一次長白山夏季霧的宏微觀特征

王羽飛 齊彥斌* 李 倩 李 健

1)(吉林省氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心， 長春 130062) 2)(中國氣象局吉林省人民政府人工影響天氣聯(lián)合開放實驗室， 長春 130062) 3)(吉林省長春市氣象局， 長春 130012) 4)(吉林大學(xué)地球探測科學(xué)與技術(shù)學(xué)院， 長春 130026)

引 言

霧是由于貼地層空氣中懸浮著大量水滴或冰晶微粒導(dǎo)致水平能見度降到1 km以內(nèi)的天氣現(xiàn)象。霧影響城市邊界層和城市環(huán)境，對航空飛行安全、城市交通不利[1]。近年有關(guān)城市霧的類型判定、產(chǎn)生條件、微物理特征等研究較多。嚴(yán)文蓮等[2]發(fā)現(xiàn)2007年12月南京受天氣系統(tǒng)影響出現(xiàn)多次雨霧過程；郭麗君等[3]指出北京地區(qū)持續(xù)性大霧天氣以平流霧為主；梁軍等[4]以大連為例研究城市霧的物理化學(xué)特性，發(fā)現(xiàn)城市霧與地形、城市熱島效應(yīng)、空氣污染等因素有關(guān)；李永平等[5]基于上海地區(qū)數(shù)據(jù)，將相對濕度、地氣溫差和風(fēng)速大小等要素閾值作為霧的排空條件。有關(guān)霧的爆發(fā)性增強研究也逐步發(fā)展，李子華等[6]提出輻射霧由濃霧發(fā)展為強濃霧的過程均具有爆發(fā)性增強特征，其本質(zhì)是霧滴譜爆發(fā)性拓寬、數(shù)密度和含水量驟然增大；方春剛等[7]基于河北涿州一次濃霧微物理特征研究揭示了有利于霧爆發(fā)性增強的正反饋效應(yīng)；蘇正軍等[8]構(gòu)建膨脹云室，為進一步開展云霧室內(nèi)試驗奠定基礎(chǔ)。

有關(guān)高山云霧的研究起步較早，歐洲中部有已運行百年的高山站觀測高山云霧[9]。Tag等[10]指出霧也有可能是低云及地形成；Lee[11]發(fā)現(xiàn)復(fù)雜的地勢環(huán)境可以引起氣流性質(zhì)改變，配合天氣系統(tǒng)影響易產(chǎn)生地形云。郭學(xué)良等[12-13]對我國高山霧的研究進行系統(tǒng)總結(jié)，認(rèn)為20世紀(jì)60年代后我國在對高山云霧形成的研究及云霧觀測設(shè)備的研發(fā)方面取得重要進展。利用海拔優(yōu)勢高山觀測可以實現(xiàn)對自然云霧的直接觀測，我國在江西廬山、廣東大瑤山、安徽黃山和九華山、湖南衡山、山東泰山和寧夏六盤山等地均開展過云霧的氣象觀測[14-22]，在高山及山地霧的宏微觀特征分析、形成機制研究方面取得了豐碩成果。此外，對高山霧水化學(xué)組分[23]、云霧與降水關(guān)系[24-26]等方面也有深入認(rèn)識。普遍認(rèn)為高山霧的形成機制主要是高空云層移動或低云沿坡抬升。如吳兌等[19]研究南嶺大瑤山山地冬季霧宏微觀結(jié)構(gòu)與能見度，發(fā)現(xiàn)南嶺山地濃霧實質(zhì)上是出現(xiàn)在相對較高海拔的低云，霧含水量與能見度呈明顯的反相關(guān)關(guān)系。由于霧滴譜分布與霧的形成、發(fā)展及消散過程密切相關(guān)，因此霧滴譜儀成為霧觀測研究的重要儀器。高山霧的霧滴譜分布具有一定共性特征。李子華[15]提出山區(qū)霧的霧滴數(shù)濃度一般為102cm-3，介于城市霧(一般為102～103cm-3)與海霧(一般為101～102cm-3)之間；就霧滴尺度而言，山區(qū)霧介于海霧(22.1 μm)和大城市霧(10.0 μm)之間。郭麗君等[21]分析2015—2018年廬山云霧試驗站霧的微觀特征，認(rèn)為廬山高山霧比城市霧的粒子數(shù)濃度低，有效直徑大，這與李子華[15]結(jié)論一致。

