基于地基微波輻射計(jì)觀測(cè)的東營(yíng)地區(qū)低能見(jiàn)度天氣指示性分析

張立，王玉龍，王媛

(1.山東省氣象防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250031；2.東營(yíng)市氣象局，山東 東營(yíng) 257000)

引言

根據(jù)氣候資料分析，東營(yíng)的低能見(jiàn)度天氣多是由霧和霾造成的。霧和霾本質(zhì)上是影響視程的不同自然現(xiàn)象，霧是由大量3～100 μm的水滴或冰晶組成的乳白色懸浮體，霾則是由0.01～10.00 μm極細(xì)微的氣溶膠粒子均勻地浮游在空中導(dǎo)致空氣普遍混濁的天氣現(xiàn)象。研究[1]表明，當(dāng)今我國(guó)主要城市的霧和霾已經(jīng)不完全是自然現(xiàn)象，氣溶膠污染日趨嚴(yán)重已變成霧和霾天氣頻發(fā)的主要原因, PM2.5濃度是影響能見(jiàn)度的主要因子[2]。大氣污染物主要聚集在邊界層[3]，當(dāng)大氣狀態(tài)穩(wěn)定、對(duì)流層低層有逆溫時(shí)，會(huì)限制污染物的垂直擴(kuò)散[4]。逆溫越強(qiáng)，則氣溶膠濃度越大，最低能見(jiàn)度越差且持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)[5]。當(dāng)邊界層水汽含量大時(shí)，氣溶膠粒子極易吸濕增長(zhǎng)，霧滴增大[6]，會(huì)出現(xiàn)霧和霾混合的情況[7]，導(dǎo)致大氣能見(jiàn)度進(jìn)一步降低[8]。因此，在有利于出現(xiàn)霧和霾的天氣形勢(shì)下，對(duì)流層低層的逆溫和水汽條件對(duì)霧和霾的出現(xiàn)有直接影響[9-10]。

探空數(shù)據(jù)可以描繪大氣中氣象要素廓線[11]，由于傳統(tǒng)探空氣球探測(cè)站點(diǎn)布局有限，使得利用微波輻射計(jì)獲得探空數(shù)據(jù)成為補(bǔ)充手段。CHAN[12]和WARE et al.[13]論述了微波輻射計(jì)反演數(shù)據(jù)的可靠性，楊蓮梅等[14]和劉紅燕等[15]研究表明微波輻射計(jì)對(duì)溫度、水汽的探測(cè)能力較好。由于微波輻射計(jì)觀測(cè)的連續(xù)性，可利用其反演數(shù)據(jù)得到連續(xù)的對(duì)流層低層逆溫和濕度數(shù)據(jù)，并分析其與能見(jiàn)度變化的相關(guān)性。在前期科研工作者[16-17]已經(jīng)確定逆溫變化會(huì)導(dǎo)致能見(jiàn)度變化的基礎(chǔ)上，本文嘗試?yán)酶?xì)的逆溫?cái)?shù)據(jù)和相對(duì)濕度數(shù)據(jù)找到不同類(lèi)型低能見(jiàn)度天氣的指示性指標(biāo)。

1 資料與方法

1.1 資料來(lái)源

本研究使用了東營(yíng)國(guó)家級(jí)地面氣象觀測(cè)站數(shù)據(jù)、微波輻射計(jì)數(shù)據(jù)和氣溶膠濃度觀測(cè)數(shù)據(jù)。其中，MP-3000A型地基微波輻射計(jì)安裝在東營(yíng)國(guó)家級(jí)地面氣象觀測(cè)站觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)。WAN et al.[18]分析了該設(shè)備的溫度、水汽等信息的準(zhǔn)確性，結(jié)果顯示質(zhì)量控制后的溫度與實(shí)況相關(guān)性為0.98，水汽與實(shí)況相關(guān)性為0.89。本研究使用的地基微波輻射計(jì)反演的溫度、水汽及相對(duì)濕度數(shù)據(jù)，為經(jīng)質(zhì)量控制后的二級(jí)數(shù)據(jù)。氣溶膠濃度觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)自安裝在東營(yíng)市生態(tài)環(huán)境局院內(nèi)的國(guó)控環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，距東營(yíng)國(guó)家級(jí)地面氣象觀測(cè)站直線距離為1.1 km。

