渭南市2015—2017年典型霾天气过程气象特征分析

综合利用地面空气污染监测资料、MICAPS资料、常规气象资料、探空资料、NCEP再分析资料,通过对2015—2017年渭南市11个典型霾天气过程进行分析,总结渭南市典型霾天气过程的大气环流背景特征,并运用统计学方法分析典型霾天气过程的气象要素特征。结果表明:典型持续性污染天气过程中细颗粒物(PM_(2.5))是PM_(10)的主要组成成分,PM_(2.5)的质量浓度明显高于粗颗粒物,严重污染期间PM_(2.5)和PM_(10)二者日变化明显且基本同步。严重污染期间,500 hPa欧亚中高纬度环流呈两槽一脊型,陕西处于暖脊前部、长波脊前底部,相应的700 hPa青藏高原上有短波槽,短波槽前有弱偏南气流发展;而空气质量转好时,中高纬度环流形势明显变化,陕西上空锋区加强,伴随地面东移南下冷空气的入侵,关中对流层低层偏北气流加强。PM_(2.5)质量浓度与过去1小时降水量、气温、海平面气压、10分钟平均风速负相关,与露点温度、相对湿度、总云量正相关。     

榆林春季首场透雨的气候特征分析

利用榆林市12个国家级气象站1978—2018年3—5月降水资料、1980—2018年高空资料、2000—2018年NCEP 1°×1°再分析资料,统计榆林春季首场透雨出现的时间和降水量,分析春季首场透雨的气候变化特征和环流形势。结果表明:榆林春季单站首场透雨出现较迟,平均出现在4月中下旬,从东南向西北逐渐推迟。首场区域性透雨历年平均出现时间为4月28日,平均间隔4a出现一次较早年,出现时间年际变化呈偏早趋势,降水量的年际变化呈减少趋势;出现时间与降水量呈正相关,与春季平均累计降水量呈负相关;降水量与春季平均累计降水量呈正相关,且相关性较高。春季首场区域性透雨环流形势分为高原槽型、乌拉尔山阻塞高压型、北脊南槽型和两槽两脊型。     

青岛地区一次雾霾重污染天气过程特征分析

利用青岛市环境监测中心站环境监测资料、青岛市气象常规观测资料、美国国家环境预报中心(NCEP)再分析资料,对青岛地区2016年12月18—21日的一次雾霾重污染天气过程进行分析。结果表明:污染期间,亚欧大陆中高纬度地区500hPa呈两槽一脊的环流形式,青岛处于弱槽系统控制下,空气质量好转时,高空锋区明显增强,西北风加大,地面冷锋快速东移;此次雾霾重污染天气过程空气中近地面相对湿度一直维持较高,重污染期间小于2.6m·s~(-1)的地面风速对污染物扩散没有明显作用;污染物的浓度增加、持续阶段与气象要素能见度、风速、混合层厚度呈负相关性,与相对湿度呈正相关性,与温度的相关性较低;污染过程中青岛市区24h的输入污染源主要来自半岛北部地区,主要污染物为PM_(2.5)颗粒。     

贵港市污染天气分型及污染气象特征研究

污染天气分型研究对空气质量预报预警等具有重要的意义,基于2015年1月~2018年12月欧洲数值预报中心（ECMWF）再分析资料和国家气象站常规资料,采用聚类分析法按高空及地面天气形势划分了贵港市的污染天气类型,并探讨各天气类型下的污染天气特征和空气质量状况。结果表明,发生大气污染时,按高空(500 hPa)环流形势可分为两槽一脊型、一槽一脊型、副热带高压型,其中两槽一脊发生在秋冬季的频率最高。按地面环流形势可分为冷高压脊底部型、冷高压控制型、冷高压后部型、西南暖低压型、热带气旋型、均压场型共6种类型,并构建天气学模型。其中冷高压脊底部控制下的污染天气天数最多(61天);但冷高压控制型空气质量最差(AQI为163),是造成颗粒物(PM2.5/PM10)超标的类型;西南暖低压型次之(AQI为135);热带气旋型和均压场型常常表现为高温多日照,容易造成O3污染。大气污染发生时环流形势和气象要素表现为大气稳定度升高,水平和垂直扩散条件变差,地面平均风速不超过1.5m/s,相对湿度大于50%,日雨量皆为不超过5mm的零星小雨。     