長白山地處吉林省東南部山區(qū)，主峰海拔為2623 m，是吉林省重要的旅游資源地，其地理、地形、區(qū)域氣候獨特，長白山主峰霧天氣頻發(fā)，年平均霧日數(shù)可達(dá)265 d。霧日多可引發(fā)氣象及衍生災(zāi)害，同時會造成視程障礙，極大限制了旅游資源效益的發(fā)揮。1959年研究人員在長白山用燃燒法開展消暖霧試驗，取得初步成效[15]。關(guān)于長白山霧的宏微觀特征研究鮮見報道。2021年7—8月吉林省氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心依托中國氣象局吉林云物理野外科學(xué)試驗基地與山東大學(xué)聯(lián)合開展了長白山主峰首次云霧觀測試驗。本研究選取該觀測試驗中持續(xù)時間最長、霧滴譜分布最廣、霧過程最強的個例作為研究對象，分析夏季長白山主峰霧的宏微觀物理特征，以加強對長白山云霧的科學(xué)認(rèn)識，對開展長白山云霧模擬、預(yù)報、人工消霧、氣候與環(huán)境變化研究和應(yīng)用具有重要意義。

1 資料說明和處理

本文所用資料包括地面霧滴譜資料，天池氣象站氣溫、10 min平均風(fēng)速和分鐘內(nèi)最大瞬時風(fēng)速等觀測資料，臨江氣象站探空資料，ERA5再分析資料[27]以及葵花8號高分辨率衛(wèi)星資料[28-29]，時間為2021年7月31日—8月1日。地面霧滴譜資料來自國產(chǎn)中兵(中國兵器工業(yè)集團公司)人影ZBT-LF-01激光霧滴譜儀，該型號霧滴譜儀曾與美國DMT(粒子測量技術(shù))公司的FM-100型號同類設(shè)備進行對比試驗[30]。本次觀測試驗前后，均對霧滴譜儀進行了標(biāo)準(zhǔn)粒子標(biāo)定。該霧滴譜儀安裝在天池氣象站，距離氣象觀測場直線距離不足100 m，實時測量2～50 μm范圍內(nèi)32個直徑等級的霧滴粒子數(shù)量(最高分辨率為1 μm)，可實現(xiàn)對霧滴有效直徑、平均有效直徑、數(shù)濃度、體濃度、液態(tài)水含量等的測量。根據(jù)探測原理及儀器說明，ZBT-LF-01霧滴譜儀采樣頻率為1 s，因在實際采集中有缺測，故將霧滴譜數(shù)據(jù)進行10 min滑動平均。霧滴譜儀數(shù)據(jù)中的體濃度與液態(tài)水含量計算方法相同，僅相差6個數(shù)量級，數(shù)據(jù)分析以液態(tài)水含量為主。根據(jù)觀測結(jié)果，平均有效直徑和有效直徑數(shù)值差異較小，變化趨勢基本一致，因此選擇有效直徑開展研究。

2 形成霧的天氣形勢和大氣層結(jié)條件

霧的預(yù)報等級標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 27964—2011)[31]根據(jù)能見度(V)將霧分為大霧(500 m≤V<1 km)、濃霧(200 m≤V<500 m)、強濃霧(0

