厦门城市能见度和雾的特征与城市环境演变

利用厦门城市1980～2000年21年地面资料和探空资料，对能见度和雾演变特征及其物理成因进行分析，结果表明：厦门城市夏季能见度明显好于冬季，这可能与冬夏盛行风向不同，输送排放污染源地不同以及不同季节天气气候条件相关。厦门城市冬季和夏季能见度呈下降趋势，尤以夏季为突出，轻雾以上的频数也日益增加，其重要因素是城市的热岛效应。厦门城市能见度虽然明显好于污染较为严重的北京，但冬季厦门城市能见度与北京呈反位相演变趋势。夏季厦门城市能见度有着明显的日间变化，这与夏季海陆风日变化的垂直环流圈有密切关系。     

北京及周边地区城市尺度热岛特征及其演变

采用北京及市郊地区共16个标准国家气候站的1961～2000年40年温度资料对北京及周边地区的城市尺度热岛特征及其演变进行了研究.研究表明北京城区与郊区温度是同位相升降,且郊区温度一直低于城区.其温差维持并同位向振荡,温度逐年升高,城区与郊区温差逐年增大,表明北京热岛效应一直稳定存在,而且北京的热岛效应在随时间加剧.以海淀为代表的北京城区大部热岛效应显著,门头沟、石景山、丰台、房山和通县等地是局地升温的显著区域.因此,北京具有城市、卫星城市"热岛"多中心的复杂特征.分析热岛效应增强的趋势表明世纪末的10年与80年代的10年相比,北京城区与郊区的热岛效应增强趋势显著.特别是以海淀为代表的北京城区大部,热岛效应进一步明显增强;北京的东南部的局地升温效应加剧,通县也是一个明显的升温区域,并有一个从河北省伸向北京东南部的"暖脊". 尺度滤波分析表明,北京城市热岛效应10年变化的增强区域与城市位置十分吻合.北京城市热岛效应还具有中尺度特征.以海淀为代表的北京城区大部是热岛的主要中心,主中心内还有几个更小的高中心嵌套其中,分别位于三环路以内的西部和北部.北京城郊热岛效应发展趋势仍是严峻的,须进一步努力进行北京及周边地区环境的改善.     

我国大雾的时空分布特征及其发生的环流形势

根据1971～2005年35年来714站大雾资料,统计了我国大雾的时空分布特征和环流形势.结果表明:年平均大雾最多的地区主要集中在四川盆地、重庆、云南南部、湖南和江南东部;雾日有明显的季节和月际变化,春、夏季雾的范围较小,秋、冬季雾的范围较大,内陆雾主要为(秋)冬季正态分布型,东北的雾夏季偏多,沿海雾春、夏季较多.雾通常开始于晚上20时(北京时间,下同)至次日早晨8时(以6～7时为最多),结束于8～12时,持续时间大多在1～10 h,持续3h的雾出现的频数最高.近35年雾日的线性趋势表明:江南、华南的雾日变化不明显,其余大部分地区的雾日都呈递减趋势,不同能见度的雾日在1985年前后基本上都呈相反的变化趋势,并且能见度越低的雾日变化越明显.主要考虑地面天气形势我国大范围大雾发生的环流形势可分为均压型和锋前型两大类型.     

南宁城市能见度和雾的特征分析

利用南宁城市1980~2002年地面资料和探空资料,对能见度和雾的演变特征及其物理成因进行分析,结果表明:南宁城市夏季能见度明显好于冬季,这可能与冬夏季不同季节盛行风向不同,输送排放污染源地的差异以及不同季节天气气候条件相关。夏季南宁主要受大陆高压的控制,城市能见度高,雾日少,而在冬季,由于冷空气的频繁影响和南宁上空逆温层的存在,轻雾以上的日数增加,城市能见度也随之下降。近几年来,南宁的城市能见度呈下降趋势,轻雾以上的雾日数呈上升趋势,雾日的频数也随之增加,这可能与南宁城市下垫面的改变,局地气候的变化和人类活动等因子有着密切的关系。     

