北京及周边地区雾形成的边界层特征

？采用国家科学技术部“973”项目北京环境大气外场科学实验(BECAPEX)获得的大气边界层探测,包括大气风廓线仪、系留气艇、铁塔边界层梯度观测及超声风速仪等探测、大气成分探测以及常规高空、地面和加密自动气象站(AWS)观测资料,对2001年2月北京及周边罕见大雾过程进行综合分析.对大雾的形成、发展、持续等不同阶段边界层动力、热力特征及层结结构演变特征进行分析.结果表明:(ⅰ)作为城市大雾的典型例子,北京及周边此次持续大雾形成前期低空出现逆温,城市及周边大气中烟尘污染物SO2及NO2在城市低空积聚.起雾前,随着SO2及NO2浓度的增加,凝结度迅速增长;大雾期间,随着凝结度增长,SO2及NO2浓度反而下降.表明城市大气污染物作为凝结核在低空堆积对触发凝雾起重要作用.(ⅱ)采用铁塔上布设的梯度平均场观测仪器及超声脉动风速仪的脉动观测资料分析,均得到起雾之前,在边界层低层有强扰动信号出现.即起雾前约10h,边界层低层平均及扰动动能均出现显著跃升.揭示起雾前低空风切变增大,有利于湍流的激发.此强信号对指示起雾、监测和预测雾的发生、发展十分有意义.(ⅲ)雾一旦形成后,雾的凝结反馈效应使逆温层在大气低空的中、上层产生抬升、维持与再建过程,对城市雾的持续起重要作用.