一次连续臭氧污染过程的气象条件分析

利用邢台市生态环境局的大气污染物监测数据和同期气象观测资料,对邢台市2018年6月10—24日的一次臭氧污染过程进行了分析。结果表明:(1)污染过程中邢台市4个监测点臭氧质量浓度变化趋势基本一致,邢师高专臭氧质量浓度最高,市环保局最低;臭氧质量浓度日变化呈单峰型,05:00—06:00最低,15:00最高,邢师高专臭氧质量浓度昼夜差最大,市环保局昼夜差最小。(2)晴天、阴天、雨天臭氧质量浓度变化趋势大致相同,日变化也呈单峰型,晴天臭氧质量浓度日变化剧烈,雨天则变化平缓。(3)臭氧质量浓度与平均气温、最高气温、最低气温、太阳辐射、平均风速均呈显著的正相关关系,其中与最高气温相关系数最高;臭氧质量浓度与NO_2、PM_(10)、CO、PM_(2.5)污染物之间呈显著负相关关系。(4)经过较强太阳辐射照射后,当最高气温在29℃及以上,相对湿度在30%～60%之间,风向为偏南风时,臭氧质量浓度在12:00—19:00时段易超标。     

12月北极涛动异常与内蒙古同期低温的关系

采用内蒙古自治区111个国家地面气象站1961—2016年12月平均气温和同期美国NCEP/NCAR月平均再分析资料、美国国家海洋和大气局(NOAA)月平均北极涛动(AO)指数资料,分析了在12月份AO异常的环流背景下,内蒙古12月气温的分布特征;重点分析负异常时环流型与全区低温的关系,得出如下结论:(1)AO与同期12月份气温呈显著负相关;负AO共30a,其中全区低温19a,占50.0%;区域性低温占33.3%;全区高温只占16.7%。(2)负AO异常年14a中出现全区低温的频率最大,有10a,且都出现全区或区域性异常低温现象,占71.4%。(3)全区低温的环流型为一槽型和一脊一槽型,不同的环流型,乌拉尔山高压脊、西伯利亚高压和亚洲区纬向环流指数的配置完全不同。(4)预测冬季低温在考虑AO影响的同时,必须与500hPa环流特征相结合。     

连续雾霾天气污染物浓度变化及天气形势特征分析

利用MICAPS资料、地面观测资料、NCEP资料和衡水市环境监测站细颗粒物(PM2.5)及PM10浓度资料,对2013年1月衡水市出现的连续雾霾天气从PM10及细颗粒物浓度演变、雾霾天气污染物浓度与地面要素关系、中低层环流形势特征进行了分析,结果表明:1)雾霾天气期间06:00(北京时间,下同)至07:00和16:00至21:00为PM10和细颗粒物浓度较低时段,PM10最大值出现在15:00,细颗粒物最大值出现在02:00,两者并不同时达到极值。2)雾霾天气污染物浓度与地面湿度并不是简单的正相关或负相关关系,还和许多其它因素有关。3)衡水市污染源主要来源于工业污染源、扬尘污染、冬季燃煤采暖、局部污染源及区域性污染。4)雾霾天气相对湿度和能见度基本呈负相关,气压变化不大,风向频率最多为北到东北风,平均风速一般都在2 m/s以下。雾日时大部分时段为雾和霾的混合物。5)重污染日期间500 hPa为平直偏西气流或西北偏西气流,没有明显的槽脊活动。而污染较轻的时段500 hPa为明显的西北气流控制或有槽脊活动。6)雾霾天气期间大部分日数08:00在850hPa以下都存在逆温层;地面气压场偏弱,尤其河北平原一带基本为均压场。最后对雾霾天气影响及对策进行了简单探讨。     

