天津地区大气能见度变化特征及影响因子

基于能见度资料等级分析法、Ridit 方法、“非常好”能见度及“较差”能见度出现频率分析法,分析了天津西青、塘沽两个气象观测站2000—2010年大气能见度变化趋势及低能见度天气特征,研究了影响大气能见度的主要因子。结果表明：11年间,两站能见度超过40 km的情况均未出现,西青站2~9 km能见度出现频率逐年上升,塘沽站从2006年开始20~39 km能见度出现频率呈明显下降趋势;西青站从2006年开始,Ridit 中值降至0.5以下,塘沽站Ridit 中值呈波动式下降趋势,2006年Ridit 中值最小（为0.43）;两站“非常好”能见度出现频率呈逐渐下降趋势,“较差”能见度出现频率呈上升趋势;秋冬两季是西青、塘沽站低能见度天气的多发季,常伴有高湿度、低风速,两站的盛行风向存在差异;相对湿度与能见度呈负相关,风速与能见度呈正相关,与能见度波动式下降的趋势相反,能源消耗总量为逐年增加趋势。     

1980年地面气象观测规范变更对能见度资料连续性影响研究

为探讨1980年地面气象观测规范变更对能见度资料连续性,采用累积百分率法、Ridit分析法、"非常好"能见度分析法等工具,对1951—2006年南宁、桂林城市大气能见度变化进行了分析。分析显示:南宁、桂林能见度高值在1980年相对1979年迅速下降,并导致平均Ridit值,"非常好"能见度天数迅速降低,其原因是1980年采用新《地面气象观测规范》的结果,采用能见度高值、Ridit值、"非常好"能见度对比分析1980年前后的能见度变化是不可信的;南宁、桂林能见度中、低值受1980年采用新的《地面气象观测规范》的影响较小,保持了很好的连续性,资料跨越1980年是连续可靠的,可以用来进行对比分析1980年前后的能见度变化。     

南京大气能见度变化规律及影响因子分析

利用累积百分率法、Ridit中值分析法、"非常好"能见度出现频率法以及平均能见度年际和季节变化法,对1980—2005年南京大气能见度年际变化趋势进行分析,发现1980—1984年能见度呈上升趋势,1985年以后则在波动中呈明显下降趋势。26 a中,日均大气能见度最小值为0.55 km,最大值为29.25 km,平均值为8.59 km。大气能见度具有明显的日变化和季节变化特征,一日之中,14时最好,08时最差;一年之中,冬季能见度最低,夏季最高。能见度与相对湿度呈负相关,与风速呈正相关,与温度和气压的相关性相对较小。PM10是影响南京地区大气能见度的首要污染物,通过对能见度与PM10平均质量浓度进行曲线拟合发现,二者呈负相关,复相关系数在秋季最高,夏季最低。由统计预报方程可知,空气污染和气象条件协同作用对能见度的影响在春季、秋季、冬季较为明显,夏季则相对较差。     

南京市大气能见度的变化趋势及特征

利用南京国家气候基准站1980—2008年能见度、相对湿度和天气现象等气象要素资料,剔除气象因素对能见度影响,采用百分位分析法、等级分析法和Ridit分析法,分析了由于空气污染造成南京地区大气能见度的变化趋势。结果表明,近30 a来,南京市年平均和四季大气能见度整体显著下降,但其中“较差”和“一般”能见度出现频率显著上升,“较好”能见度则明显下降;四季能见度及其分布均呈现春、夏季节变化不同,秋、冬季节变化显著的特点;能见度呈逐年代降低但降幅减缓;能见度季节差异也呈逐年代减小趋势;此外,冬季能见度早在1987年起变差;并且本世纪以来,冬季能见度以“较差”和“一般”为主,其余三季均是以“一般”为主。     

珠海市近34年能见度的变化特征

利用累积百分率值、平均Ridit值、线性回归和相关分析的统计方法对珠海市能见度观测资料进行分析,探究近34年珠海市能见度的演变规律及其气候成因,结果表明:珠海能见度呈下降后上升的变化趋势;季节能见度变化,冬季最低,春秋季次之,夏季最高;月能见度最大值在7月份,最小值出现在12月份,且能见度月际变化较大。降水日数、风速、大风日数和相对湿度呈下降趋势,造成大气污染物的聚集,导致珠海能见度下降。珠海市政府部门加大力度对大气颗粒物排放进行整治,使能见度有明显提高。     

