肇庆市不同强度灰霾天气特征及气象因子分析

采用日均法对1980—2015年肇庆灰霾天气作分析,研究了不同强度灰霾天气的变化特征及其与气象因子的关系。结果表明:肇庆灰霾轻微等级出现的比例最大,和总灰霾日数的变化趋势非常一致,呈现上升趋势,近年来重度灰霾天气出现的频次增加。灰霾日数与风速、相对湿度的变化趋势呈反相关关系,受地面风速、逆温层的影响最明显。冬季大气中低层存在逆温层的概率高达93. 6%,风速偏弱,灰霾出现概率大。灰霾期间主导风向为NE,日雨量1 mm,地面平均风速1. 5m/s,比无灰霾出现时小。出现中度及以上灰霾天气时主导风向以偏东风为主,静风频率较高,平均风速低至1 m/s左右,日雨量0. 5 mm。重度灰霾污染天气发生时主要受弱偏东风场控制,低层有逆温,肇庆处于广州、佛山等城市的下风向,广州、佛山等地的污染物输送对肇庆的空气质量有一定的影响。     

肇庆灰霾和环境气象条件的分析

利用1954-2013年肇庆市高要测站灰霾日数资料,统计分析了灰霾的气候变化特征,使用M-K法和累积距平曲线分析了灰霾日数的趋势变化和突变特征。结果表明:肇庆年灰霾日数总体呈显著的增加趋势;12和4月灰霾最多,7和8月最少;高要、四会、广宁的灰霾总体比其他台站要严重,封开处于全市最低水平;M-K检验和累积距平曲线表明20世纪90年代以来,特别是2000年以后灰霾日数显著增加,灰霾天气发展趋势历经了3个阶段,第3阶段从2003年开始,与2002年是气候突变年的结论相吻合;肇庆2012—2013年逐月灰霾日数与平均能见度、风速的变化趋势相反,与PM2.5质量浓度相同;冬春季节肇庆地面常为冷高压脊控制,风速较小,低层大气层结稳定,不利于空气中污染物的扩散和稀释,容易造成空气污染。     

佛山灰霾天气气候特征及气象要素分析

利用1980—2014年地面观测资料,对佛山市灰霾天气的气候特征及相应气象要素特征进行了分析,结果表明:近35年佛山年灰霾日总体呈上升趋势。年代际变化特征非常明显:1985年之前灰霾日数较少,1985年起灰霾日显著增加,1985—2009年为灰霾日偏多阶段,2010年代以来的灰霾日明显减少。佛山灰霾日数月、季变化表现为1月和12月最多,其次是3和11月,7月最少;10月到次年4月灰霾日数占全年的90.3%;佛山灰霾持续时间一般为2 d以内,占91.1%,最长持续时间为27 d;重度灰霾天气出现频次最多的时段在第1季度,3月是峰值。灰霾天气发生时,多数为负变压、正变温;相对湿度在40%~85%之间;风速3 m/s,风向为NNE-WNW风范围内或静风时概率较大。     

四会市灰霾天气的变化特征及影响因子

首先利用四会市气象局观测站1959—2012年的地面气象观测资料,对四会地区灰霾天气历史情况进行总结,由于2000年以前灰霾判别标准不统一,阈值偏低造成2000年以前灰霾天数记录偏少,故选择2000—2012年13年的灰霾变化特征、变化规律,及其影响因素进行分析。结果表明：2000年后四会地区的灰霾日数总体呈上升趋势,尤其是近5年来更加明显;灰霾天气具有明显的季节差异,呈现为冬季〉秋季〉春季〉夏季的特征;绝大多数霾天能见度在5~10 km,为轻微灰霾天气,2007年开始小于5 km的轻度或中度灰霾日数也逐渐增加;连续灰霾天气过程增多,尤其是最近3年,灰霾天气中连续灰霾日已超过1/2,灰霾天气持续时间最长达13 d;灰霾天气受气象要素的影响较显著,较小的风速、较大的相对湿度均有利于霾天气的出现;灰霾一定程度上会减少可记录日照长度;近年来大气污染的日益严重,汽车尾气、工业废气、粉尘等大量排放使污染物浓度增大,也可能是灰霾天气频发的一个原因。     

近50a来桂林市灰霾天气的气候特征及热岛效应影响

根据桂林基准站1957~2006年的观测资料,对桂林市灰霾天气的年、季变化规律及与热岛效应的关系进行了分析。结果表明,桂林市年灰霾日数平均值为30d,80年代前年灰霾日数变化相对平稳,年平均值为8.6d,处于较低水平,80年代后灰霾日数年平均值为49d,比80年代前增加了40.4d,年平均灰霾日数呈明显的线性增长趋势;灰霾日数的月季变化表现为秋冬季多,春夏季少的分布特征,秋冬两个季节的灰霾日数占全年的76%;90年代后桂林出现热岛效应,第四季度尤为明显,与灰霾天气也大多出现在这个季节的分析结果一致。     

