贵州高速公路大雾分布特征及预报指标探讨

利用2016—2017年气象站逐小时观测资料,分析了贵州高速公路大雾分布特征,筛选了9次典型大雾天气过程,分析锋面大雾和辐射大雾形成机理,探讨贵州高速公路大雾预报指标。结果表明:贵州高速公路大雾分布极不均匀,具有显著的地域性特点,沪昆高速玉屏县附近和普安县附近、兰海高速息烽县附近、贵遵复线开阳境内、杭瑞高速大方县附近是大雾最频发中心。锋面大雾的形成和维持与静止锋云系发展、锋面系统东西摆动、低空水汽持续辐合、锋面逆温维持等因素有关。辐射大雾的形成维持主要与冷高压影响、辐射降温作用、近地面水汽条件等因素有关。从大气环流形势、静止锋变化趋势、大气层结状况、水汽和动力条件、地面要素预报等方面总结了贵州高速公路大雾预报指标。     

一次持续性大雾天气过程的分析

利用地面常规观测资料和NCEP再分析资料,对2007年12月19日至21日江苏省一次连续大雾天气过程进行了初步诊断分析。通过对主要物理量的计算和分析,总结出了该次大雾天气过程的环流背景、大雾动力和热力特征及大雾发生、维持和消散的天气学条件。结果表明:稳定的高空环流形势,地面弱高压的维持,近地层的辐射冷却和地面湿度大是这次大雾产生的必要条件,而低层西南暖湿气流的输入是大雾长时间维持的原因。使得大雾消散的原因是由于强冷空气入侵,出现偏北大风和降温,破坏了稳定的大气层结。     

天津武清地区低能见度天气统计分析

武清区地处京津走廊,是京津主通道的关键节点和重要枢纽,但同时来自北京和天津的污染物在不同的天气条件下也会影响该地区。气象观测资料显示武清地区也是大雾、霾等低能见度天气的高发地区。应用武清1980—2009年"气表-1"资料,统计分析天津武清地区大雾、霾等的天气气候特征。     

平潭3～5月大雾预报指标研究

通过分析1984~2013年平潭国家基本气象站地面观测资料、FNL1.0°×1.0°和ERA-Interim再分析资料,基于定量统计法及Min-max标准化处理方法,总结出引起平潭大雾的环流形势,得到了平潭3~5月大雾预报指标。结论如下:(1)平潭大雾主要发生在3~5月,一天中多出现于凌晨3~8时,中午及午后少有出现;(2)地面倒槽是形成平潭大雾最主要的环流形势;(3)水汽条件是平潭发生大雾最主要的影响因子。     

河北省中南部一次持续性大雾过程分析

利用常规观测资料、加密观测资料、微波辐射计资料以及NCEP再分析资料等,对河北省中南部2018年11月11—15日大雾过程的形成维持原因和边界层特征等方面进行分析.结果表明:此次大雾性质复杂,经历了辐射雾-平流辐射雾-平流雾的转换,且持续时间长,范围广;短波槽过后的晴空条件有利于夜间辐射降温,大尺度的下沉运动和槽前暖平流的输送使得逆温层发展,稳定层结建立并维持;近地层弱风条件和风场的明显辐合有利于大雾的长时间维持;中南部1000 hPa水汽辐合区的维持为大雾的发生发展创造了有利的水汽条件;雾层的湿度和温度垂直结构特征明显,300 m以下相对湿度达85%以上,边界层有逆温存在,大雾发展期间逆温层顶伸展至1000 m左右;雾层中的冷中心及低温区与相对湿度的高值区基本吻合.     