1.2 方法

選取2016—2017年的低能見(jiàn)度天氣過(guò)程并進(jìn)行分型，分析天氣形勢(shì)特征。利用微波輻射計(jì)反演的溫度和相對(duì)濕度資料，計(jì)算低能見(jiàn)度天氣過(guò)程時(shí)段逐10 min的逆溫層溫差和逆溫層厚度，與常規(guī)觀測(cè)數(shù)據(jù)、氣溶膠濃度觀測(cè)數(shù)據(jù)綜合分析，得出PM2.5濃度特征、逆溫層特征和低層濕度特征對(duì)能見(jiàn)度變化的指示關(guān)系。

1.2.1 個(gè)例選取和分型

低能見(jiàn)度天氣過(guò)程個(gè)例分別從霧和霾兩方面選定。

(1)霧。參考大霧黃色預(yù)警信號(hào)發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)，以最低能見(jiàn)度<0.5 km為條件選定，共有14個(gè)個(gè)例，均出現(xiàn)在10月—次年3月。另選取夏季(6—8月)最低能見(jiàn)度<1 km的7個(gè)個(gè)例作為補(bǔ)充。

(2)霾。從天氣成因入手，以連續(xù)3 d中PM2.5濃度>150 μg·m-3判定為重污染天氣[19]為條件選定，共有13個(gè)個(gè)例。合并后去掉重復(fù)，2016—2017年?yáng)|營(yíng)共有27個(gè)低能見(jiàn)度天氣過(guò)程個(gè)例。

根據(jù)《霾的觀測(cè)和預(yù)報(bào)等級(jí)》[20]中霾觀測(cè)的判識(shí)條件(能見(jiàn)度小于10 km，排除降水、沙塵暴、揚(yáng)沙、浮塵、煙幕、吹雪、風(fēng)暴等天氣現(xiàn)象造成的視程障礙。相對(duì)濕度小于80%，判識(shí)為霾；相對(duì)濕度80%～95%時(shí)，按照地面氣象觀測(cè)規(guī)范規(guī)定的描述或大氣成分指示進(jìn)一步判識(shí))，結(jié)合霧的形成機(jī)制，利用PM2.5濃度和相對(duì)濕度共同判定個(gè)例為霧影響或霾影響。

對(duì)于選定的27個(gè)低能見(jiàn)度天氣過(guò)程個(gè)例，一般情況下PM2.5濃度>150 μg·m-3時(shí)有霾，相對(duì)濕度≥80%時(shí)有霧，以上兩個(gè)條件同時(shí)符合為霧和霾共同影響。按此分型方式，結(jié)合天氣特點(diǎn)，將以上27個(gè)低能見(jiàn)度天氣個(gè)例分為三類(lèi)：霧和霾共同影響15例(占55%)，霧影響7例(占26%)，降水影響5例(占19%)。其中，2017年10月14日個(gè)例中PM2.5最大濃度為151 μg·m-3，但因?yàn)樘鞖馓攸c(diǎn)符合輻射霧特征，所以定型為霧影響。

