中文摘要：

以天津市255 m气象铁塔为主要观测平台，辅以滨海地区多座70-100米气象铁塔及其他探测资料，分析渤海西岸复杂下垫面条件下的风、温、湿气象要素廓线演变规律，讨论大气边界层内不同高度辐射通量和湍流通量的演变特征，剖析雾天气下层结变化、水汽廓线分布规律及不同高度风、温、湿湍流统计量的相似性规律。分析典型天气和雾天气下边界层精细结构的异同，分析不同厚度雾的存在对边界层精细结构的反馈作用，讨论雾的生消与辐射、湍流输送的关系，得到渤海西岸城区、滨海地区雾生消过程中风、温、湿廓线的概念模型和通量垂直分布特征，建立适合渤海西岸复杂下垫面条件下雾过程的湍流特征，为雾的预报预警提供基础。

结论摘要：

在国家自然科学基金委员会的大力支持下，对渤海西岸典型天气条件下的行星边界层特征进行观测分析，就雾天气生消成因和预报开展了研究，项目组基本完成了研究计划。主要得到以下成果（1）渤海西岸动力学粗糙度由大到小排序分别为城区、塘沽、大港和汉沽。该结果提出渤海西岸下垫面的复杂性，是局地性雾的可能原因之一。（2）雾天有别于其他典型天气条件下的大气边界层结构特征。雾天，气象要素和地气交换日变化小，低空150m维持逆温层结，风力微弱，成雾后逆温层结抬升至雾顶；平流雾的生成与消散前，均会提前释放出湍流动能跃升的信号。而晴天时，气象要素及地气交换随日落加强、日出减小，逆温不接地；降雪时，各特征量日变化比晴天时小。该结果可为提高雾天气预测和人工影响雾天气提供基础。（3）城市面积增加使雾层发展高度更高，而对雾生、消时间的影响并不明显；短波辐射方案对雾模拟结果的影响最为显著，其中Dudhia方案效果最优；由于液态水含量模拟误差以及能见度算法的不理想，Zhou（2009）提出的阈值方法判断雾比Kunkel（1984），Gultepe（2006）两种方法更适用于本区域。该结果有助于提高雾的数值预报和统计释用能力。（4）水雾中，近地层净长波辐射与大气长波辐射的差值小于20W/m2。该结果为区分雾霾天气提供又一项指标。（5）不稳定层结条件下，雾中下垫面温度、湿度均一化标准差随稳定度程度加强而呈减弱趋势，数值显著高于农田下垫面，变化规律不能用经典湍流相似性理论描述；而风速归一化标准差数值随稳定度的变化符合近地面经典湍流相似性理论，中性层结条件下的各方向风速归一化标准差分别为2.5、1.9和1.2。稳定层结条件下，温度和湿度均一化标准差离散，风速没有明显的离散。该结果为雾中湍流相似性普适规律的进一步研究提供参考。（6）海岸带低空急流或过海风带来的高湿气流对内陆大气的增湿作用，显著利于海岸带大雾的发生发展。该结果验证了海风是海岸带大雾的重要影响因子。（7）利用人工神经网络方法基于WRF模式业务预报产品研发了雾天气预报释用产品。0-3km能见度的预报技巧比WRF模式提高了34%以上；对3-10km能见度，由原模式的无预报能力提高到28%的预报技巧。该结果直接为雾天气预报准确率的提高提供了更优的参考。（8）发表文章16篇，培养了3名研究生，有5名人员晋升职称。