西双版纳地区雾的气候学特征及其影响因素

采用Man-Kendell趋势分析、突变分析及灰色关联分析方法,分析1961—2016年间西双版纳地区雾、气温、降水等气象观测资料,以认识西双版纳地区雾的气候学特征及其与气温和降水之间的相互影响和相互作用。结果显示,西双版纳地区的雾主要发生在旱季期间的清晨,年雾日数和年雾时长呈显著减少趋势,与区域降水不显著减少的趋势一致,与气温显著升高的趋势相反。西双版纳地区年降水量突变时间不显著,年雾日数和年雾时长的突变时间早于年均温突变时间,说明雾对西双版纳区域环境变化的响应较气温和降水更敏感,是指示区域环境变化的重要气象因子之一。西双版纳地区气温、降水和雾事件密切联系并相互影响：年均温、年降水量对年雾时长的影响低于年雾时长对二者的影响,年雾日数相对更容易受到气温和降水量变化的影响;年雾日数、年雾时长对年降水量的影响小于二者对年均温的影响,气温相对更容易受到雾事件的影响。降水减少和气温升高不利于雾的形成,可能是西双版纳地区年雾日数和年雾时长减少的原因。     

华东地区夏季高温期的气候特征及其变化规律

基于华东气象站点1961-2005 年逐日最高地面气温资料, 分析了华东高温日数和高温 日平均最高气温的时空动态变化特征。结果表明: 过去45 年间, 华东年均高温日数为15.1 天, 高温日平均最高气温为36.3 ^oC, 高温以12~15 年为显著振荡周期, 在20 世纪80 年代为 弱负距平, 而在其他时期都为正距平。华东高温日数呈北少南多的空间分布, 高温日平均最 高气温以安徽、浙江和江西较高, 高温过程数是东北部少, 西南部多。高温日数和高温过程 数是以7 月最多, 高温日平均最高气温也是以7 月最高。在21 世纪最初5 年, 站点高温日数 和高温日平均最高气温增加, 4-10 月高温都为正距平, 各级高温过程数总体最多, 各级高温 过程日平均最高气温也最高。     

吉林省雾的气候特征及变化成因分析

利用1961-2010年吉林省雾日统计资料,对吉林省雾日的时空分布特征、变化趋势进行了详细分析,并分析了雾日变化的原因。结果表明：近50 a来,吉林省年和四季雾日的空间分布均呈东南部地区多、西部地区少的分布特征;雾日季节变化特征表现为8-9月多,10月至次年5月少,西部和中部地区雾日数月季变化呈现双峰型,东南部和东部地区呈现单峰型;雾大多数开始于夜间21时至次日早晨09时,结束于夜间22时至次日午后13时,持续时间多在6 h以下。近50 a来,除了春季雾日没有明显变化外,全省平均及各区域年和四季雾日均呈减少趋势;在2000年前后雾日数发生了一次明显的突变。雾日空间分布与海拔高度有密切关系;雾日趋于减少有人类活动导致的“热岛效应”、“干岛效应”、气溶胶密度加大等原因,也有气候趋于暖干化的自然原因。     

近50 年来祁连山及河西走廊降水的时空变化

利用1960-2009 年的日降水量资料,采用线性趋势、5 年趋势滑动、IDW 空间插值、Morlet 小波分析、Mann-Kendall 突变检验等方法,对祁连山及河西走廊地区不同等级降水日数和降水强度的时空变化特征进行了研究。结果表明:不同等级降水日数和降水强度的多年平均在空间上既表现出东西分异,也表现出南北分异;不同等级降水日数的年际变化在绝大部分区域呈增多趋势,且自东向西增幅减小,大雨强度的年际变化在绝大部分区域呈增大趋势,其它等级降水强度为部分区域呈增大趋势,部分区域呈减小趋势;小雨、中雨日数的年际变化呈显著增多趋势,大雨日数呈明显增多趋势,暴雨日数呈不明显增多趋势,小雨、大雨强度的年际变化呈不明显减小趋势,中雨、暴雨强度呈不明显增大趋势;不同等级降水日数变化的周期集中在2a、5a、8a、11a、19a,不同等级降水强度变化的周期集中在2a、5a、11a、15a、25a;除小雨强度突变减小外,其它等级降水日数均突变增多,降水强度均突变增大,降水量的增加主要是降水日数的增多造成的,其中小雨、中雨日数的增多贡献最大。     