山西高速公路沿线大雾天气特征及预报服务

根据山西省高速公路沿线17个气象站1971年—2000年气候资料,分析了大雾的地域分布及其天气气候特征,并在此基础上将各路段的大雾天气划分为不同的预报服务期和不同的预报服务路段,为高速交通气象服务提供了有力的依据。     

绵阳机场一次大雾过程的分析与研究

本文利用常规观测资料、机场自动观测资料、以及NCEP/NCAR的2.5°×2.5°格点的再分析资料对绵阳机场2011年12月的一次大雾过程进行分析,结果表明：高层弱高压脊控制,地面处于均压场中,是有利于绵阳机场大雾形成的一个大气环流形式;中低层充足的水汽及较强的逆温层为大雾维持提供了有力条件;大雾开始生成时,中低层有弱辐散下沉区,使中下层水汽汇合,阻止水汽向上扩散;大雾维持阶段600hPa以下为弱辐散下沉作用,大雾消散阶段600hPa以下开始弱辐合上升为主,辐散场的变化对大雾的生消演变指示意义明显;机场的小气候环境决定了当机场风向由西南或偏西方向转为东南向的过程中,跑道能见度随之下降。     

2012年2月海南岛一次大雾天气的V-3θ图分析

以海南岛一次大雾天气过程为例,研究基于V-3θ图的结构模型和溃变原理概念模型的制作、原理和机制,进行中尺度灾害性天气事件的预测.分析表明:①天气形势的分析在灾害性大雾的分析预报中有着举足轻重的作用;②对于灾害性大雾,以925～850 hPa东南风、底层偏北风、滚流为代表的多要素结构信息在大雾的生消和预报上起着非常好的指示作用;③雾和大气层结密切相关,在大雾期间的变化与天气条件及能见度有着较好的对应关系.     

泰州大雾预报方法

本文统计分析了泰州大雾的气候特征、形成大雾的天气形势及其特征,研究了针对泰州地区的大雾预报方法。并通过对2006年10月至2008年10月两年的大雾预报进行检验,预报准确率较高,对大雾预报有很好的指导作用。     

南平市秋冬大雾时空分布及形成条件分析

利用1984—2013年南平市10个台站地面气象观测资料,分析南平市秋冬大雾的时空分布特征及其环流背景和气象条件。结果表明,大雾是闽北秋冬常见的灾害性天气,局地性强,分布很不均匀,受到武夷山脉地形以及河流湖泊的影响,山区山涧溪流较多的地区为频发中心。雾的日变化明显,3时和5～6时为大雾发生高峰时段,8～9时为大雾消散高峰时段,雾的持续时间以3h内的频次最多。500hPa为槽后西北气流和地面变性冷高的均压场最有利秋冬大雾的发生。近地面层空气潮湿、逆温层存在、合适的风力和降温条件都对大雾的发生有很好的指示作用。     

辅助驾驶系统中浓雾天识别方法分析

辅助驾驶系统中通过计算能见度信息对雾天进行识别的方法存在一定的局限性。针对此问题,利用机器学习方法设计了可用于辅助驾驶系统的浓雾天识别算法,避免了基于能见度识别雾天的局限性。首先建立了基于驾驶场景的图像训练集;然后基于卷积神经网络和胶囊网络分别设计卷积神经网络-浓雾识别(convolutional neural networks-dense fog recognition, CNN-DFR10)和胶囊网络-浓雾识别(capsule networks-dense fog recognition, CN-DFR5)两种浓雾天识别算法模型,算法模型通过设置概率阈值的方法对天气类型进行区分,不同的概率值范围对应不同的天气类型。最后对比分析CNN-DFR10和CN-DFR5在浓雾天、雨天、阴天和晴朗天4种天气类型中的测试结果。结果表明:CNN-DFR10算法对天气的识别准确率为86.9%,CN-DFR5算法的识别准确率为97.5%,后一种算法比前者能够更有效地从4种天气类型图像中区分出浓雾天和非浓雾天。     