1980-2003年京、津、冀地区大气能见度变化趋势研究

利用京、津、冀88个气象站1980—2003年能见度、相对湿度和天气现象等气象要素资料,剔除气象因素对能见度的影响,采用累积百分率和Ridit两种方法,分析了由于人为空气污染所造成的区域大气能见度变化趋势。结果表明,24年来京、津、冀大部分地区能见度呈下降趋势,其中沧州、廊坊、天津、衡水和邯郸五地区下降趋势最为明显。四个季节中,夏季下降趋势最显著。1995年以后,京、津、冀能见度低值主要出现在石家庄、邢台、邯郸、廊坊、天津和沧州地区,而北京市能见度出现明显上升趋势。2001—2003年大部分地区能见度仍呈下降趋势,夏季和冬季下降趋势最为明显,河北省西南部太行山地区能见度最差。将区域能见度趋势与同期能源消耗量和机动车趋势进行对比,结果表明,大气能见度趋势与能源消耗和机动车增长存在很好的相关性。     

空气污染与大气能见度及环流特征的研究

利用2000年7月—2001年5月兰州逐日污染物浓度及污染综合指数资料,分析了其与能见度的相关性,同时利用1980—2000年冬季兰州能见度的资料,对大气能见度及环流特征量进行了分析,并初步建立了能见度趋势预报方程。结果表明：大气能见度具有明显的日变化;年际变化呈增大趋势,20世纪90年代能见度要明显好于80年代。污染指数与能见度基本呈现负相关。印度副高脊线偏北,东亚大槽明显,即亚洲地区环流经向度大时,大气能见度增加,空气污染程度较轻。     

南阳市大气能见度变化趋势及影响因子分析

利用南阳市1995-2005年大气能见度和地面气象要素的观测资料及南阳市环境检测站提供的近3 a空气污染物监测数据,统计分析了近10 a南阳市大气能见度变化特征及其与气象要素和空气污染物的关系,结果表明:南阳市能见度年际变化呈缓慢波动上升趋势,夏秋季节2001年之后呈波动下降趋势;冬季能见度最低,春季最高;能见度月变化呈双峰型,第一个峰值在5月份,第二个峰值在9月份;一日之中,08时能见度最差,14时最好.能见度与同期气象要素及污染物浓度的相关分析表明,能见度与相对湿度、空气污染物PM10浓度呈显著性负相关,与NO2、SO2浓度负相关性较弱,与风速和气压呈弱的正相关,与温度的相关性较为复杂,雾是影响能见度的主要天气现象之一.     

河北省1960～2002年城市大气能见度的变化趋势

用累积百分率分析法、 Ridit分析法和"非常好"能见度出现频率分析法分别对河北省11个城市1960～2002年的大气能见度进行了研究和分析.结果表明, 河北省11个城市大气能见度的地理分布大致呈现自北向南其值由高到低的势态; 43年来由于空气污染, 11个城市的大气能见度均显著下降, 夏季能见度下降的幅度最大.1979～1981年为大气能见度变化的转折期, 在此期间11个城市的能见度迅速降低、 "非常好"能见度出现频率很快下降.1998～2002年, 石家庄、承德、秦皇岛、唐山、邯郸的大气能见度出现上升     

高原季风特征及其与东亚夏季风关系的研究

利用ERA-Interim的位势高度场、温度场和风场再分析资料,计算了1988-2017年的传统高原季风指数(Trational Plateau Monsoon Index,TPMI)和动态高原季风指数(Dynamic Plateau Monsoon Index,DPMI),分析了高原季风的空间分布特征和时间演变规律,结合东亚夏季风指数(East Asian Summer Monsoon Index,EASMI),探讨了高原季风与东亚季风的关系。研究表明:(1)高原夏季风从4月开始形成,暖性低值系统在高原上生成;6月暖性低压系统中心形成并达到最强,此时高原夏季风强度也达到最大;10月暖性闭合低压系统向东北方向移动且强度也随之减弱并退出,高原夏季风结束。(2)DPMI和EASMI具有明显的年际变化特征,在关键年高原夏季风和东亚夏季风的强度表现一致。(3)中纬度受东亚季风所影响区域的位势高度场和青藏高原区域的位势高度场均处于同一正相关区域,而且超前两个月的DPMI同EASMI的相关系数最大,表明高原夏季风对东亚夏季风具有一定的指示意义。(4)东亚夏季风经圈环流受高原温度场变化的影响而移动,高原夏季风的低压系统与高原温度场关系密切。     