近50a来桂林市灰霾天气的气候特征及热岛效应影响

根据桂林基准站1957～2006年的观测资料,对桂林市灰霾天气的年、季变化规律及与热岛效应的关系进行了分析。结果表明,桂林市年灰霾日数平均值为30d,80年代前年灰霾日数变化相对平稳,年平均值为8.6d,处于较低水平,80年代后灰霾日数年平均值为49d,比80年代前增加了40.4d,年平均灰霾日数呈明显的线性增长趋势;灰霾日数的月季变化表现为秋冬季多,春夏季少的分布特征,秋冬两个季节的灰霾日数占全年的76%;90年代后桂林出现热岛效应,第四季度尤为明显,与灰霾天气也大多出现在这个季节的分析结果一致。     

泰安市灰霾天气的气候特征分析

利用泰安市1971—2009年观测资料,对泰安市灰霾天气的气候特征进行了分析,发现：泰安市灰霾天气具有明显的季节性特征,灰霾天气主要发生在冬半年,秋冬两季占全年灰霾日数的80.7%;灰霾日数1月最多,7,8月无灰霾日;20世纪80年代末期到90年代中期灰霾天气出现较多;20世纪70年代初到90年代末,泰安市灰霾日数与日照时数、降水量呈反相关关系,灰霾天气多,则日照时数少,降水日数多,则灰霾天气少;低云量与灰霾日数呈正相关关系。进入21世纪,灰霾日数的减少更多是因为环境整治的效果。     

1980—2012年汕头市灰霾天气的气候特征

利用汕头市国家基准气候站1980—2012年的气象观测资料,对汕头市灰霾天气气候特征进行分析,找出灰霾天气出现时的主要气象影响因素。结果表明:近33年来,汕头市灰霾日数总体呈现上升趋势;灰霾天气具有明显的季节差异,呈现冬季>春季>秋季>夏季的季节特征;出现灰霾天气主要以轻微灰霾为主,轻度灰霾次之,没有出现重度灰霾;汕头市共出现176次灰霾天气过程,从20世纪90年代开始连续3 d或以上的灰霾天气过程明显增多,而连续灰霾过程大多持续3~5 d;偏东风向比较容易出现灰霾天气,在较小风速和较高相对湿度的条件下有利于灰霾天气的形成和维持,同时降水量与灰霾呈现明显的负相关性。     

1973—2016年德令哈市平均风速的变化特征分析

基于1973—2016年德令哈市国家基本气象站的平均风速、大风和沙尘日数数据,运用统计法、气候倾向法,分析了平均风速的变化特征,以及大风对沙尘天气的影响。结果表明:近44a来,春、夏、秋和冬季平均风速均呈现明显的减小趋势,气候倾向率分别为-0.349、-0.404、-0.399、-0.255(m·s-1)/10a和-0.320(m·s-1)/10a;平均风速的月变化呈现单峰式特点,各月平均风速均呈现明显的减小趋势。沙尘暴、扬沙和浮尘日数与大风日数均呈现显著的正相关,大风日数的减少影响沙尘天气的日数或强度。     

近31年宝鸡市灰霾天气时空分布特征

利用宝鸡市11个站的常规观测资料,通过统计分析的方法,对1981—2011年宝鸡市的年平均灰霾日和不同强度灰霾日的时空分布、线性趋势进行研究,结果表明:①宝鸡市灰霾天气主要出现在川塬区东部的凤翔、岐山、陈仓、眉县,南北山区较少。②灰霾天气易出现在11月—1月,4—7月较少。全区灰霾日冬季最多,其次是秋季,春、夏季较少。在各年代中,1990年代灰霾日最多,1980年代最少。③轻微灰霾日和轻度灰霾日呈"东多西少"分布,与总灰霾日的分布一致,而中度和重度灰霾日呈"西多东少"分布,表明宝鸡市灰霾天气主要为轻微、轻度灰霾。重度灰霾在市区周边出现多,与市区附近重工业企业多、汽车尾气等造成污染物含量较高,特殊地理地貌特征不利于污染物的扩散有关,在气象条件适宜的情况下,易出现重度灰霾天气。④总灰霾日、轻微和轻度灰霾日除陈仓外总体呈增加趋势,陇县、扶风、岐山增加趋势明显;中度、重度灰霾日的线性趋势基本为增加趋势。     