1.2.2 逆溫層溫差和逆溫層厚度計(jì)算

因霧和霾低能見(jiàn)度天氣主要與對(duì)流層低層逆溫有關(guān)，而高空1 000 m以下的平均水汽密度與PM2.5濃度相關(guān)性更好[21]，本文主要研究1 000 m以下的逆溫情況。MP-3000A型微波輻射計(jì)探測(cè)最大高度為10 000 m，500 m以下高度的探測(cè)間隔為50 m，500～2 000 m高度的探測(cè)間隔為100 m，因此在0～1 000 m高度共有16層探測(cè)數(shù)據(jù)。利用微波輻射計(jì)資料計(jì)算逐層垂直溫差和厚度，將存在逆溫層次的數(shù)據(jù)相加，即得到1 000 m以下的逆溫層溫差(Δt)和逆溫層厚度(Δh)。圖1給出了逆溫層特征量計(jì)算示意圖，其中：Δt=Δt1+Δt2+…+Δtn，Δh=Δh1+Δh2+…+Δhn；逆溫層底部(H0)為靠近地面第一層出現(xiàn)逆溫的底部高度。Δt、Δh和H0都可以反映逆溫情況，Δt反映逆溫的大小程度，Δh反映逆溫層垂直厚度，H0反映逆溫層距離地面的高度。利用Δt、Δh、H0三個(gè)物理量可定量描述1 000 m以下大氣逆溫狀況，即使存在多層逆溫，計(jì)算結(jié)果也可客觀反映大氣低層逆溫的整體狀況。

圖1 逆溫層特征量計(jì)算示意圖Fig.1 Schematic diagram of characteristic quantity about inversion layer

2 指示性分析

2.1 霧和霾共同影響個(gè)例

2.1.1 個(gè)例特征和天氣形勢(shì)

霧和霾共同影響個(gè)例均出現(xiàn)在冬半年，大部分持續(xù)3 d以上。本研究選取的個(gè)例中，最低能見(jiàn)度小于0.1 km的5個(gè)個(gè)例均為霧和霾共同影響。具體特征及最低能見(jiàn)度日08時(shí)天氣形勢(shì)詳見(jiàn)表1。

由天氣形勢(shì)分析發(fā)現(xiàn)，500 hPa偏西氣流配合850 hPa低槽加暖脊，最低能見(jiàn)度多在0.1 km以下；500 hPa偏西氣流配合850 hPa西南氣流加暖脊，最低能見(jiàn)度在1 km以下；500 hPa西西北氣流時(shí)最低能見(jiàn)度多為1.0～1.5 km；500 hPa西北氣流時(shí)能見(jiàn)度相對(duì)最好。地面形勢(shì)多為弱氣壓場(chǎng)，其中鞍形場(chǎng)控制時(shí)能見(jiàn)度最低。

霧和霾共同影響過(guò)程通常是污染物逐漸堆積、PM2.5濃度逐漸增大、能見(jiàn)度逐漸降低的過(guò)程。PM2.5濃度和能見(jiàn)度變化為反相關(guān)，且變化時(shí)間基本一致。能見(jiàn)度在0.2 km以下時(shí)PM2.5濃度多數(shù)達(dá)到250 μg·m-3以上。以2016年2月1—4日過(guò)程(圖2)為例，分析可見(jiàn)，在過(guò)程第1日， PM2.5最大濃度達(dá)到150 μg·m-3以上，能見(jiàn)度僅在早晨逆溫層破壞時(shí)降低到3～5 km，中午即轉(zhuǎn)好。過(guò)程第2日以后，PM2.5濃度的日最大值逐漸升高，日最低能見(jiàn)度逐漸降低且影響時(shí)段逐漸增加。

表1 2016—2017年?yáng)|營(yíng)霧和霾共同影響個(gè)例特征和天氣形勢(shì)

圖2 2016年2月1—4日東營(yíng)能見(jiàn)度和PM2.5濃度變化Fig.2 Variation of visibility and PM2.5 concentration in Dongying from 1 to 4 February 2016