高速公路团雾视频监测预警研究

摘要：随着高速公路建设发展，运行车辆的增加，高速公路团雾天气常造成重大交通事故。高速公路团雾监测预警工作尚未开展，为推进团雾分级预警相关标准实施、减少交通事故，利用公路沿线发光目标物的视频图像分析、前散式能见度仪资料校验，基于大气衰减定律，探究水平能见度与发光目标物光亮度参数的关系。结果表明：（1）公路团雾天气水平能见度与发光目标物光亮度参数之间存在显著相关性。（2）水平能见度与发光目标物光亮度部分参数存在线性关系，并可建立线性回归模型。（3）结合“高速公路团雾预警等级”标准，可对高速公路团雾天气进行分级预警。（4）使用高速公路团雾视频监测预警平台可向交通运营、管理部门、交通参与人发布团雾分级预警信息。（5）发光目标物团雾视频图像监测预警方法具有科学性、创新性、可行性，可实现连续监测预警。发光目标物视频分析技术与GIS分析技术、GMS导航技术相结合，将形成及时、准确的高速公路团雾分级预警体系。视频图像团雾监测预警模型将会成为高速公路团雾监测预警的主要手段之一。     

江苏省沿海高速公路雾的时空变化特征研究*

利用江苏省沿海高速公路2012年6月~2014年5月逐分钟AWMS实时监测数据,按能见度大小和物理成因对雾的发生过程进行分类统计,分析了它们的时空变化特征,探讨了造成各种时空分布差异的原因。研究结果表明:1江苏省沿海高速公路不同浓度雾的日、年变化特征相似,一天中各种浓度雾均出现在夜间的21时~次日凌晨07时之间,消失在凌晨05时~上午09时之间,持续时长由长到短依次为:重浓雾、浓雾、大雾和雾;一年中,夏季和秋季是各种浓度雾的重发和多发季节;2局地地理环境差异对不同地段雾日数的分布有着明显的影响,不同浓度雾的发生频次在空间分布上也有明显差异,能见度为1 000~500 m、500~200 m和200~50 m三种浓度雾的多发区均在公路北段;而能见度小于等于50 m的重浓雾频发区出现在高速公路中段;3不同物理成因导致的各类雾的发生频次和时间分布有明显的差异。团雾出现频次最多,辐射雾次之,蒸发雾最少;一天中,团雾出现的时间覆盖范围最宽,平流雾次之,锋面雾最窄;消失的时间跨度为团雾最大,平流雾次之,蒸发雾最窄;持续时间为混合雾最长,锋面雾次之,团雾最短;团雾的频发季节为夏季,辐射雾的多发季节为秋季,平流雾在冬季出现概率最高;4辐射雾多发于北部地区,平流雾多发于南部地区,团雾的空间分布比较复杂,与江苏沿海地区复杂的地形分布有关。     

高速公路浓雾环境下换道决策规则提取及决策算法

依据换道决策规则进行换道是当前无人驾驶车辆常用的决策方法之一。针对浓雾环境下换道决策规则提取困难和研究较少的问题,研究了高速公路浓雾环境下的换道决策行为。首先,招募24名职业司机,利用Auto Sim驾驶模拟舱搭建虚拟高速公路浓雾环境进行驾驶实验;其次,提出了基于CART决策树的换道决策规则提取方法,提取出15条换道决策规则;最后,对换道决策规则进行了验证。结果表明,用CART决策树算法提取高速公路浓雾环境下换道决策规则是可行的,提取的规则能准确反应驾驶员换道行为的决策过程,可为高速公路浓雾环境下无人驾驶车辆的换道决策提供一定的理论支撑。     

南岭山地浓雾的微物理结构及演变过程

南岭山地冬春季每当有华南准静止锋活动时浓雾发生的频率非常高。根据 2 0 0 1年 2 - 3月南岭山地浓雾试验获取的宏观和微观资料 ,分析该地浓雾微物理结构及其演变过程。结果表明 :南岭山地浓雾属于平流雾和爬坡雾 ,与冷空气活动 (锋面 )密切相关 ,具有持续时间长 ,能见度极其恶劣等特征 ;平均数密度 (N)、平均直径 (D)和含水量 (W)等微物理结构参量随时间变化很大 ,彼此存在关联 ;雾滴谱在浓雾过程中不断变化 ,反映了核化、凝结和碰并 (或碰撞 )、沉降等微物理过程的不平衡发展。     