7月31日—8月1日500 hPa高空槽系統(tǒng)穩(wěn)定少動，吉林省處于700 hPa西南氣流控制下(圖1)，長白山位于急流右前側(cè)，配合暖脊，存在暖濕氣流的輸送。根據(jù)氣象站觀測記錄，31日吉林省部分地區(qū)出現(xiàn)小雨天氣， 12:09—12:14天池站出現(xiàn)短暫降水，12:00—13:00小時降水量為0.7 mm。全省空氣濕度較大，但并未出現(xiàn)大范圍霧天氣，因此此次霧過程是由天池站特有的地理環(huán)境導(dǎo)致。根據(jù)天池的海拔特征，利用ERA5再分析資料分析天池站720 hPa 以上高度溫度和相對濕度的垂直結(jié)構(gòu)，結(jié)果如圖2所示。7月31日09:00低層相對濕度從85%增長至近95%，大于80%的濕層向上延展到700 hPa。14:00濕層厚度進一步增加，80%以上濕層達(dá)到660 hPa并維持，20:00后濕層厚度下降至700 hPa以下，8月1日06:00低層濕度已不足85%，且隨高度增加迅速減小。霧過程發(fā)生時700 hPa 受暖脊控制，由距離天池站最近的臨江站秒級探空數(shù)據(jù)可見(圖3)，7月31日08:00，在天池站附近708 hPa出現(xiàn)逆溫，逆溫層向上延展至682 hPa，為午后出現(xiàn)的霧天氣提供相對穩(wěn)定的環(huán)境條件。8月1日凌晨，受冷空氣影響，700 hPa暖脊逐漸東退(圖略)，出現(xiàn)多層弱逆溫結(jié)構(gòu)，且由700 hPa 風(fēng)場(圖1)可以看到，8月1日07:00急流核已明顯北移并加強，07:11此次霧過程結(jié)束,共持續(xù)19 h。

圖1 2021年7月31日—8月1日700 hPa溫度場(紅色實線，單位：℃)、風(fēng)場(矢量)及12 m·s-1以上全風(fēng)速(填色)Fig.1 Temperature(the red solid line,unit:℃),wind(the vector) and full wind speed above 12 m·s-1(the shaded) at 700 hPa from 31 Jul to 1 Aug in 2021

圖2 2021年7月31日—8月1日長白山天池站溫度和相對濕度的垂直分布Fig.2 Vertical distribution of temperature and relative humidity at Tianchi Weather Station of Changbai Mountain from 31 Jul to 1 Aug in 2021

根據(jù)霧滴譜儀觀測結(jié)果將霧過程分為2個子過程，第1個子過程為7月31日12：09—20：52，第2個子過程為7月31日20：53—8月1日07：11。沿41.5°N的剖面(圖略)顯示，在子過程1中，受地形抬升影響，山前氣流有明顯爬升運動，由于近地面存在逆溫層結(jié)構(gòu)(圖3)，大氣處于穩(wěn)定層結(jié)，爬升凝結(jié)形成的霧不能繼續(xù)向上發(fā)展成云，該階段霧過程符合爬坡霧原理。在子過程2中，隨著西南急流帶的北移，地形抬升引起的上升運動已不明顯，更為明顯的是受偏西氣流引導(dǎo)在山頂引起的平流霧特征，至8月1日06:00山前盛行下沉運動，平流特征亦不明顯，此次霧過程趨于結(jié)束。

圖3 2021年7月31日—8月1日臨江站溫度和相對濕度的垂直分布Fig.3 Vertical distribution of temperature and relative humidity at Linjiang Station from 31 Jul to 1 Aug in 2021