2.1.2 逆溫層特征量的指示性分析

逆溫日變化具有夜間開(kāi)始增強(qiáng)、日出前最強(qiáng)、日出后逐漸減弱的規(guī)律。能見(jiàn)度伴隨逆溫增強(qiáng)而降低，逆溫最強(qiáng)時(shí)最低，逆溫減弱后升高。此類(lèi)天氣過(guò)程也是逆溫逐漸增強(qiáng)、能見(jiàn)度逐漸降低的過(guò)程，具體演變以2016年12月28日—2017年1月5日過(guò)程(圖3)為例說(shuō)明。在過(guò)程前期(2016年12月28—30日)，逆溫時(shí)段基本在18時(shí)—次日09時(shí)，最大逆溫層溫差(Δtmax)為5 ℃左右，最大逆溫層厚度(Δhmax)為400～600 m，最低能見(jiàn)度為3～5 km，多數(shù)情況下逆溫破壞2 h后能見(jiàn)度升高至10 km以上。在過(guò)程中期(2016年12月31日—2017年1月1日)，逆溫時(shí)段在16時(shí)—次日11時(shí)，Δtmax為5～7 ℃，Δhmax為 600 m，日最低能見(jiàn)度在1 km以下，最高能見(jiàn)度為3～5 km。在過(guò)程后期(2017年1月2—4日)，逆溫基本全天存在，僅在14時(shí)左右強(qiáng)度弱些，Δtmax為8～10 ℃，Δhmax為600～800 m，日最低能見(jiàn)度在0.1 km以下，最高能見(jiàn)度為2～3 km。在過(guò)程結(jié)束階段(2017年1月5日)，受冷空氣影響，PM2.5濃度降低，逆溫消散，能見(jiàn)度轉(zhuǎn)好。

圖3 2016年12月28日—2017年1月5日東營(yíng)能見(jiàn)度、PM2.5濃度、逆溫層溫差和逆溫層厚度變化Fig.3 Variation of visibility, PM2.5 concentration, and temperature difference and thickness of inversion layer in Dongying from 28 December 2016 to 5 January 2017

逆溫層溫差(Δt)、逆溫層厚度(Δh)、逆溫層底部(H0)與能見(jiàn)度的聯(lián)動(dòng)變化規(guī)律為：當(dāng)逆溫增強(qiáng)時(shí)，H0降低，Δt和Δh均增大，Δt可提前于Δh變化10～30 min，能見(jiàn)度降低；當(dāng)逆溫減弱時(shí)，H0升高，多數(shù)情況下Δt和Δh均減小，且Δt也提前于Δh變化，能見(jiàn)度升高。對(duì)此類(lèi)型15個(gè)個(gè)例的Δt和Δh分別與能見(jiàn)度數(shù)據(jù)逐10 min進(jìn)行相關(guān)性分析，Δt與能見(jiàn)度的相關(guān)系數(shù)為-0.39，Δh與能見(jiàn)度的相關(guān)系數(shù)為-0.45。

Δh與能見(jiàn)度的相關(guān)性優(yōu)于Δt，主要原因是有時(shí)Δt減小但Δh未減小，此時(shí)能見(jiàn)度不會(huì)升高。以圖3為例分析，2016年12月28日是過(guò)程開(kāi)始第1日，下午至傍晚Δh維持在600 m，Δt為4 ℃，日最大能見(jiàn)度為4 km；29—30日下午至傍晚Δh在300～400 m之間，Δt為3～4 ℃，日最大能見(jiàn)度在10 km以上?？梢?jiàn)，在Δt差別不大的前提下，Δh的不同直接導(dǎo)致能見(jiàn)度差別較大。2017年1月4日中午至1月5日上午，能見(jiàn)度也在Δh減小后才升高。綜上，Δh對(duì)霧和霾共同影響天氣中能見(jiàn)度的指示性更好。同時(shí)，個(gè)例中未曾發(fā)現(xiàn)Δt大，而Δh小的情況。

2.1.3 低層相對(duì)濕度的指示性分析

低層相對(duì)濕度具有白天小、夜間大的日變化規(guī)律，其數(shù)值越大、濕層越高，對(duì)應(yīng)能見(jiàn)度越低。以2016年11月13—14日過(guò)程(圖4)為例分析可見(jiàn)，13日白天低層相對(duì)濕度在80%以下，能見(jiàn)度受霾影響維持在4～5 km之間；13日21時(shí)—14日10時(shí)低層出現(xiàn)厚度為300 m、相對(duì)濕度為90%以上的高濕區(qū)，能見(jiàn)度小于2 km。14日06—10 時(shí)低層飽和高濕區(qū)逐漸抬升至400 m以上，能見(jiàn)度維持在0.1 km以下。低層高濕區(qū)消失后，能見(jiàn)度明顯升高。

2.2 霧影響個(gè)例

2.2.1 個(gè)例特征和天氣形勢(shì)