梧州市两次致洪暴雨诊断分析

利用南宁城市1980-2002年地面资料和探空资料，对能见度和雾的演变特征及其物理成因进行分析，结果表明：南宁城市夏季能见度明显好于冬季，这可能与冬夏季不同季节盛行风向不同，输送排放污染源地的差异以及不同季节天气气候条件相关。夏季南宁主要受大陆高压的控制，城市能见度高，雾日少，而在冬季，由于冷空气的频繁影响和南宁上空逆温层的存在，轻雾以上的日数增加，城市能见度也随之下降。近几年来，南宁的城市能见度呈下降趋势，轻雾以上的雾日数呈上升趋势，雾日的频数也随之增加，这可能与南宁城市下垫面的改变，局地气候的变化和人类活动等因子有着密切的关系。     

2007—2015年北京地区能见度时空变化特征

利用2007—2015年北京市大兴观象台、28个道面自动气象站、部分区域自动气象站等多种台站观测资料分析了2007—2015年北京地区能见度的时空变化特征。结果表明:2007—2015年北京地区春季平均能见度最高、夏季平均能见度最低,夏季及年平均能见度呈显著增加的趋势,春季和秋季能见度均呈波动增加,冬季颗粒物浓度的显著增加致使北京地区冬季能见度下降的时段集中在2011—2014年;空间上,北京西北地区能见度明显高于中心城区和东南大部地区。秋季和冬季能见度的空间分布特征与年平均能见度的分布特征较一致,表现为能见度自西北向东南方向逐渐递减;与能见度相关性最高的为相对湿度、颗粒物浓度、风向及风速,但不同要素在月、季和年尺度上的相关性差别较大;根据天气现象统计表明,近10 a来北京地区雾、霾、沙尘日均呈增加的趋势,但是山区与城区气象站点低能见度事件的发生频次存在较大的差异。整体来看,小于10 km能见度事件的发生频次在全区以增加为主,而小于1 km能见度事件的发生频次在全区以减少为主。此外,近10 a来北京地区干霾的发生频率为44. 29%,湿霾的发生频率为7. 13%,低能见度事件多由干霾造成,但湿霾发生时,能见度恶化的更明显。     

面向特大城市的风环境容量指标和区划初探——以北京为例

利用气象观测、高分辨率城市地理信息和卫星遥感数据,通过将气象类指标与城市类指标相结合,开展了北京地区风环境容量指标和区划的探索性研究。结果表明：水平风速和大气混合层厚度两个指标在空间上均呈北部和东部地区高、中心城区和西南地区低的特征;中心城核心区和卫星城的地表粗糙度长度较高,二环内老城区建筑多为平房,地表粗糙度长度小于二环外其他中心城区,形成较明显的空心环状结构;在中心城区外的植被地区,北部和西部山区粗糙度长度明显高于平原区;加权综合水平风速、大气混合层厚度和地表粗糙度长度3个指标,计算不同等级风环境容量指数阈值,在空间上西南地区的房山、门头沟、海淀、石景山、丰台以及中心城区的东城和西城等地风环境容量指数较低,其中二环至四环范围是风环境容量指数最低区域,这与北京经济、金融和商业中心空间分布一致;延庆、怀柔、密云的北部以及通州的绝大部分地区为风环境容量指数高值区,其他平原区多为中等风环境容量指数区。     

近48年城市化发展对北京区域气候的影响分析

利用1961～2008年北京12个台站的气候观测资料, 研究分析了北京城区和郊区气温、降水、相对湿度、风速的年际和四季变化趋势及特点, 并探讨了城市化发展对北京区域气候的影响。结果表明: 近半个世纪以来, 平均气温上升明显, 其中尤以冬季最为突出, 而夏季最弱。通过气温变化的年代比较发现气温增加有加快的趋势, 尤其是城市地区, 导致热岛效应不断加强, 特别是1990年代以后增幅更加明显。最高和最低气温在近48年来也都呈上升趋势, 且城市化发展对最低气温的变化影响最大, 其次是平均气温, 对最高气温影响最弱。而降水有减弱的趋势, 尤其是夏季的降水减弱最为明显。城区的风速和湿度都呈减小的趋势, 这与城市化的加剧, 尤其是下垫面的变化有密切的关系。     