郴州市区大气臭氧污染特征 及气象条件分析

利用郴州市区2017-2020年臭氧（O3）观测资料及地面气象资料,分析O3浓度时空分布特征及其与气象因子的关系,结果表明：郴州市区O3质量等级以优为主,占全年的62 %~73 %,相比2017-2019年,2020年受新冠疫情影响污染物排放有所降低,但O3作为首要污染物总天数明显上升,占全年51%;郴州市区2017-2020年O3-8h月均值浓度范围为32~175 μg/m3,月变化大致呈双峰型,出现在5月和10月,O3-8h浓度和NO2浓度月变化呈负相关关系。O3-1h日变化呈单峰型,白天浓度明显高于夜间,与NO2小时数据成显著负相关关系。O3浓度与温度、日照时数成正相关,与气压、湿度、降水成负相关,与日照时数相关性最好;风向的影响主要分布在偏南和偏北方向上;当郴州市区O3浓度出现超标时,气温的范围为22.7~34.5 ℃,本站气压变化范围为960.9~973.7 hPa,相对湿度变化范围为26 %~72 %,风速变化范围为1.7~10.2 m/s。以2020年4月27-30日郴州市区一次臭氧轻度污染过程为例,结合气象资料分析,结果表明：该次污染过程发生在高层为平直西风环流,低层处高压底部控制的天气形势下。温度偏高,湿度较低,日照时间长,近地面有风向辐合。此次O3污染过程主要受本地生成及南方外源输送的共同影响。     

夏季东亚高空急流月际变化与淮河流域降水异常的关系

利用1979～2008年NCEP/NCAR再分析资料与中国160站降水资料,探讨夏季逐月东亚高空急流异常与淮河流域降水的关系.研究表明,夏季淮河流域降水多寡与东亚高空急流月际变化密切相关.6月淮河流域降水偏多(偏少)的环流特征为东亚高空西风急流位置比气候态偏北(偏南),亚洲中高纬地区呈两脊一槽(两槽一脊)环流型,影响我...     

银川都市圈夏季臭氧来源数值模拟分析

在我国当前臭氧和颗粒物复合污染的局面下，位于西北地区的宁夏回族自治区近年来夏季臭氧区域性污染突出，浓度高值区主要分布在银川都市圈(银川市、石嘴山市和吴忠市)。因此利用区域空气质量模式系统RAMS-CMAQ对2019年夏季6月银川都市圈臭氧污染问题开展数值模拟，定量探讨区域传输及垂直输送对O₃浓度的贡献，为有效控制当地臭氧污染提供科学依据。结果表明：2019年6月银川都市圈O₃浓度北高、中部低，与前体物的分布特征并不完全一致，表明O₃的非线性效应以及背景O₃传输潜在的贡献。水平方向上，银川都市圈本地排放源对近地面O₃的贡献大都在20%～30%，仅灵武达40%以上，外界传输贡献均在30%以上。其中银川本地贡献较弱，相邻区域间存在输送影响，一定程度上减弱了该地区的本地贡献。此外，在夏季整体偏南风的影响下O₃有较为明显的由南向北的输送作用。垂直方向上，郊区、城市和工业代表性站点O₃浓度的变化趋势基本一致，各过程量贡献有所差异。夜晚O_...     

开封市空气重污染典型天气背景分析与潜势预报模型研究

利用2014-2016年高空、地面气象资料和大气环境监测资料,对开封市空气重污染日持续时间和发生月份特征、 500 hPa高空环流和地面气压场形势、污染物浓度与气象要素的相关性和分布特征进行了统计分析。结果表明:开封市重污染日主要发生在11月至次年1月,重污染日的首要污染物为PM_(2.5)和PM_(10),出现频率分别为97%和3%;秋冬季重污染常具有连续性,连续1～2天的重污染累计频率为44%,连续3～6天的累计频率达到56%。发生重污染时500 hPa形势主要分为平直纬向环流型、低槽型和西北气流型,出现频率分别为47%、43%和10%;地面气压场形势主要分为高压前部型、均压场型、低压南部型、倒槽型和东高西低型,其中高压前部型出现频率最高,达63.4%,其次均压场型占18.3%,其他3种类型出现频率都在5%～7%。重污染日逆温层高度主要分布在925-1000 hPa,但当逆温层高度达到850 hPa时,其发生重污染的概率达到40%;重污染日850-925 hPa风速多在10m·s~(-1)以下,1000 hPa风速多在5 m·s~(-1)以下,地面早晚间风速多为1～3 m·s~(-1);地面早晚间相对湿度主要分布在60%～90%。根据统计结果,选取低层风速、逆温、地面风速、地面相对湿度、云量等作为预报因子,应用"配料"法,建立6个空气重污染潜势预报模型。经检验评估,24-72 h模型预测准确率达到85%以上。     