江西省中北部地区一次典型灰霾天气过程分析

利用气象观测资料、南昌市PM2.5资料并结合HYSPLIT轨迹模型,对2013年12月4—10日江西省中北部地区一次典型、持续性灰霾天气过程进行了分析,综合讨论了灰霾天气发生过程中的天气形势、风速、能见度、低层相对湿度、层结稳定度等气象要素和物理量特征,分析了PM2.5浓度等环境要素的变化特征以及导致此次灰霾天气的污染源。结果表明:1)此次灰霾天气过程的500 h Pa高度层平均环流形势为"两槽一脊"型,江西省受西北偏西气流控制;弱冷空气、静稳天气是灰霾天气得以形成和发展的主要天气背景场。2)较小的近地面风速和较大的相对湿度以及中低层逆温层的存在均是此次灰霾形成和维持的重要条件,且此次灰霾天气过程中能见度分别与近地面风速和相对湿度、PM2.5浓度呈正、反相位关系,湿度升高、污染物浓度较高、风速较低的气象条件容易形成低能见度。3)灰霾天气气溶胶颗粒物浓度的升高可能是由本地污染源和甘肃省、内蒙古自治区一带以及四川省东南部污染源共同造成的;前期整体出现在2 km以下,随着时间的推移,浓度升高。     

深圳市高影响天气的风廓线雷达特征

利用深圳多年风廓线雷达观测资料,分析了灰霾、大雾、高温、雷暴、台风、冷空气等高影响天气过程中的风廓线特征。结果表明风廓线雷达作为一种新型的探测工具,能够在垂直方向获取较高时间、空间分辨率的实时资料,为分析、预报预警高影响天气提供了新的资料和观测事实。不同的高影响天气风廓线特征各不相同。灰霾和高温以上空出现东北风为特征:大雾的水平、垂直方向分布与信噪比有关;雷暴等强对流天气具有明显的风垂直切变;热带气旋、西风槽和锋面等移动性天气系统,其风向、风速的垂直分布随时间有明显变化。     

边界层风场对深圳秋冬季灰霾天气的影响

为研究边界层风场对深圳秋冬季灰霾天气的影响,统计分析2011—2014年秋冬季深圳石岩边界层风廓线雷达各层风向风速数据和深圳国家基本气象站数据,结果表明:(1)秋冬季节边界层(1 500 m以下)风力越小灰霾出现的概率越大。(2)秋冬季400~1 500 m层风速与灰霾天气关系最密切,有霾时该层平均风速在4 m·s-1左右;无霾时平均风速明显加大到6 m·s-1。(3)秋冬季边界层为较弱的偏北方向风时易导致灰霾天气,而较强的偏南方向风有利于霾的消散。     

开平市1960—2012年灰霾的气候变化特征

根据开平气象观测站1960—2012年观测资料,采用滑动平均、线性趋势分析等统计方法,分析了开平市近53年灰霾的气候变化特征。结果表明,开平市年平均灰霾日数为21.1 d,年最多132 d,年最少0 d,总体呈上升趋势,上升速率为1.72 d/年,特别是2000年以来年灰霾日上升趋势最为显著,上升速率达10.01 d/年。其中,20世纪80年代中后期、90年代中期和21世纪初是3个明显的上升阶段,21世纪以来,年平均灰霾日数58.4 d,是20世纪80年代平均值的近17倍。开平市灰霾以轻微为主,比例达57.6%,其次是轻度,比例为22.6%。另外,采用日均值、14：00实测值判别法得到的开平市灰霾日整体变化趋势与人工记录较一致,但3种方法统计的多年平均灰霾日相差较大,其中,日均值法计算的多年平均霾日数较14：00实测值法多13.8 d。     

2013年春节假期深圳的灰霾天气特征

2013年春节假期,深圳出现了5次较长时间的灰霾天气。通过分析当时灰霾天气发生时的能见度水平、湿度、风速以及颗粒物质量浓度,结果表明:在春节假期前、假期间以及假期后,均出现不同程度的灰霾天气,颗粒物质量浓度分布具有明显的局地性,尤以城乡结合部居住密度较高的石岩站最为明显,市区的竹子林站趋势也与石岩站类似,但是"峰值"较低,而城郊的趋势则没有明显的一致性,原因是人群在节日前后的活动,包括出行、庆祝活动等非外来源的污染物排放,使得具有显著的局地性,在不利的气象条件下灰霾趋于严重,排放集中使得部分时段出现有较大风速但颗粒物质量浓度却较高的情形。     

