湖南省近46年雾霾天气时空分布特征分析

挑选出1971～2016年湖南省97个气象站出现大雾和霾的日期,然后对其时间、空间分布特征进行分析,得出以下结论：湖南省大雾天气先升后降再急速上升,霾天气前期稍下降后期迅速上升;雾霾天气均霾天气12月最多,7月最少,季节从多到少以此为冬季、秋季、春季、夏季;大雾天气湘西北、湘西南、湘东北多,湘南少,霾天气湘西北、湘中多,湘南、湘东北少;持续3日及以上雾霾天气过程分别为349次、551次,持续天气最多分别为15天、57天,11月最多,7月最少。     

1961-2013年黑龙江省雾霾时空分布特征及影响因子分析

利用1961-2013年黑龙江省83个地面气象观测站53 a的气象观测资料,分析了黑龙江省雾霾天气的时空分布特征。分析结果发现,黑龙江省大雾天气出现日数远远高于霾日,历年来呈现稳定波动、缓慢下降趋势,而霾天气出现的次数为阶段性,近10 a黑龙江省发生霾天气次数最少,但2013年开始又略有回升;大雾天气主要发生在夏季和初秋,而霾天气主要出现在4-10月;伊春雾霾天气发生的频率较高,松嫩平原西部雾发生的频率较低,霾发生的频率较高;大气环流、近地面逆温、静风等天气条件和污染物排放均对雾霾天气的产生具有影响,而焚烧秸秆和冬季燃煤供暖排放的污染物等外因也是雾霾天气产生的强烈诱因。     

宝鸡市冬季大雾气候特征分析

利用宝鸡市1971—2010年冬季(11—2月)11个气象站逐日观测资料,采用统计方法研究近40a来宝鸡冬季大雾天气的气候特征,为今后大雾天气的预警预报提供参考依据。研究表明:宝鸡市冬季大雾空间分布具有东北多、西南少的分布特点;冬季大雾站次数量年代际变化呈现出多—少—多的趋势变化,目前为逐渐增多的趋势;年变化较大,以3.3次/10a速度减少;11月大雾出现次数最多,12月次之,2月最少;大雾常常是川道或塬区成片出现,但区域性大雾占的比率较小。     

辽宁一次区域持续性雾霾的气象成因分析

近年来,雾霾天气频发,加剧了空气质量的恶化。研究雾霾天气的成因,加强雾霾的预报能力,对指导公众出行和保护身体健康有着重要的意义。本文利用辽宁62个国家级自动站观测资料和NCEP再分析资料,对2015年11月7—14日辽宁一次持续性雾霾天气过程的环流背景、形成条件和持续原因进行分析,结果表明:(1)高层西南偏西气流,低层暖脊及地面倒槽和弱气压场的环流背景为雾霾天气的发生提供了有利的天气形势。(2)逆温是这次雾霾天气持续的重要原因。雾和霾天气逆温表现形式不同,大雾过程中,逆温层高度低,厚度小;霾过程中,逆温层高度高,厚度大,且表现为多个逆温层同时存在。(3)水汽条件是雾和霾转换的关键因素。当近地层空气相对湿度大于95%时,有利于雾的生成;而相对湿度在60%~70%时,有利于霾的形成。雾向霾转换时,比湿增大;霾向雾转换时,比湿下降。(4)近地面弱的上升运动、中高层弱的下沉运动是此次雾霾加强的动力机制。(5)雾霾出现前后气象要素特征差异明显,可为雾霾天气的预报提供重要参考。     

娄底市霾的长期变化与典型重霾过程的特征

利用娄底市5个县(市)站的实况观测资料,分析霾日的空间与时间分布特征,结果表明:娄底市霾日西部多东部少,最多的新化站约是最少的双峰站的4倍;霾日的长期变化呈波动上升趋势,20世纪80和90年代中期出现2个峰值,2000年以后迅速上升;季节分布特点是冬季最多,占45.9%,夏季仅占7.7%,以12月最多,7月最少。利用娄底本站实况资料与NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料,分析2008年1月5～10日重霾过程的气象条件表明,混合层高度、水平输送条件直接关系到霾天气的形成,逆温层下稳定天气形势有利于霾的维持,而双层逆温则更加强了天气形势的稳定性与持久性。     