银川市大气边界层逆温影响因素及其与冬季PM2.5的关系

为了探究银川市大气边界层逆温特征和影响因素及其与冬季PM_2.5污染的关系,利用2015—2020年银川气象站探空、地面气象观测资料及银川市空气质量监测数据,在分析银川市大气边界层逆温及地面气象要素特征基础上,以冬季为研究时段,探讨逆温与地面气象要素对PM_2.5污染的影响。结果表明：(1)银川市清晨大气边界层较傍晚更易出现逆温,且逆温多为贴地逆温,贴地逆温较悬浮逆温强度大、厚度小;逆温频率和厚度冬季最大、夏季最小,逆温强度秋季最强、夏季最弱。(2)冬季晴天,地面平均风速1.0～1.5 m·s^-1、相对湿度30%～60%的气象条件下易出现逆温。(3)贴地逆温是影响冬季PM_2.5污染天气的主要气象因素之一,当逆温厚度超过596 m、强度超过1.4℃·(100 m)^-1时,易出现PM_2.5污染天气,且随着逆温厚度增大、强度增强,污染加重。(4)冬季PM_2.5污染天气下,清晨天空状况多为晴天,通常地面平均风速小于1.3 m·s^-1     

广西贺州市城区空气质量与气象条件的关系研究

利用2015-2017年贺州市环境监测数据和气象观测资料,分析研究空气质量与大气环流形势、气象要素之间的对应关系,结果表明:污染天气具有明显的月度变化和季节变化气候特征,冬季为污染天气出现的主要季节;城区空气质量与日雨量、日平均气温、相对湿度和平均风速呈负相关,与气压呈正相关,降水、高温、风速加大对贺州市污染物清除有利;当贺州市受变性冷高压影响、弱冷空气渗透、西南暖低压控制、锋前暖低压影响时,容易导致污染物聚集,产生污染天气。秋季晴空辐射较强时,容易导致贺州市出现以臭氧为主要污染物的光化学污染天气。     

宁波市近地层臭氧浓度变化及预测

利用2010—2013年宁波市近地层臭氧浓度等环境监测资料、地面气象观测资料和NCEP再分析资料,分析了宁波市臭氧浓度的分布规律及其与环境条件的相关性,并建立了臭氧浓度预测方程。结果表明:2010—2013年宁波市近地层臭氧浓度日变化呈"单峰型",峰值一般出现在午后;臭氧月浓度变化呈"双峰型",两个峰值分别出现在5月和10月。选取与宁波近地层臭氧浓度相关性较好的日平均气压、水汽压、气温、NO2浓度和SO2浓度等作为预报因子建立回归模型预测臭氧浓度,模型通过了显著性检验,预报效果较好。统计分析了宁波市臭氧浓度超标日的常见天气型,表明变性冷高压、均压场、高空脊、副热带高压及热带气旋外围影响型为易导致宁波市臭氧污染的天气型,5种天气型所占比例分别为22.1%、9.5%、24.4%、31.4%和8.7%,其他天气型占3.9%;并通过合成分析法,说明了5种天气型相关的天气形势。     

三类沙尘暴过程环流特征和动力结构对比分析

利用地面、高空气象观测资料、NCEP再分析资料等对冷锋、蒙古气旋、高压底部倒槽型3类天气过程的大尺度环流、动力和热力结构特征进行了对比分析。结果表明,从大尺度环流特征来看,冷锋型、蒙古气旋型均在高纬地区形成尺度较大的槽涡,槽涡底部出现低槽分离并向南发展,在中纬度诱发地面冷锋及蒙古气旋,其差异在于蒙古气旋过程中往往在中纬度对流层中低层形成切断低涡;蒙古冷高压底部倒槽型过程中,中高纬度为脊前西北气流,中纬度蒙古冷高压与向北发展的倒槽在中纬度相遇形成准静止锋,并在其南侧诱发沙尘暴。从动力、热力结构来看,冷锋型、蒙古气旋型在对流层中低层均呈现典型的斜压结构,冷锋型过程锋区异常陡立,700 hPa以下近于垂直,上升运动呈倾斜形态,并在对流层中低层形成高值中心;蒙古气旋型过程中,气旋区形成8~10个纬距上升气柱,贯穿整个对流层;蒙古冷高压底部倒槽型过程中,沿经向700 hPa以上形成南北风的明显交汇,而在其下方形成南侧沙尘区上升、北侧高压区下沉的垂直正环流。     