吉林省雾的气候特征及变化成因分析

利用1961~2010年吉林省雾日统计资料,对吉林省雾日的时空分布特征、变化趋势进行了详细分析,并分析了雾日变化的原因。结果表明：近50 a来,吉林省年和四季雾日的空间分布均呈东南部地区多、西部地区少的分布特征;雾日季节变化特征表现为8~9月多,10月至次年5月少,西部和中部地区雾日数月季变化呈现双峰型,东南部和东部地区呈现单峰型;雾大多数开始于夜间21时至次日早晨09时,结束于夜间22时至次日午后13时,持续时间多在6 h以下。近50 a来,除了春季雾日没有明显变化外,全省平均及各区域年和四季雾日均呈减少趋势;在2000年前后雾日数发生了一次明显的突变。雾日空间分布与海拔高度有密切关系;雾日趋于减少有人类活动导致的“热岛效应”、“干岛效应”、气溶胶密度加大等原因,也有气候趋于暖干化的自然原因。     

1961- 2005 年中国霾日气候特征及变化分析

利用1961-2005 年中国霾日统计资料, 对中国霾的时空气候分布特征、变化趋势进行了详细分析, 并探讨了霾变化的可能原因及其与太阳总辐射、日照时数变化的关系。结果表明: 近45 年来, 中国年和四季霾日的空间分布特征均呈现东多西少的空间分布态势, 东部地区集中在三个多发区, 分别为长江中下游、华北和华南; 季节变化, 除东北地区、青藏高原、西北西部四季霾日均很少且变化不明显外, 其余大部分地区均呈现为冬季多, 夏季少, 春秋 季居中的特点。近45 年, 全国平均年霾日数呈现明显的增加趋势, 2004 年为最高值。我国东部大部地区主要呈现增加趋势, 尤其霾多发地区, 如长江中下游、珠江流域及河南西部等 地, 霾日增加幅度大, 趋势显著, 人类活动造成的大气污染物增加及天气气候变化是这些地区霾日呈现增加趋势的可能原因, 我国西部地区和东北大部地区则以减少趋势为主。华北、长江中下游地区、华南地区霾日变化趋势与日照时数变化趋势相反, 霾的增加是造成太阳总 辐射减少的主要原因之一。东北地区、西北地区、西南地区、青藏高原霾日变化和日照时数变化均呈现不明显的减少趋势, 但由于这些地区霾日发生少, 其变化不会对日照时数和太阳总辐射变化造成很大的影响。     

华北地区高温日数的气候特征及变化规律

基于1960～2009年华北地区90个台站逐日最高气温数据,采用趋势分析等方法分析近50 a华北地区高温日数的时空变化特征。结果表明,近50 a华北地区高温日数以海拔高度800 m等值线为界呈现南多北少的分布特点,南部主要呈减少趋势,北部主要呈增加趋势。同时它显现出明显的"多-少-多"年代际变化特征,与1960年代相比,2000年代高温日数在7月稍增加,5和8月有所减少。近50 a华北地区累计高温过程频次呈微弱的减少趋势,南北部高温过程集中的年代和月份也有所不同。     

山东省近50年来降水事件变化特征

运用山东省121个气象站1961-2010年逐日降水观测数据,分析了山东省近50a来的降水日数和降水强度的气候特征、变化趋势和贡献率、变异场、突变、周期性等特征。结果表明:近50a山东省年降水日数和强度存在着明显的年代际振荡,降水日数总体呈极显著减少趋势。降水日数和强度呈明显的带状分布,由东南向西北逐渐减少。各地大雨强度较均匀,暴雨日数和强度在鲁中山区南侧较多、较大,北侧则较少、较小。平均年降水日数呈减少变化趋势的站点达116个,降水强度增强的站点达80个。大雨日数减少和暴雨强度增强趋势较明显。大雨和暴雨日数占比较小,但对年降水量贡献较大。21世纪以来大雨和暴雨降水量和降水日数比率增大。平均降水日数及其变异系数在20世纪60年代中期、90年代前后和21世纪初期年际变化较大。降水事件同一年代际间的变异系数表现出相似的变化特征,同一降水事件不同年代际间的变异系数表现出明显的差异性。平均降水日数和大雨强度分别在1977和2005年发生了突变。大雨和暴雨日数变化的主周期分别为5a、11a,降水强度则分别为13a、21a。     