北京市夏季日最大电力负荷与气象因子的关系

利用2006—2013年北京市逐日15 min电力负荷资料及北京平原地区6个人工气象观测站(朝阳、海淀、丰台、石景山、观象台、昌平)的气象要素观测资料,分析北京市电力负荷时间和空间的变化特征及其夏季(6—8月)日最大电力负荷与各种气象因子的关系,采用剔除逐日最大电力负荷、历年夏季最大电力负荷极值及历年夏季最大电力负荷平均值的变化趋势项3种方法提取气象负荷并进行对比,进一步研究累积气象因子与夏季气象负荷的相关性。结果表明:2006—2013年北京电力负荷呈逐渐增长的趋势,电力负荷年变化和日变化均呈"双峰型"。北京全市及各区最大电力负荷多数出现在夏季,部分地区最大电力负荷出现在冬季(11月至翌年2月),朝阳和海淀地区夏季最大电力负荷明显高于其他地区。北京市夏季日最大电力负荷与闷热指数及平均气温的相关性最好;气象负荷与气象因子的相关性好于原始负荷,且剔除夏季日最大电力负荷平均值变化趋势项获得的气象负荷优于其他方法;当气象因子累积2 d时,夏季气象负荷对气象因子的变化最敏感。     

厦门能见度的准周期性变化

利用厦门机场2000～2002三年白天（08～20时）逐时能见度及相应的相对湿度、风资料，通过统计方法和小波分析，发现厦门能见度有显著的日变化、季节变化、季节内和准两周等不同尺度的变化，并且分析了这几种变化的基本特征。在每天有记录的时刻08～20时，能见度日变化明显，在清晨、傍晚最低，午后最高；能见度存在季节变化，在一年中3～5月能见度最低，这正对应着厦门的雾季，厦门地区的能见度与当地的雾关系密切；能见度还存在显著的季节内（30～60d）变化和准双周（10～20d）变化，这与东亚季风区内的大气振荡有关。     

全球升温1.5℃和2.0℃背景下北京市暴雨洪涝淹没风险研究

基于第五次耦合模式比较计划(CMIP5)的5个气候模式模拟结果,结合FloodArea模型,对RCP8.5情景下全球升温1.5℃和2.0℃时,北京市极端降水和淹没风险进行分析。结果表明：北京市极端降水量呈从西南向东北逐渐减少的分布趋势。在升温2.0℃时,极端降水和淹没风险增加较升温1.5℃时明显,郊区极端降水增加最明显的地区是房山和门头沟,城区极端降水量增加最明显的地区是海淀、石景山和丰台区。海淀区出现一级和二级淹没风险的面积最大,其次是丰台和石景山区。郊区的延庆和怀柔是发生一级淹没风险面积最大的地区。     

人类活动影响下的北京地区气候承载力初步评估

重点考虑北京地区的气候条件、环境特点以及社会经济发展过程中的主要人类活动,从气候资源现状、人类活动强度和生态环境状态3个基本要素层出发,构建人类活动影响下的北京地区气候承载力评估指标体系,评估人类活动影响下的北京地区气候承载力情况,分析了气候承载力构成要素的空间分布及相对水平,解析了不同区县气候承载力的相对状况及主要制约因子。结果表明,北京地区气候承载力指数（I_CCC）在0.24~2.24之间变化,其中延庆县、密云县、昌平区的气候承载力较高,东城区、西城区、顺义区、石景山区、丰台区、房山区、朝阳区的气候承载力相对较差,海淀区、大兴区、怀柔区、门头沟区、平谷区、通州区居中。在各行政区县内部,东城区、西城区、丰台区、顺义区、朝阳区的气候承载力空间差异性较小;而延庆县、怀柔区、门头沟区等郊区气候承载力空间差异性较大,这主要受气候条件和生态环境的区域差异性影响。从气候承载力的构成要素看,怀柔区、延庆县及门头沟区的气候承载力主要受气候资源的限制;城六区和房山区等地的气候承载力主要受人类活动强度及生态环境要素的限制。就气候承载力具体指标而言,东城区、西城区、海淀区、朝阳区主要受人口密度、人均绿地面积以及生产生活排污量的影响;石景山区主要受空气质量较差的影响,房山区则受空气质量差和人均能耗高的影响。     