江苏省快速城市化进程对雾霾日时空变化的影响

利用气象观测和经济统计数据,研究了江苏雾霾时间空间分布和城市化对年雾霾日的影响。结果表明:(1)经济发达、城市化水平高的苏南地区是霾天气高发区,年霾日数超过100 d;(2)江苏霾日数冬季最多,夏季最少,2000年以后,夏秋季霾日数明显增加;苏南是霾日数显著上升的区域,增长率≥30 d/10a;(3)1978—1991年江苏三大区年工业增加值处于较低水平,增速缓慢,1991—2002年,年工业增加值增速加快,2002年以后迅速增长;与此对应,各区年霾日数从1990s初期缓慢上升,2002年以后快速增长;在城市化水平最高的苏南地区,1975—2000年各季节霾日数上升也不明显,2000—2008年,苏南城市化率从37%迅速上升到60.2%,霾日数也迅速上升,这表明城市化的加速发展是导致年霾日数上升的重要原因。     

1970—2013年石家庄地区霾变化特征

利用1970—2013年石家庄地区17个县市的地面气象观测资料分析了霾的空间变化特征。结果表明:1970—2013年石家庄年霾日数的区域分布变化较大,由中东部平原霾日数多、西北部山区霾日数少的分布转变为西南部地区霾日数多、中东部地区霾日数少,这种空间分布在2010年后更显著。随着经济快速发展,石家庄市西部山区丰富的矿产资源被开采,大量排放的SO2、NOX和VOCS等污染物发生光化学反应,有利于气溶胶的转化形成;除本地污染物排放外,受太行山阻挡,在一定天气背景下东南部地区污染物向山前汇聚,区域性污染输送也是西部山区污染严重的成因。石家庄地区持续性霾事件日数占霾总日数的50%以上,霾持续日数超过4d和8d分别为中等持续性霾事件与极端持续性霾事件;中等持续性霾事件年平均发生次数为9.8次,极端持续性霾事件年平均发生次数为1.6次。以南—东北向铁路线为分界,石家庄区域呈中东部和南部县市(无极、正定、藁城、栾城、赵县)极端持续性霾事件较多、西北部3县市(平山、行唐、灵寿)和东部3县市(晋州、深泽、辛集)极端持续性霾事件少的分布。石家庄市中等持续性霾事件在12月和1月发生次数最多,6—8月中等持续性霾事件发生最少;极端持续性霾事件主要出现在11月至翌年2月,其中1月极端持续性霾事件发生的可能性最大,年平均发生次数为0.4次,其他月份极端持续性霾事件年平均发生次数不足0.2次,极端持续性霾事件的发生概率较小。     

1980～2012年重庆地区霾日时空变化特征

利用重庆34个地面观测站1980~2012年气象资料,对重庆霾的空间分布、气候特征及其变化趋势进行了分析。结果表明:重庆霾日数空间分布呈现出西部多、东部较少、盆地多的特点;霾天气冬季最多,春秋季次之,夏季最少,12月最多,7月最少;20世纪80年代中期到90年代后期重庆霾日数总体较多,从变化趋势看,1980~1996年呈波动上升趋势,1997~2012年呈波动下降趋势,这与重庆以煤炭为主的能源消费结构、SO2排放量的变化等密切相关。     

广西大雾天气的气候及环流形势特征

利用1971～2006年广西89站大雾资料,对广西大雾的气候特征和地域特征进行分析,结果表明:广西大雾分布极不均匀,四周多,中部少,局地特征明显,表现为四个多发区和一个少发区;广西各月都可形成大雾,秋冬春季多,夏季少.雾日主要集中在11月到翌年1月,6月份最少;广西雾日的年际变化波动性很大,波动无明显周期,规律性差,总体略呈下降趋势;区域性大雾天气过程最多出现在11～12月,大多只维持1～2d,少数可维持3～5d;全区性大雾天气过程最多出现在12～1月,大多维持1～3d,少数可维持4d以上.     

湖南省46年来降水的气候特征

利用湖南省86个测站1960～2005年降水资料,采用REOF、小波分析和M-K突变分析等方法,对湖南省年降水的空间分布特征和时间变化规律进行了分析.研究表明:湖南省年降水的空间分布既有全区一致性,也存在着南部与北部、湘中地区与周围地区及东北与西南相反变化的差异.湖南省降水的空间分异类型可分为湘南、湘西北、湘东北、湘中、湘西和湘西南6个区.46年来,湖南省降水除湘西北外,年降水有增加的趋势;在1990年代以后存在一个降水转变期,并且存在4年、7年、10～12年和24年左右的周期变化.除湘西北以外,各区降水无论是21年左右周期转变还是7～10年左右周期转变,在2000年代中后期降水还将相对偏少,之后可能进入一个多雨期.     