1954—2004年珠江三角洲大气能见度变化趋势

利用珠江三角洲5个城市气象观测站 (广州、深圳、台山、惠州、高要) 的长期能见度观测资料, 采用累积百分率、Ridit分析法和烟幕/霾日频率3种统计分析方法, 分析了1954—2004年珠江三角洲能见度变化趋势, 初步探讨了珠江三角洲大气环境的变化特征及其可能原因。结果表明:近50年来, 珠江三角洲城市能见度呈显著下降趋势。能见度的下降起始于20世纪70年代初, 并在经济高速发展的80—90年代初进一步恶化, 90年代中期之后虽然能见度变化趋于平缓, 但能见度下降的趋势仍未从根本上改变。珠江三角洲能见度与当地的人口增加和经济发展程度有密切的关系, 同时污染物的区域输送对西部下风向城市能见度也有很大影响。珠江三角洲能见度未得到有效改善的主要原因, 很可能是由于细粒子污染, 尤其是二次粒子前体物如SO₂和NO_X等的排放未得到有效控制。     

北京地区低能见度的气候特征及影响因素

利用近10年地面常规气象观测资料及1998年1月至2000年7月主要空气污染物浓度资料，分析了北京地区＜1km低能见度的气候变化特征及出现 低能见度的气象条件和污染状况，总结出北京地区＜1km低能见度的季、日变化特征、主要影响因素和形成条件。     

东亚季风区夏季风强度和降水的配置关系

1979～2000年东亚地区夏季风强度和夏季总降水之间的关系被分为四种类型:A:强季风、强降水;B:强季风、弱降水;C:弱季风、强降水;D:弱季风、弱降水.通过研究不同关系对应的大气环流特征和SST异常,并分析不同要素在季风和降水关系变化中的作用,发现在季尺度上东亚季风区夏季风强度和地区同期降雨总量的关系具有多面性特征,此关系取决于环流场的整体配置,其中西太平洋副高﹑南亚高压和中高纬阻塞形式为三个起主导作用的因素.另外,海温变化对东亚季风和总降水的关系有明显的影响,尤其是北太平洋﹑印度洋和南海区域海温.合成分析结果表明500 hPa东亚异常波列和东亚夏季风强度密切相关,但波形与东亚季风区夏季总降水强弱没有明显联系.     

环渤海地区1980—2012年能见度变化特征

利用环渤海地区365个地面气象站1980—2012年逐日能见度观测资料,统计分析了该地区能见度的变化特征以及不同等级能见度的主要影响因子。结果表明：环渤海地区能见度的主要气候特征是春秋季高、冬季低。1980—2012年平均能见度下降最大的区域位于太行山和燕山山脉的迎风坡,也是平均能见度较低的区域。环渤海地区整体而言,能见度小于等于1 km主要是水滴造成的,能见度1～10 km范围内,颗粒物、气体污染物的影响随能见度的增大而增大。水滴和颗粒物、气体污染物对不同等级能见度的影响存在一定空间差异。     

青藏高原地-气水热交换特征及影响研究综述

简要回顾了国内外青藏高原地—气相互作用的科学考察和研究进展,详细总结了近年来高原地—气水热平衡和交换的特征,及其对高原低涡、降水和东亚季风的影响研究。青藏高原地气水热交换可通过边界层过程导致高原热力作用改变,同时还能通过影响高原低涡,引起降水非绝热加热释放导致高原热力作用乃至海陆热力差异异常从而影响东亚夏季风气候。研究发现冷空气事件、土壤湿度和地表潜热对边界层厚度有重要影响;高原土壤温、湿度对低值系统的影响存在差异,高原涡频数与地温间存在显著正相关,但土壤湿度与高原涡间无显著相关关系;高原热状况与高原涡频数间也存在显著的正相关关系;对高原低值系统降水分析发现高原涡降水量呈逐年上升趋势,且波动剧烈呈多峰多谷变化;季风边缘区夏季降水与高原西部加热呈显著正关系,而与高原东部加热作用相关性并不显著;夏季风北部边缘区面积变化与高原中部和北部加热显著相关。研究结果进一步加深了对青藏高原气候学效应的理解。     

春季IOD影响东亚季风机制的数值研究

基于美国国家大气中心的CAM3.0模式,设计3组数值试验,以研究春季印度洋偶极子(IOD)海表温度异常对东亚夏季风的影响及其可能机制。结果表明:在IOD正位相年,对印度洋关键海区的春季海表温度加入强迫后,同期夏季(6—8月)的东亚夏季风明显偏弱:副热带高压位置偏南,长江流域上升运动加强、降水偏多,南海地区下沉运动加强、降水偏少、南海季风偏弱。还从经向、纬向垂直环流圈角度分析了IOD对东亚夏季风的可能影响机制:IOD正位相年,在IOD正SSTA区域(热带西印度洋)的东侧大约75 °E附近能激发出上升运动,而在IOD负SSTA区域(热带东印度洋)的东侧大约110 °E附近出现下沉运动,从而构成一个完整的纬向垂直环流圈;110 °E附近的下沉运动又可能通过经向垂直环流圈影响南海和东亚副热带地区,造成东亚经度上赤道地区为上升运动、南海地区为下沉运动、长江流域为上升运动的异常经圈环流,从而使得东亚夏季风(包括南海季风和东亚副热带季风)整体偏弱。      

