青岛近岸一次海陆风过程中大气波导成因的数值研究
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读书小笔记
作者：刘桂艳1连喜虎1高山红2高松1白涛1董琳1陈莉3
单位：1. 国家海洋局北海预报中心, 山东 青岛 266033;
2. 中国海洋大学, 山东 青岛 266100;
3. 国家海洋环境预报中心, 北京 100081
分类号：P732
出版年·卷·期（页码）：2021·38·第四期（19-26）
摘要：采用新一代区域大气数值模式WRF对2006年8月21日青岛地区一次典型的海陆风过程中的大气波导现象进行了详细的数值模拟研究，以探究海陆风过程中大气波导的形成机理。WRF数值结果较好地再现了海陆风及大气波导的发生发展过程。基于高时空分辨率的WRF数值模拟结果，对海陆风过程中大气波导的形成机制进行了详尽的分析，结果表明：湿度突变层的存在是导致波导发生的主要因素，此次波导过程无逆温层的存在；波导随海风的出现而形成。午后，海陆温差增大，海风在海陆热力性质差异的驱动下形成，并将大量水汽带到近岸，使近岸底层大气相对湿度增大，陆上暖干空气在海风环流作用下向海洋一侧平流，最终在海洋上空下沉，海洋大气边界层发展成为具有稳定层结的热内边界层；同时，下沉的干空气与底层湿空气形成较大的水汽垂直梯度，有利于大气折射指数随高度减小，形成大气波导。海风环流减弱至陆风环流形成发展后，水汽垂直混合均匀，大气波导随之减弱、消失。地形因素对波导的形成作用显著，地形的阻挡使海风携带的大量水汽在向海一侧积聚，在海风环流作用下波导形成于陡峭地形向海一侧。
关键词：海风；陆风；大气波导；WRF模式
Abstract：The atmospheric duct in a typical sea-land breeze process occurred in Qingdao on 21st August, 2006 is investigated using the state-of-the-art WRF. The WRF numerical results reasonably reproduces the occurrence and development of the sea-land breeze and atmospheric duct. Based on the WRF numerical simulation with high temporal and special resolution, a detailed analysis of the formation mechanism of atmospheric duct in the process of sea-land breeze is conducted in this paper. The results show that the existence of the layer with abrupt humidity change is the main factor leading to the occurrence of atmospheric duct, and there is no temperature inversion layer in this duct process. Moreover, the atmospheric duct occurs with the appearance of sea breeze. The land -sea temperature difference increases in the afternoon, and the sea breeze is formed driven by the difference in thermal properties between the sea and the land, which brings a large amount of water vapor to the shore and increases the relative humidity in the bottom atmosphere. Meanwhile, the warm and dry air on land is advected to the ocean side under the influence of sea breeze and sinks over the ocean in the end. The oceanatmosphere boundary layer develops into a thermal inner boundary layer with stable stratification. The sinking dry air and the bottom moist air causes a larger vertical gradient of water vapor, which is favorable to the decrease of atmospheric refractive index along with height and the formation of atmospheric duct. When the sea breeze circulation weakens and the land breeze forms and develops, the water vapor is mixed evenly in the vertical direction, and the atmospheric duct weakens and disappears. Topography plays a significant role on the formation of duct. A large amount of water vapor carried by the sea breeze accumulates on the seaward side due to the terrain obstruction, and the duct is formed on the seaward side of the steep terrain under the influence of the sea breeze circulation.
Key words：sea breeze; land breeze; atmospheric duct; WRF numerical simulation
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未来两天近海预报
预计明天，
渤海、黄海有1到1.5米的轻浪到中浪；
东海北部有1.5到2米的中浪区；
东海南部、钓鱼岛附近海域、台湾海峡、巴士海峡、台湾以东洋面有1.5到2.4米的中浪区；南海北部、中部有2.5到4.5米的大浪到巨浪区；
南海南部有2到3.5米的中浪到大浪区；
北部湾有1到2米的轻浪到中浪区。
预计后天，
南海的大浪区维持，浪高3到4.5米。
10月6~11日西北太平洋海浪数值预报
明日滨海出行提示
01 沿岸海域海况
预计明天，
三亚海域有大浪，风浪偏大，不适宜开展滨海休闲观光活动；
舟山、平潭、厦门、深圳、海口海域有中浪，我国其他主要沿岸海域有轻浪，各海域均适宜开展滨海休闲观光活动；
大连、天津、北海、海口海域受海面降雨的影响，滨海出行建议备好雨具。
我国主要沿岸海域包含：
Ⅰ大连；Ⅱ天津；Ⅲ青岛；Ⅳ连云港；Ⅴ上海；Ⅵ舟山；Ⅶ平潭；Ⅷ厦门；Ⅸ深圳；Ⅹ北海；Ⅺ海口；Ⅻ三亚。
02 主要航线海况
预计明天，
三亚至西沙北礁航线有大浪，涌浪偏大，海况恶劣，不适宜乘船出行；
大连至烟台航线有轻浪，我国其他主要旅游航线有中浪，乘船舒适度都是二级，适宜乘船出行。
我国主要旅行航线包含：
①大连-烟台；②上海-普陀山；③海口-北海；④厦门-金门；⑤深圳-珠海；⑥海口-海安；⑦三亚-西沙北礁航线。
乘船舒适度分为五级：
一级：海面状况极佳，非常适宜乘船旅行；
二级：海面状况优良，适宜乘船旅行；
三级：海面状况良好，较适宜乘船旅行；
四级：海面状况较差，基本适宜乘船旅行；
五级：涌浪偏大，不适宜乘船旅行。
03 美丽海岛海域海况
预计明天，
分界洲岛、蜈支洲岛、永兴岛、黄岩岛、永暑礁附近海域有2.7~3.3米的大浪，平潭岛、湄洲岛、东山岛、南澳岛、万山群岛、川山群岛、海陵岛、附近海域有2.3~2.4米的中浪，以上海岛都不适宜乘船出行；
南麂岛、嵛山岛、钓鱼岛、南三岛、东海岛附近海域有1.9~2米的中浪，嵊泗列岛、东极岛、普陀山、大陈岛、玉环岛、洞头岛、涠洲岛附近海域有1.3~1.7米的中浪，这些海岛较适宜乘船旅行；
我国其他各美丽海岛附近海域都是轻浪，海况不错，非常适宜乘船出行和海岛游玩。
美丽海岛是指以下的35个海岛：
觉华岛、长山群岛、菩提岛、长岛、刘公岛、灵山岛、秦山岛、连岛、崇明岛、嵊泗列岛、岱山岛、东极岛、普陀山、大陈岛、玉环岛、洞头岛、南麂岛、嵛山岛、三都岛、平潭岛、湄洲岛、东山岛、钓鱼岛、南澳岛、万山群岛、川山群岛、海陵岛、南三岛、东海岛、涠洲岛、分界洲岛、蜈支洲岛、永兴岛、黄岩岛、永暑礁。
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