近36年湖南省干湿的空间分布特征及变化趋势

利用湖南省80个测站1970—2005年降水和蒸发资料,采用REOF、小波分析和M-K突变分析等方法,对湖南省干湿的空间分布特征和变化趋势进行分析。研究表明:湖南省干湿存在4个干旱区域和3个湿润区域,除湘南、湘西和湘东部分地区外,其余地区有变湿趋势。根据EOF和REOF分析,湖南省干湿空间分布既有全区一致性,也存在南部和北部及湘中与周围地区相反变化的差异,大致可以分为湘南湘西南、湘北、湘中、湘东北4个异常区,且各异常区于1980年代末—1990年代初有一个由干向湿的转变过程。除湘中区外其他各区域1970年代中期以前和1990年代之后处于湿润时期,1980年代处于干旱时期。湘北区和湘中区存在2.6、5.3和11.6年的周期干湿变化;湘南、湘西南区和湘东北区存在2.6、7和16年的干湿变化。     

江西省霾天气气候特征及其与气象条件的关系

利用1980-2011年江西83个常规站和南昌、赣州2个探空站的观测资料,对江西霾的气候特征及其与气象条件的关系进行了分析。结果表明：近32 a来江西霾日总体呈上升趋势;霾日的季节、年际和年代际变化明显,秋冬季多（12月最多）春夏季少（7月最少）,4 a左右和8 a左右的年际变化周期显著,年代际变化主要为15 a左右的变化周期;江西霾日空间分布不均,呈现中北部多,南部及山区少的分布形势。霾与地面风速、大气逆温、海平面气压、降雨量和相对湿度密切相关,低风速、大气逆温、高气压、高湿度和少降雨有利于霾天气的发生,反之,高风速、低气压、低湿度和多降雨不利于霾天气的发生。     

韶关近18年霾的气候特征和典型天气类型

利用1991～2008年韶关市曲江站地面气象观测资料和NCEP 1°×1°的6 h再分析资料,分析韶关市霾的气候特征和典型天气类型。结果表明,近18年韶关市年霾日总体呈明显上升趋势,变化过程分为3个阶段,2006年开始的上升趋势是一种突变现象;韶关市11月霾天气最多,6月最少,并表现出秋冬季霾日多、春夏季少的分布特征。统计出现霾时的天气形势发现,地面风弱和气压场减弱都有利于形成霾,韶关市出现霾时以NW风最多;冷高压控制下的天气形势最有利于形成霾,其次是低压槽和热带气旋外围下沉气流。     

湖南省近54年冬季降水分区及趋势分析

基于湖南省89个气象站点1960—2013年的冬季降水观测数据,应用旋转经验正交函数（REOF）和层次聚类法（HCA）对湖南省冬季降水进行分区,并在分区的基础上,运用离散小波变换结合Mann-Kendall（MK）和Sequential MK（SQMK）的方法,讨论湖南省各分区冬季降水的变化趋势,并识别影响各自变化趋势的主周期分量。结果表明:（1）REOF的前3个旋转空间模态揭示湖南省冬季降水存在3个主要的异常敏感区:湘南、湘西北及湘中;（2）湖南省冬季降水在空间上可划分为5个一致性子区域:湘西北区（DJF1）、湘西-湘北区（DJF2）、湘西南-湘中区（DJF3）、湘南丘陵区（DJF4）和湘南山地区（DJF5）,且每一子区域从西南向东北呈带状展布;（3）近54年来,5个子区的冬季降水均表现出增加趋势但各区存在差异,其中,湘西南-湘中区、湘南丘陵区和湘南山地区均呈显著的上升趋势;（4）D₁分量是影响湖南省不同区域冬季降水变化趋势的最占优的周期分量,揭示湖南省的冬季降水变化趋势存在准2年的主周期。      

克拉玛依高温日数的气候特征及持续高温过程环流分析

利用1961—2008年克拉玛依气象站日最高气温资料和NCEP高度场资料,分析克拉玛依高温的气候特征和环流背景。结果表明:克拉玛依高温日年平均为28.4d,各年日数变化波动很大,最多年份达49d,最少年份为11d。持续高温过程年平均4.3次。高温日、持续高温过程主要集中在6—8月。20世纪90年代中期至今高温天气的频次明显增多且强度增强。研究显示,克拉玛依持续高温天气的发生与伊朗高压东北上及西太平洋副高西伸北抬有密切关系。持续高温天气过程500hPa高度场主要表现为三种环流类型:北支锋区偏北型环流,多产生持续时间较长的高温天气过程。二槽二脊型,多产生极端最高气温大于40℃的持续高温天气过程。二槽一脊型环流,高温天气持续时间较短。     