重庆雾粒度分布规律的分析

重庆是著名的雾都,到了冬季,雾的浓度很大,以致于能见度不会超过两米。因此,对于重庆,雾的研究是一项非常重要的任务,本文对雾的粒度分布规律作了详细研究,结果表明,重庆雾的粒度分布规律与对数型正态分布律是一致的。     

鲁西一次持续大雾过程分析

利用 NECP 资料和常规观测资料对2011年12月初鲁西持续大雾过程进行诊断分析，结果表明：本次大雾期间环流形势稳定少变，前期天气晴好，温度日较差大，辐射冷却作用强，以辐射雾为主；后期天气以阴或多云为主，辐射冷却作用弱，偏东风的作用使得雨区暖湿空气移动到冷下垫面上冷却形成雾，平流冷却作用强，以平流雾为主。诊断分析发现：上干暖下湿冷的边界层湿度条件；稳定的大气层结条件；充沛的暖湿水汽输送；低层（1000-900 hPa）较弱的上升运动都有利于大雾的发展和维持。当上升运动发展到整层一致且强盛时，湍流运动会阻碍大雾的发展。     

Advancing Fog Effect on VRML and X3D Using Local Fog Density

In this paper an improved fog effect algorithm in VRML and X3D is presented with respect to expressing density. The fundamental idea in the approach is to adapt local fog density having influence on Iocal regions with various grades of fog density whereas existing VRML and X3 D only make use of global fog effect. Several filters for making different fog density are presented along with experiments showing the correctness of the proposed method.     

天津地区雾天不同高度湍流输送特征的实验研究

利用天津 255 米气象塔层大气边界层观测资料, 分析雾日各气象要素的特征, 研究湍流输送规律。结果表明: 雾前, 大气湿度较大, 逆温层高度约为 100 m, 辐射雾发生前的逆温强于平流雾; 雾中, 逆温层持续变强、增厚; 雾后, 逆温层出现抬升, 大气呈近中性偏不稳定的层结特征。辐射雾过程的逆温现象比平流雾明显; 辐射雾雾顶较低, 平流雾较高; 辐射雾的消散主要受温度影响, 平流雾主要受风速影响。雾天气过程改变了大气层结结构, 夜间可能呈现不稳定层结状态; 雾前和雾中不同高度的湍流垂直输送微弱, 雾过程后期的水平输送突然增强。辐射雾雾前不同高度的平均动能数值较小, 雾中呈增大趋势, 雾消散阶段逐渐增大, 湍流动能的增大是影响辐射雾消散的重要因素。雾前不同高度平均动能与湍流动能比值的突然增大可能是雾发生的湍流信号之一, 比值剧增之后降至雾前水平则为雾消散的信号。     

基于VISSIM仿真的山区高等级公路雾区限速方法

针对目前山区高等级公路雾区限速理论不能切实反映雾区交通流状态的情况,在完善雾区限速理论的同时,提出了具体的限速方法。首先建立不同大气能见度下驾驶员动态可视距离与车速的关系模型;并以驾驶员的动态可视距离不小于停车视距为条件,得到不同雾况等级下的限速值;其次,考虑到雾区交通量对限速值的影响,基于流量-速度模型,对同一雾况等级根据交通量的大小分级限速;最后,以限速值为变量进行VISSIM仿真对比试验,将车速方差和安全车距达标率作为评价限速值优劣的指标,对雾区限速理论值进行优化;该方法适用于不同交通流状态,可为山区高等级公路雾区交通安全保障方案的制定提供参考。