該類(lèi)型個(gè)例多在冬半年出現(xiàn)，大部分僅維持1 d，最低能見(jiàn)度在0.1～1.0 km之間。能見(jiàn)度與PM2.5濃度無(wú)關(guān)，具體特征及最低能見(jiàn)度日08時(shí)天氣形勢(shì)詳見(jiàn)表2。

3個(gè)個(gè)例為霧和降水共同影響，天氣形勢(shì)為500 hPa處于槽前西南氣流，850 hPa為槽前或切變控制，地面為弱氣壓場(chǎng)。4個(gè)個(gè)例為輻射霧，500 hPa天氣形勢(shì)多為弱高空槽，850 hPa多為弱高壓環(huán)流控制，地面為弱氣壓場(chǎng)或弱高壓前部，常伴有北風(fēng)。

2.2.2 逆溫層特征量的指示性分析

逆溫日變化也具有夜間開(kāi)始增強(qiáng)、日出前最強(qiáng)、日出后逐漸減弱的規(guī)律，逆溫最強(qiáng)時(shí)能見(jiàn)度最差。以2017年3月29日過(guò)程(圖5)為例，分析可見(jiàn)，凌晨以后逆溫層溫差(Δt)逐漸增大，逆溫層厚度(Δh)維持在300～400 m之間，能見(jiàn)度逐漸降低。07時(shí)左右，Δt達(dá)到5 ℃，能見(jiàn)度為0.2 km，Δt最大時(shí)段與能見(jiàn)度最低時(shí)段吻合。07—09時(shí)逆溫層逐漸破壞，Δt迅速減小，而Δh變化不大，能見(jiàn)度緩慢升高。09時(shí)以后，Δh迅速減小，逆溫層底部(H0)升高，直至10時(shí)后Δh完全消失，能見(jiàn)度升高至5 km以上。

逆溫層溫差(Δt)、逆溫層厚度(Δh)、逆溫層底部(H0)與能見(jiàn)度的聯(lián)動(dòng)變化規(guī)律為：當(dāng)逆溫增強(qiáng)時(shí)，H0降低，Δt和Δh同時(shí)增大，能見(jiàn)度降低；當(dāng)逆溫減弱時(shí)，H0升高，Δt和Δh均減小，Δt可提前于Δh變化60 min，能見(jiàn)度升高。對(duì)此類(lèi)型7個(gè)個(gè)例的Δt和Δh分別與能見(jiàn)度數(shù)據(jù)逐10 min進(jìn)行相關(guān)性分析，Δt和Δh與能見(jiàn)度的相關(guān)系數(shù)均為-0.34。為了更好地說(shuō)明逆溫與能見(jiàn)度的關(guān)系，剔除逆溫為0的時(shí)段再次計(jì)算，Δt與能見(jiàn)度的相關(guān)系數(shù)為-0.54，Δh與能見(jiàn)度的相關(guān)系數(shù)為-0.45。

圖4 2016年11月13—14日東營(yíng)能見(jiàn)度、PM2.5濃度和1 km以下相對(duì)濕度(色階)變化Fig.4 Variation of visibility, PM2.5 concentration, and relative humidity (color scale) below 1 km in Dongying from 13 to 14 November 2016

表2 2016—2017年?yáng)|營(yíng)霧影響個(gè)例特征、天氣形勢(shì)和低能見(jiàn)度成因

圖5 2017年3月29日東營(yíng)能見(jiàn)度、PM2.5濃度、逆溫層溫差和逆溫層厚度變化Fig.5 Variation of visibility, PM2.5 concentration, and temperature difference and thickness of inversion layer in Dongying on 29 March 2017

圖6 2017年1月29日東營(yíng)能見(jiàn)度、PM2.5濃度和1 km以下相對(duì)濕度(色階)變化Fig.6 Variation of visibility, PM2.5 concentration, and relative humidity (color scale) below 1 km in Dongying on 29 January 2017