克拉玛依高温日数的气候特征及持续高温过程环流型分析

利用1961-2008年克拉玛依气象站日最高气温资料和NCEP高度场资料,分析克拉玛依高温的气候特征和环流背景.结果表明:克拉玛依高温日年平均为28.4 d,各年日数变化波动很大,最多年份达49 d,最少年份为11 d.持续高温过程年平均4.3次.高温日、持续高温过程主要集中在6-8月.20世纪90年代中期至今高温天气的频次明显增多且强度增强.研究显示,克拉玛依持续高温天气的发生与伊朗高压东北上及西太平洋副高西伸北抬有密切关系.持续高温天气过程500 hPa高度场主要表现为三种环流类型:北支锋区偏北型环流,多产生持续时间较长的高温天气过程.二槽二脊型,多产生极端最高气温大于40℃的持续高温天气过程.二槽一脊型环流,高温天气持续时间较短.     

郑州市霾天气的气候特征分析

利用1961-2007年地面观测资料,分析了郑州市霾天气时空分布及相应气象要素特征.结果表明:郑州市霾日数月、季变化表现为1月最多,8月最少;10月至翌年3月霾日数占全年的75%.年霾日数呈阶梯式上升趋势,60年代年平均霾日数6.6个,与本世纪初年平均霾日数的81.1个相差75个.霾天气发生时,多为正变压、负变温;相对湿度在20%-59%之间;风速＜3 m·s-1,风向在NE-ESE-S范围内概率较大.     

四川盆地一次持续性雾霾天气过程分析

利用空气质量监测资料、NCEP分析场资料、常规气象观测资料,对2014年1月22日~2月4日四川盆地一次持续性雾霾天气过程的特点及环流背景进行了分析。结果表明:此次持续14天的雾霾天气过程发生在中高纬纬向型环流背景下,青藏高原到四川盆地的西风气流不利于冷空气南下以及降水的产生,同时我国大部分地方处于地面高压内的均压场中,气压梯度力小,近地面风速小,有利于雾霾的形成和维持。大气混合层高度的变化对雾霾之间的转换有很好的指示作用,霾的混合层高度比大雾和轻雾的高,且霾的相对湿度比低,温度露点差比雾大,逆温强度比雾弱,这些都为雾霾之间的转换预报提供了很好的参考依据。     

贺州市霾天气的气候特征分析

根据贺州市4个国家气象观测站1981-2013年气象观测资料,对贺州市霾天气的气候特征及其成因进行了分析.结果表明,贺州市霾天气日数12月最多,7月最少,秋冬两季霾天气日数占全年的75％以上.市内各县区年平均霾天气日数分布存在明显差异,差异的原因与辖区内地形地貌、气候条件、土地利用性质密切相关.年平均霾天气日数总体呈上升趋势.     

雾霾天气对天津市太阳辐射影响的量化研究

基于2005—2016年天津市13个地面气象观测站的观测资料,探讨了近12 a天津市雾霾天气的空间分布,同时以西青站为例,基于西青站太阳辐射观测数据定量分析了雾霾天气对天津市太阳辐射的影响。结果表明:2005—2016年天津市雾霾天气总体呈北多南少的空间分布特征,雾霾日数高值区分布在宝坻蓟州地区,而滨海新区南部地区雾霾天气发生最少。2005—2016年天津市雾霾日数总体呈先增加后减少的变化趋势,秋季和冬季易形成逆温,不利的扩散条件使雾霾天气频发,因此秋季和冬季应重点防治雾霾天气。近12 a天津地区冬季雾霾天气对太阳辐射的影响率最大。随着雾霾天气持续日数的递增,天津地区雾霾天气发生频次呈幂函数的形式递减,但雾霾天气对太阳辐射的削弱作用逐渐增加,持续6 d的雾霾天气使太阳辐射比背景值下降57.14%。雾霾天气持续发生发展对冬季北方地区设施农业生产及太阳能发电等行业影响较大,应采取适当的应对策略,尽可能减小灾害损失。