1951-2010 年中国气温变化分区及其区域特征

以中国623 个测站1951-2010 年逐日气温观测资料为基础数据, 通过正交旋转因子分析对1951-1980、1961-1990、1971-2000、1981-2010 年4 个时间段的年、冬、夏半年气温变化特征进行分区, 并探讨分区结果的季节和年代际差异。结果表明:依据年、夏半年气温变化特征, 可将全国划分成8 个不同的区域, 且研究时段内年、夏半年气温变化的空间结构比较稳定;而依据冬半年气温变化特征, 可将全国划分为7 个变化区, 且冬半年气温每30 年分区结果存在着明显变化。另外, 通过对区域平均气温距平序列的变化趋势分析可以得出:1951-2010 年间, 中国各区域气温均呈上升趋势, 升温趋势最快的是东北区(0.30 ℃∕10a), 最慢的是华南区(0.13 ℃∕10a);各区域升温过程不同步, 东北区与滇藏高原区显著增暖趋势在1961-1990 年开始出现, 而其他区域则发生在1971-2000 年及1981-2010 年。     

基于CE318观测的广州市气溶胶光学特性

基于CE318太阳分光光度计观测数据,反演了广州市2011年全年的气溶胶光学厚度、浑浊度和波长指数,并对广州市气溶胶光学特性的全年总体特征、季节性特征、日变化等进行了分析。结果表明：1）2011年广州市气溶胶光学厚度（AOD）全年均值为0.53,处于较高水平。其中,春季AOD最大,均值为0.81秋冬季其次,均值为0.5左右;夏季最小,均值为0.43。浑浊度与光学厚度具有相似的特点。2）从频率分布上看,波长指数α＞1.2所占比例接近90%,在1.4~1.6之间的所占比例＞50%,说明广州市的气溶胶主控粒子为小粒径的烟雾粒子。3）广州市秋冬季节的波长指数α较大,分别为1.46和1.50;春季α为1.27,夏季α为1.13。春夏季节粗粒子有较大程度地增多。总体上看,广州市区气溶胶类型接近于城市-工业性气溶胶与海洋性气溶胶的混合类型。4）广州市AOD的日变化与人类活动较为一致,上午持续上升,中午T 13:00左右到达一个小高峰,随后趋于稳定,T 17:00左右开始缓慢上升。波长指数α与AOD无明显关系。     

卫星遥感北京大雾气候分布特征及成因分析初探

利用极轨气象卫星资料,结合地面能见度资料,对北京市2001-2005年的大雾信息进行了处理分析,生成了多种大雾遥感信息产品.利用处理结果,对2001-2005年北京地区大雾频次分布特点进行了分析.其中卫星遥感2001-2005年北京地区大雾天数统计图反映了近五年来北京市不同地区大雾出现的频次,卫星遥感各季节大雾天数统计图反映了不同季节北京地区大雾分布的时空变化特点,卫星遥感大雾程度指数(像元级空间尺度)反映了北京市不同区县单位面积大雾出现的频次差异.同时,根据卫星遥感大雾分析结果、形成大雾的最主要气象要素资料(地面温、压、湿)、地理信息、高程数据等,还对近5年北京市不同季节不同地区大雾分布的特征、时空变化的气象成因和主要大雾类型(平流雾、辐射雾)进行了分析.综合各种分析结果,北京市大雾分布存在以下几个特点:第一,北京地区的大雾虽一年四季均有发生,但存在明显的季节性特点,以夏秋季偏多,以冬春季偏少;第二,大雾频发区主要位于北京市东南部和中东部偏北的部分地区.西部相对较少;第三,受地形和地面环境流场影响,东南部大雾以平流雾为主,北部和西北部地区以辐射雾为主;第四,辐射雾发生频次与下垫面类型有密切关系,城市热岛对大雾的影响明显.     

银川市雾霾天气的气象条件分析及概念模型建立

利用银川气象站1981-2013年逐时地面气象资料及探空资料,统计分析了不同季节影响大气扩散能力的静小风频率、逆温厚度强度、混合层高度等的差异。结果表明：雾主要出现在傍晚～夜间～第二天上午12：00之前,高峰期出现在07：00～09：00;霾主要出现在08：00～14：00,11：00前后最多,其他时间段相对较少;1981-1995年间,霾日数呈明显的下降趋势,1996年后呈明显的上升趋势,2013年达高峰。秋冬季是一年中浓雾-强浓雾及重度霾的多发季节,特别是夜间出现浓雾和强浓雾时,对应混合层高度均≤150 m,占比达100%;有霾出现时,污染潜在等级以2级为主,混合层高度在150< H≤ 350之间的占比达75%。小风条件下出现轻中度霾的概率比静风大,静风条件下出现重度霾的概率比小风大。雾霾天气时,大气稳定度以中性（D类）为主,其次是较稳定类（E类）。     