圖7 2017年3月29日東營(yíng)能見(jiàn)度、PM2.5濃度和1 km以下相對(duì)濕度(色階)變化Fig.7 Variation of visibility, PM2.5 concentration, and relative humidity (color scale) below 1 km in Dongying on 29 March 2017

Δt與能見(jiàn)度的相關(guān)性優(yōu)于Δh，主要原因是在霧的增強(qiáng)階段Δt與能見(jiàn)度相關(guān)性更好。以圖5為例分析可知，2017年3月29日05—07時(shí)是霧的增強(qiáng)階段，能見(jiàn)度由2.0 km降低至0.2 km，Δt由2 ℃躍增至5 ℃，而Δh維持在350 m左右。所以，Δt對(duì)霧影響天氣中能見(jiàn)度的指示性更好。

2.2.3 低層相對(duì)濕度的指示性分析

近地面層充沛的水汽是形成大霧的必要條件[22]。以2017年1月29日過(guò)程(圖6)為例，有降水時(shí)整層相對(duì)濕度接近飽和。以2017年3月29日過(guò)程(圖7)為例，無(wú)降水時(shí)相對(duì)濕度90%以上的高濕區(qū)達(dá)200 m。無(wú)論是否伴有降水，相對(duì)濕度90%以上的低層高濕區(qū)與能見(jiàn)度小于5 km的時(shí)段對(duì)應(yīng)，低層相對(duì)濕度小于80%以后能見(jiàn)度升高至5 km以上。

2.3 降水影響個(gè)例

2.3.1 個(gè)例特征

該類(lèi)型個(gè)例均出現(xiàn)在夏季，最低能見(jiàn)度在0.6～1.0 km之間。低能見(jiàn)度僅在強(qiáng)降水時(shí)段出現(xiàn)，降水強(qiáng)度多在20 mm·h-1以上，強(qiáng)降水結(jié)束后，能見(jiàn)度迅速升高?？諝赓|(zhì)量與低能見(jiàn)度無(wú)關(guān)。具體特征詳見(jiàn)表3。

2.3.2 逆溫層特征量的指示性分析

逆溫僅在強(qiáng)降水時(shí)段顯著增強(qiáng)，逆溫層溫差(Δt)、逆溫層厚度(Δh)增大，能見(jiàn)度降低。以2016年8月14日過(guò)程(圖8)為例，分析可見(jiàn)，09—10時(shí)出現(xiàn)強(qiáng)度為46 mm·h-1的短時(shí)強(qiáng)降水，Δt達(dá)到8 ℃以上，Δh為500 m，能見(jiàn)度由5.0 km降低至0.6 km。強(qiáng)降水時(shí)段結(jié)束后逆溫顯著減弱，能見(jiàn)度迅速升高至5.0 km以上。

表3 2016—2017年?yáng)|營(yíng)降水影響個(gè)例特征

圖8 2016年8月14日東營(yíng)降水量、能見(jiàn)度、PM2.5濃度、逆溫層溫差和逆溫層厚度變化Fig.8 Variation of precipitation, visibility, PM2.5 concentration, and temperature difference and thickness of inversion layer in Dongying on 14 August 2016

2.3.3 低層相對(duì)濕度的指示性分析

強(qiáng)降水時(shí)段前后幾小時(shí)，整層水汽飽和，相對(duì)濕度達(dá)到100%，低層相對(duì)濕度不會(huì)隨著能見(jiàn)度降低或升高而變化。以2016年8月14日過(guò)程(圖9)為例，分析可見(jiàn)，08—11時(shí)低層相對(duì)濕度維持100%，能見(jiàn)度經(jīng)歷了由5.0 km降低至0.6 km再升高至10.0 km兩個(gè)階段，所以低層相對(duì)濕度與能見(jiàn)度變化無(wú)關(guān)。09—10時(shí)強(qiáng)降水時(shí)段，微波輻射計(jì)觀測(cè)的地面相對(duì)濕度為70%，地面氣象觀測(cè)站記錄的相對(duì)濕度為100%，微波輻射計(jì)觀測(cè)值明顯偏小，這與設(shè)備自身局限性有關(guān)。