由于天池站缺乏高分辨率能見度觀測資料，利用葵花8號高分辨率衛(wèi)星資料，分析自然彩色合成衛(wèi)星云圖的演變(圖4)，配合通道亮溫差法反演長白山的霧過程，進一步研究霧過程及成因。對于子過程1，7月31日13:00長白山附近的云生成并發(fā)展，且受西南氣流影響向東北方向移動，同時攜帶來自日本海的水汽。受地形阻擋，氣流在山體迎風(fēng)坡爬升，造成絕熱膨脹冷卻形成霧。降溫和增濕是霧形成、發(fā)展的重要條件，根據(jù)霧的分類判定此為爬坡霧，也可理解為西南方暖濕氣流遇長白山山體抬升成云，這是長白山常見的夏季地形云，由于地形云移速較快，不易形成有效降水，以霧的形式存在。其次，考慮霧在大氣窗區(qū)的通道輻射特性類似于黑體，其比輻射率接近1，而在短波紅外通道比輻射率明顯偏小。王宏斌等[32]提出利用葵花8號衛(wèi)星短波紅外通道(3.9 μm)和大氣紅外窗區(qū)通道(11.2 μm)的亮溫差對霧進行識別，這種方法不完全適用于高山地區(qū)。由于白天云層對太陽光的短波紅外輻射有反射作用，衛(wèi)星觀測的云短波輻射值是其本身發(fā)射的與反射的太陽短波輻射之和，因此計算的亮溫較高，特別對于高云，其本身熱紅外溫度較低，從而亮溫差為正值且數(shù)值較大。分析7月31日13:00—18:00葵花8號衛(wèi)星短波紅外通道(3.9 μm)和大氣紅外窗區(qū)通道(11.2 μm)云頂亮溫差(圖略)發(fā)現(xiàn)，長白山主峰霧滴譜儀觀測到霧滴的大部分時間內(nèi)，衛(wèi)星觀測亮溫差小于零；17:00左右亮溫差較大，判定為高云，這與此時霧滴數(shù)濃度為0、霧有短暫消散的時間吻合。ERA5再分析資料顯示17:00長白山附近700 hPa急流核北移加強(圖1)，18:00急流核減弱南退(圖略)，這為霧的短暫消散和再次生成提供動力條件。

對于子過程2，低層濕度變小，濕層變薄，已不具備爬坡霧形成的大氣層結(jié)條件，且與輻射霧具有逆溫層、靜小風(fēng)等特征亦不同?？?號高分辨率衛(wèi)星自然彩色合成云圖無法觀測夜間的云，8月1日05:00—06:00云圖顯示(圖略)長白山區(qū)及其周邊有大面積的云，因此判定高空云層移動至長白山主峰接地而產(chǎn)生霧，這與平流霧的形成原理較相近。子過程2中霧滴數(shù)濃度間斷出現(xiàn)的零值，是由于活動云系、云團空間分布不均勻，存在縫隙。

圖4 2021年7月31日13:00和17:00葵花8號衛(wèi)星高分辨率自然彩色合成云圖(?代表霧滴譜儀位置)Fig.4 High-resolution natural color composite cloud images of the Himawari-8 Satellite at 1300 BT and 1700 BT on 31 Jul 2021(? denotes the location of fog droplet spectrometer)

3 霧的微物理特征

由圖5可知,子過程1(2021年7月31日12:09—20:52)粒子數(shù)濃度變化較大，12:09粒子數(shù)濃度迅速上升，在30 min內(nèi)逐秒數(shù)濃度觀測值超過1000.0 cm-3，霧出現(xiàn)爆發(fā)性增強。13:45逐秒數(shù)濃度觀測峰值達(dá)到1261.7 cm-3，10 min滑動平均值峰值為895.0 cm-3(出現(xiàn)在13:55)，此后10 min滑動平均值為500.0 cm-3以上，并持續(xù)了約90 min。16:30霧滴數(shù)濃度迅速下降，16:59—17:41霧滴數(shù)濃度出現(xiàn)零值；17:58達(dá)到第2次峰值，逐秒數(shù)濃度觀測峰值為1070.9 cm-3，10 min滑動平均值峰值為597.0 cm-3，隨后緩慢降低。子過程2(2021年7月31日20:53—8月1日07:11)，粒子數(shù)濃度較子過程1明顯偏低，03:42達(dá)到逐秒數(shù)濃度觀測峰值為296.6 cm-3，10 min 滑動平均值峰值為131.0 cm-3，出現(xiàn)在05:30。