触发重庆山洪灾害的典型环流和影响系统分析

通过对触发重庆山洪灾害的31次区域性暴雨的特点以及产生重庆区域性暴雨的典型大气环流形势和主要影响系统的统计分析,结果表明:(1)重庆山洪灾害主要是强降水引起的滑坡、局部泥石流和小溪流的洪涝等灾害,其危害极大;(2)诱发重庆山洪灾害的典型区域性强降水主要出现在5~9月,其中7月出现频率最大;(3)绝大部分区域性强降水过程产生前,在500 hPa中、高纬地区上空形成两脊一槽型(占52%)或两槽一脊型的环流形势(占42%);(4)高原槽(高原切变)、高原涡、副热带高压、西南涡、低空急流、地面冷锋等为其主要影响系统。     

西安市臭氧污染特征及其与气象条件的关系

基于2014-2017年西安市环保局臭氧观测资料、泾河气象站总辐射和气象资料以及长安气象站紫外辐射和气象资料,对西安市臭氧污染特征及其与气象条件的关系进行了研究。结果表明:西安市臭氧质量浓度的日变化和月变化均呈明显的单峰形态;日最小值22.2μg/m^3和最大值100.7μg/m^3分别出现在07时和16时;臭氧日最大8 h平均质量浓度(用C8h(O3)表示)月均值最大为148.5μg/m^3,最小为30.0μg/m^3,分别出现在7月和11月。总辐射日最大辐照度、日总辐射曝辐量和日紫外辐射曝辐量与C8h(O3)之间具有显著的正相关关系,并且以日紫外辐射曝辐量与C8h(O3)的相关性最高,表明紫外辐射对近地面臭氧质量浓度的影响更为强烈。日最高气温、平均气温、日照时数和C8h(O3)正相关,风速、相对湿度与C8h(O3)负相关,表明晴空时高温、低湿、小风更有利于近地面臭氧的形成。统计关系显示,在5-8月,当日最高气温大于35℃或日最低相对湿度小于40%时,需要警惕臭氧超标污染的发生。     

基于CMAQ的大气污染个例分析

2017年5月10日,珠三角出现了区域性的细颗粒物和臭氧"双高"型复合大气污染;5月29日,粤珠三角中西部、粤西、粤北出现了大范围的臭氧污染过程。利用常规气象资料和美国国家环境预报中心(NCEP)/美国国家大气研究中心(NCAR)提供的1°×1°再分析数据及环境监测数据,分析大气污染成因,并且首次在珠三角地区利用区域多尺度空气质量模型(CMAQ)模拟了5月10日各物理和化学过程对臭氧质量浓度的贡献。结果表明:(1)两次污染过程天气形势相似,850hPa均有反气旋环流,地面呈均压场,风速较小,且污染当天天气晴好,温度较高;两次过程不同点在于"双高"污染前期NO2质量浓度和相对湿度均较大,且前期PM2.5质量浓度已经较高。(2)在城市站点,臭氧的主要来源是水平平流和垂直扩散;而在郊区站点,臭氧则主要来源于气相化学,水平平流和垂直扩散。     

2014年呼伦贝尔市一次中到大雪天气成因分析

文章利用常规气象观测资料和NCEP2.5°×2.5°的每6h分析资料,对2014年2月26日发生在呼伦贝尔市中到大雪天气过程进行了动力学分析,结果表明:⑴本次降雪过程是产生在欧亚大陆中高纬度两脊一槽型的环流形势下,500h Pa上低槽是主要的影响天气系统。亚洲中纬度为纬向锋区,并有低槽活动。⑵地面高压从西伯利亚移入贝加尔湖以西到蒙古中西部,蒙古东部、贝加尔湖有气旋。⑶上升气流与高空急流汇合产生强上升运动,高层强辐散的抽吸作用对本次中到大雪的形成起了重要的作用。⑷西南低空急流的形成对水汽源源不断向我市输送起重要作用。     

乌鲁木齐市冬季严重污染日的环流分型特征

根据2000-2008年冬季逐日08时高空500 hPa、地面天气图和官方网站发布的乌鲁木齐市逐日大气污染指数API值,分析了全市大气污染概况及季节分布、月际变化特征,研究了环流形势对全市空气质量的影响。结果表明：影响乌鲁木齐市的环流形势分为高空7型和地面5型,分析各型环流形势与冬季严重污染日相关性;最易引发冬季严重污染的环流形势是高空脊中型、地面低压型,其次为脊前型或空档型、地面高压后型。