广东雾霾天气能见度时空特征分析——年际年代际变化

利用1980-2003年广东省22个地面气象观测站24 a的气象观测资料,采用经验正交函数分解(EOF)和连续功率谱分析方法,分析广东省雾霾天气下能见度的时空分布特征.结果发现,广东地区雾霾天气能见度的年际年代际变化主要表现在EOF的前2个主模态,方差贡献分别占17.4%和11.8%.其中第1主模态的空间场与广东省自然地理区划基本对应,其时间序列反映的主要是雾霾天气下能见度的年代际变化.在1992年前后由正向负的逐渐减小可能与上世纪90年代以后广东地区经济活动的明显增强有关;第2主模态的空间场反映出广东地区能见度时空变化一致性的特点,其时间序列具有显著的准2 a、4 a和8 a振荡周期,所反映的主要是雾霾天气能见度的年际变化,可能与大尺度季风区对ENSO年际变化信号的响应有关.     

卫星遥感资料在云南大雾监测中的应用

利用卫星遥感监测大雾具有及时、宏观的明显优势。图像纹理信息反映了图像的灰度性质及其空间关系。通过对雾的成因、辐射特性、雾遥感基本原理的阐述,结合中国FY-1D／美国NOAA系列极轨卫星资料通道特点,分析了雾的图像纹理信息,并依据雾在可见光波段和中红外波段与云类不同的光谱特性,选用光谱通道1、通道3、通道4组合进行大雾监测。实例分析结果表明这种监测方法能较好地分离无云地表、中高云和低层云雾,从而实现白天雾的监测。     

中国东部海陆热力差异与华南冬季雾霾的气候学关联

根据中国东部冬季海陆热力分异和耦合作用关系,构建了纬向海陆热力差异指标。从大气环流和降水角度,揭示了局地海陆热力差异对中国东部相对湿度变化的影响。基于此,探讨了局地海陆热力差异与华南地区冬季雾霾形成、转化和趋势变化的气候学关联。结果表明：冬季海陆热力对比显著的耦合区位于华南地区和菲律宾海东部海域,形成的局地海陆热力差异具有约17 a左右的年代际变化,20世纪80年代初其由强转弱的趋势突变明显。局地海陆热力差异增强时,华南地区冬季东北风异常加强,由东中国海（渤海、黄海和东海）及日本海向华南地区的水汽输送和降水也呈现增强趋势,这有利于华南地区相对湿度的异常增加。受局地海陆热力差异调控,华南地区偏湿期和偏干期约以17 a的周期交替出现。20世纪80年代之前的偏湿期,华南地区雾日条件湿度基本保持不变,之后环境相对湿度逐渐降低,引起雾日偏少。由于华南地区本底（平均）相对湿度更利于霾的形成,在污染物排放或迁移累积增强的情形下,相对湿度的降低抑制霾向雾的转化,使得雾日持续减少,而霾日趋于增加,特别在21世纪初的偏干峰值期霾日增加速率达到最高。21世纪20年代华南地区相继进入偏干期,气候变暖导致饱和比湿加大,未来霾天气趋多趋强、持续时间长等极端特性和高危险性特点将更为突显。     

静止气象卫星资料在白天海雾动态监测中的应用

利用国产静止气象卫星FY2E数据建立白天海雾监测算法,利用VIS通道反射率实现海面与云雾区分离,利用IR1通道估算云高实现中高云与低层云雾的分离,利用VIS、IR1、IR4波段构建雾判识指数初步实现海雾与低云的分离,利用平滑稳定度指数进一步实现海雾与低云的分离,最终得到的海雾监测小时产品。根据2014年1~5月份广东沿海13个海雾监站点的实测数据,对本算法所得海雾产品进行精度检验,计算得到检测率POD为92.7%,检率FAR为29.4%,总体精度为64.7%。个例分析可知,静止卫星资料因其具备较高的时间分辨率,可较好实现对海雾过程的连续、动态监测。     

中国雾区的分布及其季节变化

用中国范围604个台站1961年1月~2000年12月的地面观测雾日资料,分析了雾的地理分布,讨论了不同区域雾的月年变化特征。结果表明：中国地区主要有6个雾区：长江中游区、海岸区、云贵高原区、陇东-陕西区、淮河流域、天山及其北疆区。大多数区域雾日年际变化有下降的趋势,特别是20世纪80年代之后下降趋势更明显,雾日显著趋势区呈西南-东北走向,上升和下降趋势区相间分布,自东南向西北呈波列结构;中国大多数雾区秋冬季雾日最多,春夏季雾日较少。黄海岸区和北疆月际变化相似,都呈双峰型分布,其他区域为单峰型分布。