由圖5可以看到，數(shù)濃度、體濃度、液態(tài)水含量隨時間變化的總趨勢較為一致。數(shù)濃度較高時，有效直徑與數(shù)濃度的變化趨勢一致性較好。霧過程氣溫整體呈下降趨勢，降溫幅度超過3 ℃。霧過程風(fēng)速較大，最大瞬時風(fēng)速為25 m·s-1，10 min平均風(fēng)速最大值為15 m·s-1。對于子過程1，大部分時間10 min平均風(fēng)速超過10 m·s-1，且平均風(fēng)速變化與數(shù)濃度變化大體相反，平均風(fēng)速上升時，數(shù)濃度往往下降，平均風(fēng)速下降時，數(shù)濃度往往上升；對于子過程2，風(fēng)速波動更大，且與數(shù)濃度的對應(yīng)關(guān)系不明顯，這與平原的平流霧差異明顯。

圖5 2021年7月31日—8月1日物理量演變 Fig.5 Evolution of physical quantities from 31 Jul to 1 Aug in 2021

霧過程中各物理量的統(tǒng)計特征見表1。由表1可見，各微物理量起伏變化較大，其中數(shù)濃度平均值為246.4 cm-3，最小值僅為0.14 cm-3，最大值為1261.7 cm-3，最大值與最小值相差4個數(shù)量級；液態(tài)水含量平均值為0.05 g·cm-3，最小值為5.94×10-7g·cm-3，最大值為0.65 g·cm-3，最大值與最小值相差6個數(shù)量級；有效直徑平均值為5.7 μm，最小值為2.0 μm，最大值為34.0 μm，最大值與最小值相差1個數(shù)量級。由霧滴譜分布圖(圖6)發(fā)現(xiàn)，子過程1的霧滴譜分布廣，為2.0～46.0 μm，峰值直徑為4 μm；子過程2的霧滴譜為2.0～28.0 μm，前期霧滴譜分布窄，04:00霧滴譜有所拓寬。

表1 霧過程的物理量統(tǒng)計值Table 1 Statistics of physical quantities in fog process

圖6 2021年7月31日—8月1日霧滴譜分布Fig.6 Droplet spectral distribution from 31 Jul to 1 Aug in 2021

長白山主峰霧的微物理特征與其他地區(qū)霧的對比見表2。由表2可見，長白山主峰霧的數(shù)濃度比南嶺大瑤山高，較衡山、泰山、廬山山區(qū)觀測明顯偏低；數(shù)濃度介于南京和濟南城市霧之間，與安徽壽縣霧的觀測值相近，且比廈門翔安海霧觀測值高。長白山主峰霧的有效直徑平均值及液態(tài)水含量均比較小，在表2中最低，峰值直徑與南嶺大瑤山一致，比衡山、廬山、泰山低，液態(tài)水含量較上述山區(qū)觀測值明顯偏低。整體上，與其他山區(qū)霧的微物理特征相比，長白山主峰霧的有效直徑和液態(tài)水含量平均值偏小、數(shù)濃度平均值偏低。長白山霧的濃度較低，微物理特征與南嶺大瑤山類似，因二者較其他高山更接近海面或水面，所以霧滴具有海洋性特征。霧滴直徑小與長白山自然生態(tài)環(huán)境保護較好、受城市氣溶膠的影響小有關(guān)。長白山山體、植被及主峰天池水表、地表下墊面的粗糙程度差異巨大，近地層水平風(fēng)速存在明顯垂直切變，使得水濱近地層湍流運動發(fā)展旺盛，湍流混合和湍流輸送強烈等因素可能是導(dǎo)致其數(shù)濃度和液態(tài)水含量小的原因。

表2 長白山主峰霧與其他地區(qū)霧的微物理特征比較Table 2 Comparison of microphysical characteristics of fog on the main peak of Changbai Mountain and other areas