2.4 總體預(yù)報(bào)指標(biāo)性分析

本文沒(méi)有單一依據(jù)能見(jiàn)度數(shù)值定義低能見(jiàn)度天氣，目的在于擴(kuò)大入型樣本數(shù)量，更全面地研究低能見(jiàn)度天氣的演變過(guò)程。PM2.5濃度、逆溫層溫差(Δt)、逆溫層厚度(Δh)和低層相對(duì)濕度對(duì)不同類(lèi)型低能見(jiàn)度天氣各階段的預(yù)報(bào)指示性分析見(jiàn)表4。

圖9 2016年8月14日東營(yíng)能見(jiàn)度、PM2.5濃度和1 km以下相對(duì)濕度(色階)變化Fig.9 Variation of visibility, PM2.5 concentration, and relative humidity (color scale) below 1 km in Dongying on 14 August 2016

表4 PM2.5濃度等特征量對(duì)東營(yíng)低能見(jiàn)度天氣的預(yù)報(bào)指示性

3 結(jié)論與討論

(1)對(duì)社會(huì)影響大的低能見(jiàn)度天氣類(lèi)型主要是霧和霾共同影響或者霧影響。由微波輻射計(jì)觀測(cè)得到的特征量對(duì)兩類(lèi)天氣的分析結(jié)果看，低層高濕區(qū)主要提供了低能見(jiàn)度天氣的孕育環(huán)境，逆溫層特征量的變化直接導(dǎo)致能見(jiàn)度變化。逆溫層溫差(Δt)和逆溫層厚度(Δh)作為主要特征量，對(duì)能見(jiàn)度降低或升高階段的指示性不同。在能見(jiàn)度降低階段，Δt和Δh同時(shí)增大，指示能見(jiàn)度降低，Δt最大值與能見(jiàn)度最低值對(duì)應(yīng)，Δh的變化相對(duì)于Δt滯后10～30 min；在能見(jiàn)度升高階段，通常是Δt先開(kāi)始減小，指示能見(jiàn)度開(kāi)始升高，但只有在Δh明顯減小后能見(jiàn)度才明顯升高，這個(gè)滯后時(shí)間與天氣系統(tǒng)有關(guān)。

(2)逆溫層溫差(Δt)和逆溫層厚度(Δh)在天氣形勢(shì)穩(wěn)定時(shí)變化規(guī)律具有一致性。在有冷空氣或降水影響時(shí)，Δh的變化會(huì)明顯滯后于Δt，主要包括以下兩種情況。一是重污染霧和霾天氣背景下冷空氣開(kāi)始影響階段，通常Δt減小1～2 h后Δh開(kāi)始減小。Δh降低可作為冷空氣影響下重污染霧和霾天氣消散的指示性因子。二是重污染霧和霾天氣背景下出現(xiàn)一般性降水時(shí)Δt會(huì)很快減小，但Δh通常會(huì)在降水結(jié)束后冷空氣影響時(shí)才減小。這個(gè)時(shí)間間隔取決于天氣系統(tǒng)影響進(jìn)程，有可能達(dá)到10 h以上。綜上，在能見(jiàn)度精細(xì)化預(yù)報(bào)中，應(yīng)結(jié)合天氣形勢(shì)對(duì)Δt和Δh兩個(gè)物理量的變化及其預(yù)報(bào)指示性進(jìn)行細(xì)致分析。

(3)降水會(huì)對(duì)微波輻射計(jì)觀測(cè)準(zhǔn)確度產(chǎn)生較明顯的影響，在本研究的5個(gè)夏季降水個(gè)例中，均出現(xiàn)降水時(shí)段微波輻射計(jì)觀測(cè)的地面相對(duì)濕度偏小的情況。應(yīng)對(duì)微波輻射計(jì)設(shè)備進(jìn)行定期標(biāo)定，確保其觀測(cè)和反演數(shù)據(jù)的可靠性；使用者需要進(jìn)一步探究各類(lèi)天氣條件下的數(shù)據(jù)訂正和應(yīng)用方法，使其在氣象預(yù)報(bào)領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。