(dòng)；近地面絕對(duì)濕度Ⅱ類濃霧比Ⅰ類濃霧略大，Ⅰ類濃霧絕對(duì)濕度多數(shù)為2～4 g/m3，Ⅱ類濃霧絕對(duì)濕度多數(shù)為5～7 g/m3。

相對(duì)濕度為50%以上的濕區(qū)高度在Ⅰ類濃霧出現(xiàn)前持續(xù)下降，4～6 h之間高度從5000 m甚至更高，降至2000 m以下；濃霧出現(xiàn)前1 h近地面相對(duì)濕度增幅5%～15%，近地面出現(xiàn)相對(duì)濕度為90%以上的濕區(qū)，并在垂直方向擴(kuò)展、接地，高度1000 m以下；如果近地面出現(xiàn)相對(duì)濕度為95%以上的濕區(qū)，主導(dǎo)能見(jiàn)度多數(shù)小于300 m；濃霧結(jié)束，近地面相對(duì)濕度下降5%～15%。Ⅱ類濃霧出現(xiàn)前1 h近地面相對(duì)濕度增幅5%～15%，近地面出現(xiàn)相對(duì)濕度為95%以上的濕區(qū)，并在垂直方向擴(kuò)展、接地，高度500～1500 m，相對(duì)濕度為90%以上的濕區(qū)高度超過(guò)3500 m；濃霧結(jié)束時(shí)，相對(duì)濕度減少5%左右。

圖12 2016年12月11—12日相對(duì)濕度廓線

圖13 2016年12月11—12日探空氣溫廓線

雖然微波輻射計(jì)探測(cè)到的液態(tài)水和液態(tài)水廓線大多數(shù)并不是在霧層當(dāng)中，但是也有其規(guī)律，Ⅰ類濃霧液態(tài)水與液態(tài)水廓線多伴隨持續(xù)3 h以上濃霧出現(xiàn)，濃霧出現(xiàn)時(shí)或持續(xù)1 h之后出現(xiàn)，隨后液態(tài)水迅速增大，最大值不超過(guò)300 g/m2；濃霧結(jié)束前1 h液態(tài)水明顯下降，多數(shù)在濃霧結(jié)束時(shí)降至0 g/m2，高度1500～3000 m。Ⅱ類濃霧液態(tài)水與液態(tài)水廓線與濃霧同時(shí)出現(xiàn)或早于濃霧出現(xiàn)，隨后液態(tài)水迅速增大，最大值達(dá)到400 g/m2；濃霧結(jié)束前1 h液態(tài)水明顯下降，在濃霧結(jié)束時(shí)下降至100～200 g/m2，高度500～3000 m；濃霧結(jié)束時(shí)多數(shù)液態(tài)水廓線高度下降并接地。

3.4.2 層結(jié)條件

近地面探空氣溫持續(xù)降溫同時(shí)出現(xiàn)貼地逆溫層30～60 min，Ⅰ類濃霧出現(xiàn)，500～1500 m 高度探空氣溫增溫出現(xiàn)更早；濃霧持續(xù)階段多數(shù)逆溫層加強(qiáng)或維持，逆溫層高度位于400 m左右，逆溫溫差2℃以上，多數(shù)逆溫層高度持續(xù)抬升，濃霧結(jié)束前形成脫地逆溫；濃霧結(jié)束時(shí)近地面探空氣溫增溫，或脫地逆溫層高度抬升至1000 m左右，同時(shí)高度300 m或更高以下為等溫層。與Ⅰ類濃霧相同，Ⅱ類濃霧近地面降溫也是主導(dǎo)能見(jiàn)度轉(zhuǎn)差的關(guān)鍵點(diǎn)；與Ⅰ類濃霧不同，Ⅱ類濃霧持續(xù)階段逆溫層高度抬升并略有減弱，濃霧結(jié)束前多數(shù)形成脫地逆溫，近地面出現(xiàn)等溫層或減溫層，并且高度抬升至500 m或以上，濃霧結(jié)束。

4 結(jié)論

選取2016—2017年烏魯木齊機(jī)場(chǎng)冬季10個(gè)濃霧個(gè)例，首先根據(jù)濃霧出現(xiàn)時(shí)環(huán)流形勢(shì)將濃霧個(gè)例分為兩類：Ⅰ類為槽后—脊前；Ⅱ類為偏西氣流弱短波。其次通過(guò)分析機(jī)場(chǎng)實(shí)況得出濃霧個(gè)例全部為凍霧，氣溫在0℃以下，濃霧持續(xù)期間主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)或者風(fēng)向不定，風(fēng)速變化范圍0～3 m/s，相對(duì)濕度≥85%。最后通過(guò)分析濃霧個(gè)例總結(jié)出微波輻射計(jì)監(jiān)測(cè)濃霧在出現(xiàn)、持續(xù)、結(jié)束等不同階段的氣象要素變化特點(diǎn)有：

（1）90%濃霧出現(xiàn)在綜合水汽含量持續(xù)下降階段，濃霧出現(xiàn)前1 h降幅0.1～1.5 kg/m2。絕對(duì)濕度從地面向上遞減，集中在1000 m以下，濃霧存續(xù)期間近地面絕對(duì)濕度在1 g/m3范圍內(nèi)小幅波動(dòng)。

（2）濃霧出現(xiàn)前1 h近地面相對(duì)濕度增幅5%～15%；濃霧出現(xiàn)時(shí)近地面空氣相對(duì)濕度出現(xiàn)90%以上的濕區(qū)，多數(shù)出現(xiàn)相對(duì)濕度為95%以上的濕區(qū)，并向垂直方向擴(kuò)展、接地；近地面相對(duì)濕度為95%以上的濕區(qū)消失，主導(dǎo)能見(jiàn)度好轉(zhuǎn)。

（3）微波輻射計(jì)探測(cè)到的液態(tài)水和液態(tài)水廓線大多數(shù)并不是在霧層當(dāng)中。液態(tài)水出現(xiàn)即迅速增大，最大值可達(dá)400 g/m2，濃霧結(jié)束前1 h液態(tài)水明顯下降。

（4）濃霧出現(xiàn)前30～60 min近地面探空氣溫持續(xù)降溫，同時(shí)出現(xiàn)貼地逆溫層，500～1500 m高度增溫出現(xiàn)更早；濃霧結(jié)束前形成脫地逆溫層，近地面出現(xiàn)等溫層或減溫層；濃霧結(jié)束時(shí)近地面增溫，或近地面等溫層或減溫層高度達(dá)到300 m以上。

因此利用微波輻射計(jì)探測(cè)資料可輔助烏魯木齊機(jī)場(chǎng)冬季濃霧的監(jiān)測(cè)和預(yù)警，并有助于預(yù)報(bào)員向相關(guān)部門(mén)提供更及時(shí)、準(zhǔn)確的氣象信息，保障航班正常安全運(yùn)行。