4 強濃霧期間微物理量演變

2021年7月31日12：09—16：59霧最強烈，具有典型的爬坡霧特征，可認(rèn)為是以霧的形式存在的地形云，具有一定代表性，故詳細(xì)分析強濃霧期間霧的微物理特征演變，表3和圖7分別是該段過程各階段微物理量的平均值、范圍以及譜分布，結(jié)合圖5可得到：

①形成階段(7月31日12:09—12:32)：該階段10 min平均風(fēng)速約為10 m·s-1，氣溫下降約0.2℃，有效直徑和液態(tài)水含量出現(xiàn)1次較小峰值后降至最低值，數(shù)濃度迅速升高，出現(xiàn)1次短暫且明顯的峰值，平均數(shù)濃度為482.7 cm-3，譜型呈單峰結(jié)構(gòu)，峰值位于6.0 μm處，有效直徑平均值為7.5 μm，有效直徑最大值為22.5 μm，最大霧滴直徑達(dá)50.0 μm。表明該階段霧滴已達(dá)到一定譜寬，核化和凝結(jié)增長過程已開始。

②發(fā)展階段(7月31日12:32—13:45)：微物理量起伏變化較大，氣溫下降明顯，數(shù)濃度等微物理量急劇上升，數(shù)濃度、液態(tài)水含量、有效直徑的10 min滑動平均峰值均出現(xiàn)在該階段，具有爆發(fā)性特征。平均數(shù)濃度和液態(tài)水含量分別達(dá)到712.6 cm-3和0.20 g·cm-3，約為形成階段的2倍。譜線明顯上抬，但仍呈單峰結(jié)構(gòu)，峰值位于6.0 μm處，10.0 μm以上的霧滴明顯增多。表明該階段核化和湍流碰并過程活躍，數(shù)濃度劇增，霧滴迅速增長，大滴增多。

③成熟階段(7月31日13:45—16:00)：該階段持續(xù)時間最長，微物理量起伏變化大。平均數(shù)濃度和液態(tài)水含量分別達(dá)到655.4 cm-3和0.14 g·cm-3，氣溫整體平穩(wěn)且略有降低，譜型仍呈單峰結(jié)構(gòu)，峰值直徑為5.0 μm，譜分布曲線下沉，大尺度霧滴數(shù)量較發(fā)展階段減少，最大霧滴直徑達(dá)44.0 μm。表明該階段霧滴核化凝結(jié)增長減弱，并出現(xiàn)沉降直至持續(xù)穩(wěn)定。

④減弱階段(7月31日16:00—16:59)：氣溫繼續(xù)降低，1 h內(nèi)降低0.3℃，平均數(shù)濃度下降至405.6 cm-3，液態(tài)水含量降低至0.1 g·cm-3。譜型仍呈單峰結(jié)構(gòu)，峰值直徑為5 μm，譜分布線繼續(xù)下移，最大霧滴直徑為42.0 μm，譜寬變窄。

上述分析表明:長白山主峰典型爬坡霧在形成、發(fā)展和減弱階段的數(shù)濃度、液態(tài)水含量與有效直徑具有較好的對應(yīng)關(guān)系，在發(fā)展階段具有爆發(fā)性特征，但在成熟階段，上述對應(yīng)關(guān)系不明顯。這是因為成熟階段的核化、凝結(jié)和碰并增長等微物理過程非?；钴S，數(shù)濃度等微物理量起伏變化很大。此外，霧爆發(fā)性增長階段也是風(fēng)速大幅增加的階段，在強濃霧時段10 min 平均風(fēng)速始終較大，這是與平原霧的差別。

表3 2021年7月31日12：09—16：59強濃霧期間各物理量演變Table 3 Evolution of physical quantities during extremely dense fog from 1209 BT to 1659 BT on 31 Jul 2021

圖7 2021年7月31日12:09—16:59霧滴譜分布Fig.7 Droplet spectrum distribution from 1209 BT to 1659 BT on 31 Jul 2021