虹桥机场能见度变化特征分析

以中国1960年前建站的595个气象台站1951/1952～2004/2005年冬季逐日降水资料为基础,采用面积加权平均法得到冬季全国和8个区(包括东北区、华北区、长江中下游、华南区、青藏高原、西南区、西北东部和西北西部)的平均降水日数距平与降水量标准化距平序列.通过对全国和区域平均距平序列以及全国各站的冬季降水日数和降水量的变化速率和趋势系数的分析,得出:近54年来中国冬季降水日数明显减少,降水量变化趋势不明显;东北区和西北东部的冬季降水日数减少趋势超过0.01显著性水平,而青藏高原降水量的增加趋势超过0.05显著性水平.     

虹桥机场能见度变化特征分析

分析了上海虹桥机场近18年(1987～2004年)能见度的年际变化、季节变化和日变化特征,发现虹桥机场能见度呈逐年下降趋势,但是能见度低于着陆标准的年发生频数却趋于减少,能见度的季节变化特征非常明显,夏季能见度最佳,冬季最差,出现低能见度的频数最高.一天中早晨4～8点的能见度最差,不利于飞机降落,而13～18点的能见度条件较好.小波分析的结果表明虹桥机场能见度变化以年周期和天气尺度周期(2.5～9.8天)最为显著,其次为准双周振荡(10～20天).一年中七八月份能见度最佳,一月能见度最差,转折点一般出现在春末夏初和秋末冬初.虹桥机场的能见度变化和大雾时数以及颗粒物关系密切,呈反位相变化特征.     

福建近44年雾日趋势变化特征及可能影响因素

应用1961—2004年福建省50个气象站逐月大雾及浓雾日数资料, 分析了全省大雾日数及浓雾日数的年、季分布特点、长期变化趋势、年代际变化特征以及可能的影响因素。结果表明:全省年、季雾日数分布均表现为中部及三明西部的多雾区, 沿海及南部地区的少雾区, 而多雾区中浓雾所占的比率达30%以上; 全省年、季大雾日数大部分地区表现为明显的减少趋势, 仅在龙岩西部呈增加趋势, 而浓雾的减少趋势不如大雾; 年、季雾日数具有明显的年代际变化特征, 年、季雾日数在20世纪80年代中期左右转为明显偏少期, 之前则为明显的偏多期。文中还重点分析了6个代表站大雾与浓雾的趋势与月际分布特征。进一步研究指出, 年雾日数与年平均气温有较好的负相关关系, 而与年平均相对湿度有很好的正相关关系, 同时与森林覆盖率的变化有一定关系。     

成都市民航气象行业标准下的低能见度时空分布特征研究

本文采用1980~2010年成都市14个站31年能见度资料,对于民航气象行业标准下的低能见度时空分布进行了统计分析。结果表明:对飞行有影响的低能见度(<600m)浓雾天气早上最易出现在成都市南部、西南部及东部,且该区域部分站点浓雾较难消散,其中新津县和蒲江县夜间开始就易出浓雾天气。西北部早上不易出现浓雾天气,但位于该区域的郫县早上和都江堰下午至夜间相对易出能见度在600~1000m的雾。1980~2010年期间,成都市多数站点年浓雾天数呈下降趋势,只有新津站随时间逐年上升。出现其它级别低能见度的天数年变化多为波动形式。      

中国不同等级雾日的气候特征

利用1961-2005年中国300个台站的逐日雾资料及能见度资料,分析了不同等级雾的时空分布及基本气候特征、雾生时间和持续时间的年代际变化。结果表明：雾的空间分布范围随着能见度的降低而减小;随时间的变化多呈减少趋势,但沿长江及东部沿海的重浓雾日在20世纪70年代发生突变,雾日增多;内陆、南部沿海雾生时间多在清晨06:00-08:00,东部及沿海多发生在夜间20:00-21:00;雾生频次经历少-多-少的年代际变化,90年代后频次减少,个别区域雾生时间随着年代的延伸而推后;大部分地区雾的持续时间在3 h内,12 h以上的雾区多集中在沿海、华北和陇东-山西地区,沿海、四川盆地、云贵地区90年代12 h以上雾的发生频次最高。