2013年春节假期深圳的灰霾天气特征

2013年春节假期,深圳出现了5次较长时间的灰霾天气。通过分析当时灰霾天气发生时的能见度水平、湿度、风速以及颗粒物质量浓度,结果表明:在春节假期前、假期间以及假期后,均出现不同程度的灰霾天气,颗粒物质量浓度分布具有明显的局地性,尤以城乡结合部居住密度较高的石岩站最为明显,市区的竹子林站趋势也与石岩站类似,但是"峰值"较低,而城郊的趋势则没有明显的一致性,原因是人群在节日前后的活动,包括出行、庆祝活动等非外来源的污染物排放,使得具有显著的局地性,在不利的气象条件下灰霾趋于严重,排放集中使得部分时段出现有较大风速但颗粒物质量浓度却较高的情形。     

内蒙古主要城市灰霾天气的气候特征分析

灰霾天气在全国日趋严重,已经成为一种新型的灾害性天气。分析研究灰霾天气的发生规律及其成因,对准确预报灰霾天气、减少灾害损失、保障交通安全和提高环境质量具有重要意义。文章利用1971—2006年6月内蒙古12个主要城市地面气象观测资料,分析了12城市灰霾天气的时空分布及其主要气象要素特征和空气质量情况。结果表明:①全区12个主要城市中赤峰出现次数最多,巴彦浩特和临河最少,08时发生次数最多,02时最少,春季比其它季节明显增多,从2003年开始有增加的态势;②当灰霾出现时,大部分平均水平能见度在6.0~9.0km之间,相对湿度小于60%(或70%),风速小于3.0m.s-1,偏南风概率较大,空气污染严重。     

2013年1月华北平原重霾成因模拟分析

2013年1月华北平原出现了罕见的重污染天气过程,并引发连续多天大范围重霾现象。利用中华人民共和国环境保护部公布的空气污染指数日值数据和气象常规观测数据,结合区域空气质量模式系统RAMS-CMAQ的模拟结果,对1月10~15日污染过程的气象要素和关键气溶胶物种时空分布特征进行了详细分析,并对灰霾成因进行了探讨。结果表明,受本次污染过程影响的区域主要分布在北京-天津-唐山、河北省中南部和山东省大部。这些地区细颗粒物(即PM2.5)日均质量浓度超过120μg m–3,且基本被灰霾覆盖,日均能见度在5~8 km之间。其中在北京、天津、石家庄和济南市及周边地区细颗粒物日均质量浓度可达250~300μg m–3,部分市区可超过300μg m–3,而日均能见度则可下降至3 km以下,形成重度灰霾。此外,对气象场的分析显示,本次污染过程期间华北平原大部分地区水平风速较多年平均值偏小约20%,且有明显逆温层覆盖,北京-天津-唐山、河北省南部和山东省北部的相对湿度则较多年平均值偏高达10%~40%。这样的气象条件不仅造成污染物易于堆积,而且有利于吸湿性粒子消光效应的快速增长,使能见度明显下降,是引发灰霾的重要因素之一。在北京地区引发灰霾的主要气溶胶物种为硫酸盐、硝酸盐和铵盐,这3种无机盐对近地面的消光贡献比率达到50%以上。其中硝酸盐的消光贡献比率最高,可达总体效应的1/4,表明在这次污染过程中除相关工业源排放外,交通源排放也是北京地区主要的污染源之一。     

大运会期间深圳重度灰霾天气特征及环流形势

针对第26届大学生运动会将于2011年8月在深圳市举办,利用常规气象观测资料和NCEP再分析资料,分析深圳8月份重度灰霾天气的分布特征、环流形势,以期为大运会期间天气服务保障提供科学依据。结果表明:8月是深圳一年中霾天气相对较少的月份;8月份深圳霾和重度灰霾天气均呈上升趋势;霾天气造成能见度明显下降,重度灰霾日平均能见度仅4 km,08:00～14:00是重度灰霾最容易出现的时段;大运会期间重度灰霾天气影响概率较低,且持续时间低于6 h;深圳8月份重度灰霾天气主要发生在副热带高压控制、热带气旋型两种不同的环流形势下,其中热带气旋型是8月份造成深圳重度灰霾天气的主要形势。     

高要市1961～2010年气候变化特征

根据高要国家基本气象站观测资料,采用线性倾向估计、多项式拟合等方法,分析了高要市1961～2010年基本气候要素和高影响天气气候事件的变化特征。结果表明,高要市年平均气温以0.02℃/年的速率显著上升,以冬季升温最为明显。年降水量变化趋势不明显,但降水日数减少,强度增强。相对湿度、日照、蒸发均呈减少趋势,减少速率分别为0.14%/年、7.2 h/年和6.1 mm/年,风速则呈弱的增加趋势。高温日数以0.3 d/年的速率显著增加,低温日数以0.2 d/年的速率明显减少,年极端最低气温和年极端最高气温呈非对称性变化,年极端最低气温的升温速率远大于年极端最高气温,暴雨日数呈弱的增加趋势,雾日以0.24 d/年的速率增加,灰霾日显著增加,2006以来增加尤为明显。