东亚冬季风异常对区域气溶胶分布的影响

气溶胶已是东亚地区最主要的大气污染物之一,其时空分布会受到东亚季风气候的影响。利用2000～2014年MODIS/AOD（Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer/Aerosol Optical Depth）和NCEP月平均气象场再分析资料,本研究分析了东亚冬季风长期变化趋势、气溶胶年际变化规律,探讨了东亚冬季风强度变化对气溶胶分布的影响。基于MODIS/AOD,发现近10年东亚地区冬季AOD呈现上升趋势,最大值为2007年的0.44,高值区覆盖四川盆地、华北平原及长江中下游大部分地区。风场特征类冬季风指数分析表明,东亚冬季风存在明显的年际和年代际差异,近年出现逐渐减弱的趋势。强冬季风年,海陆气压差增大、东亚大槽加深增强,东亚地区偏北风异常,风场的增强将引导更多冷空气南下,从而给东亚大部分地区带来明显的降温天气;弱年相反。气象场差异引起气溶胶分布变化,强年较强的偏北风将气溶胶向南方输送,东亚地区AOD出现“北低南高”的空间分布;弱年偏北风较弱,导致气溶胶集中在华北平原一带,AOD出现“北高南低”的空间分布。     

利用MODIS C6产品分析广东省气溶胶光学厚度时空特征

本文采用地面太阳光度计实测数据对MODIS C6AOD(气溶胶光学厚度)产品进行精度检验,结果表明:该产品与地面太阳光度计实测数据的相关系数为0.85,标准偏差为0.28,平均相对偏差为0.27,数据精度满足需求。利用该产品分析了广东省气溶胶光学厚度的时空分布特征,得出以下规律:(1)空间分布:珠三角粤东粤西粤北,其中,珠江三角洲西部的佛山市、东莞市、中山市是全省AOD的高值区;(2)季节变化:春季为AOD高值期,夏季、秋季次之,冬季最低;(3)年际变化:2003—2016年,广东省年均AOD呈现波动式下降趋势,2012年为高值年份,年均AOD值为0.611,2007年为次高值年份,年均AOD值为0.603,2016年为低值年份,年均AOD值为0.382,2015年为次低值年份,年均AOD值为0.440。     

夏季东亚季风和南亚季风协同作用与我国南方夏季降水异常的关系

利用1979-2014年中国降水资料和欧洲中心ECMWF再分析资料,运用经验正交函数分解、相关分析、小波分析、合成分析、差值分析等方法,重新计算了南亚季风和东亚季风交界面指数IIEI,在与夏季东亚季风、南亚季风指数对比的基础上,分析了其年际变化、正负异常年特征及其与中国区域降水的关系。结果发现,IIEI综合指数与东亚季风指数呈正相关,与南亚季风指数为负相关,并与夏季中国南方大部地区降水呈负相关; IIEI指数正异常年,东亚季风较南亚季风偏强。南亚高压强度偏弱,位置偏南偏西。西太平洋副热带高压(简称副高)强度偏弱,位置偏东偏北,中国南方受东北风控制。中国南海低空为偏北风,抑制了水汽向我国南方输送。我国南方主要为下沉运动,导致其大部分地区降水偏少,容易引起干旱。IIEI指数负异常年时,东亚季风较南亚季风偏弱,南亚高压强度偏强,位置偏东。西太平洋副高强度偏强,位置偏西偏南,中国南方为西南风控制。南海低空为偏南风,由阿拉伯海和孟加拉湾输送而来的水汽,经偏南气流输送至中国南方广大区域,与从北方南下的干冷气流交汇,因为异常的上升运动,引起中国南方大范围降水异常偏多,容易导致洪涝。因此,东亚季风和南亚季风的协同演变是影响我国南方降水异常的重要原因。     

近56a南海区低温的变化特征分析

该文采用统计分析方法、Mann-Kendall方法、Morlet小波函数等方法,对南海区1957—2012年南海区低温气候特征进行了统计,结果表明:南海区低温呈现终日提前、低温期缩短、年低温日数减少的趋势。南海区低温日数存在准24 a的大周期、准9 a和准3 a的周期变化,其中9 a周期是第1主周期;南海区极端最低气温1985年开始突变,1985年后呈现上升趋势。对低温日数异常年冬季500 h Pa环流进行合成分析发现,南海区年低温日数偏多或少年份的亚欧地区,与冬季的500 h Pa高度距平场大多数都有着反位相分布特征。