5 結(jié)論與討論

2021年7—8月在長白山主峰天池站附近開展霧的外場觀測試驗，對7月31日—8月1日一次因特殊地理環(huán)境發(fā)生的局地霧天氣的宏微觀物理特征進行分析，結(jié)論如下：

1) 霧過程前半段是在穩(wěn)定逆溫層結(jié)條件下，由持續(xù)性西南暖濕氣流沿地形爬升形成持續(xù)霧天氣，其特點是西南風(fēng)較大，水汽充足，這也是長白山夏季常見地形云霧的動力配置；后半段為高空云層移動至長白山主峰高海拔地區(qū)接地產(chǎn)生。此次霧過程具有持續(xù)時間長、能見度低、環(huán)境風(fēng)速大、有短暫消散的特征，特別在強濃霧時段風(fēng)速始終較大，與平原霧差別顯著。

2) 霧滴有效直徑平均值為5.7 μm，數(shù)濃度平均值為246.4 cm-3，液態(tài)水含量平均值為0.05 g·cm-3。與其他山區(qū)霧的微物理特征相比，長白山主峰霧的有效直徑平均值和液態(tài)水含量平均值偏小，數(shù)濃度偏低，微物理特征與南嶺大瑤山類似，兩者均較其他高山更接近海面及水面，霧滴具有海洋性特征。強濃霧階段最低能見度小于100 m，由于湍流碰并過程造成霧滴譜的快速拓寬，形成單峰結(jié)構(gòu)。

3) 爬坡霧過程中出現(xiàn)的霧滴數(shù)濃度零值與700 hPa 急流核的變化有關(guān)。基于白天云層對太陽光短波紅外有反射作用的原理，利用葵花8號衛(wèi)星短波紅外通道(3.9 μm)和大氣紅外窗區(qū)通道(11.2 μm)亮溫差表明17:00長白山上空存在高云，佐證霧滴數(shù)濃度出現(xiàn)零值的合理性，并通過ERA5再分析資料發(fā)現(xiàn)霧短暫消散與700 hPa急流核強度及移動有關(guān)。

4) 對微物理結(jié)構(gòu)演變特征分析發(fā)現(xiàn)，強濃霧形成階段10 min平均風(fēng)速高，氣溫下降；發(fā)展階段微物理量起伏變化較大，數(shù)濃度等微物理量急劇上升，具有爆發(fā)性特征；成熟階段持續(xù)時間最長，氣溫變化平穩(wěn)、略有降低；減弱階段氣溫繼續(xù)降低，數(shù)濃度平均值、液態(tài)水含量平均值明顯下降。上述4個階段平均譜型均呈現(xiàn)單峰結(jié)構(gòu)，霧滴粒子峰值直徑為6.0 μm，該尺寸的粒子對此次長白山主峰夏季霧的形成貢獻(xiàn)明顯。

霧的形成受宏觀大氣環(huán)流影響，同時也受海拔高度、地形、地表覆蓋物等地域因素影響，霧滴譜分布、微物理過程演變與能見度、氣溶膠密切相關(guān)。長白山地區(qū)由于地理環(huán)境復(fù)雜，長白山主峰的霧既有高山霧和云霧共存機制，在液態(tài)水含量、霧滴數(shù)濃度等方面也具有諸多特殊之處。考慮國產(chǎn)霧滴譜儀在技術(shù)性能及穩(wěn)定性上仍處于試用檢驗階段，且本文僅用該霧滴譜儀對長白山的1次持續(xù)性霧進行研究，長白山云霧形成和演變的微物理機制還需基于綜合外場觀測試驗開展更深入分析。

致 謝：感謝吉林省長白山氣象局對野外觀測的大力支持。感謝山東大學(xué)環(huán)境學(xué)院薛麗坤教授、王新鋒教授對野外觀測和論文撰寫給予的悉心指導(dǎo)，特別向山東大學(xué)環(huán)境學(xué)院單業(yè)博士及其野外觀測團隊表示感謝。