雾霾天气个例气象条件对比分析

应用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料和L波段探空资料从环流形势、扩散条件和边界层特征3个方面对2013年两次雾、霾天气个例进行对比分析,结果表明:500hPa西北气流冷平流、地面弱风场、垂直速度呈弱上升-下沉的垂直分层特点和逆温是两次雾、霾天气出现和维持的共同特征。地面西北风、850hPa弱冷平流、近地层浅薄的接地逆温(100~200m)和湿层与霾天气对应,地面偏东风、850hPa暖平流、925hPa以下深厚的悬浮逆温(400m)和湿层与雾天气对应,霾过程较雾过程逆温强度强,上升运动高度高。消散时雾较霾下沉运动中心高度低,强度弱;霾消散时接地逆温特征变化不大,雾消散时悬浮逆温有底部抬升和大气稳定层结向中性层结转变的变化特征;但均有下沉气流接地、垂直风切变较强和高层低露点干空气下传到地面的特点。     

四川高速公路封道强浓雾特征及其成因分析

利用2006—2013年四川高速公路强浓雾封道资料及气象资料,分析了造成四川高速公路封道的强浓雾特征,并通过天气环流条件和气象要素特征分析,研究了形成封道强浓雾的气象成因。结果表明:四川高速公路强浓雾封道主要出现在11月至次年1月,主要在清晨05:00—08:00开始,08:00—11:00结束,持续时间一般为0~9h。均压场是封道强浓雾的地面环流条件,低层为高压环流控制,高空环流条件为西北气流型和平直西风气流型。夜间辐射降温明显,地面到近地层风速弱、湿度大及存在逆温层,有利于封道强浓雾的出现。     

汉中市一次连续空气污染过程的气象条件分析

利用汉中市环境监测站提供的空气污染资料和同期气象资料对2007年12月17—26日汉中市城区连续空气污染过程进行分析。结果表明,高空受高脊影响或平直西风气流控制,大气层结稳定,不利污染物垂直扩散;地面处于弱高压底部或均压场中,水平风速较小,不利污染物的水平扩散;近地层逆温更易造成地面空气污染;空气污染指数的变化与风速、气温日较差密切相关,相关系数分别为-0.59、0.85。     

垂直运动对雾-霾及空气污染过程的影响分析

应用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料,分析2013年山东分别出现雾和霾的两次严重污染过程,结果表明:(1)大气静稳状态时,500 h Pa为脊前西-西北气流,850 h Pa为暖脊,有弱暖平流,地面气压场较弱,易出现逆温、混合层高度低、风速小,导致大气水平和垂直扩散能力差。850 h Pa弱上升和700 h Pa弱下沉,造成高空干洁大气和地面"脏"空气对峙的局面,垂直交换停滞是雾-霾和污染持续的根本原因。(2)强冷空气驱散雾-霾的过程,正是打破了空气垂直交换停滞的状态,使得高空清洁大气能够下沉到地面。空气质量的根本改善由垂直交换完成。(3)弱冷空气伴随的弱下沉运动和锋面附近整层上升运动能够减轻污染。(4)冷锋过后剧烈下降的地面露点温度即是高空干洁大气到达地面的标志。     

大连盛夏旱涝典型年环流对比分析

利用1964—2016年大连地区6个气象观测站逐月降水资料、NCEP/NCAR再分析月平均资料和国家气候中心提供的西太平洋副热带高压环流特征量资料,采用相关分析和合成分析的方法,分析了大连地区盛夏(7—8月)旱涝的大气环流异常特征,并从大气环流异常的角度揭示了大连地区盛夏旱涝的成因。结果表明:大连地区盛夏涝(旱)年,200 h Pa东北地区西风急流强(弱)、长江流域西风急流弱(强),500 h Pa西太平洋副热带高压脊线偏北(南),东亚大槽偏西(东),850 h Pa南风异常偏强(弱),大连地区所在经度上垂直速度的经圈环流在大连上空出现异常上升(下沉)运动,从而导致大连地区盛夏降水异常偏多(少)。     

成都地区一次持续性污染过程天气特征分析

利用NCEP/NCAR再分析资料、地面气象观测资料,重点分析了2013年1月成都地区一次重污染天气过程的天气背景以及地面气象要素演变。结果表明:(1)此次持续的污染天气出现在高空为弱脊控制且位势高度场异常偏高,地面处于变性高压脊或均压场且近地面层风速较弱的静稳天气背景下。(2)产生此次高污染(高AQI)的地面气象条件为:地面冷高压逐渐变性,近地面温度升高,海平面气压降低,近地面相对湿度升高至80%左右,无降水或弱降水,能见度将降低至于10km以下,地面风速减弱。(3)中低层弱风速,弱的水平风垂直切变,700h Pa层附近和近地面层的逆温层,不利于污染物在垂直方向上的扩散,使得污染进一步加剧。      

哈尔滨一次罕见持续雾霾天气的成因及特征分析

本文通过环流形势、逆温层、能见度、相关的气象实况要素以及PM10和PM2.5的变化特征并针对哈尔滨在2013年10月19-23日出现的历史上罕见的雾霾天气进行了分析,得出雾霾天气出现的指标:高空850 h Pa形势的稳定维持,暖空气控制;地面回流稳定,处于弱高压控制,是导致大范围雾霾天气持续出现的主要背景。相对湿度增大,气压稳定,风速减小,温度降低等气象因子有利于强雾霾天气的出现及其维持。随着冷空气的侵入、降水的产生,风力的加大,逆温的破坏、温度的回升都能有利于雾霾浓度减弱或消散。当雾霾天气加重时,PM10与PM2.5值加大,说明气象条件与大气污染有极大的关系。     

河西走廊东部冬季沙尘暴的典型个例及气候特征分析

应用1971—2016年河西走廊东部代表站的地面观测资料、NCEP 2.5°×2.5°月均地面至300 hPa高空资料,2006—2016年民勤逐日07和19时每隔10 m加密高空资料,分析了近45年河西走廊东部冬季沙尘暴天气的年际变化特征。同时选取2016年11月两次沙尘暴天气过程从天气学成因、物理量场及近地面边界层特征等方面进行了诊断分析。结果表明:近45年河西走廊东部冬季沙尘暴日数呈减少趋势,产生大风沙尘天气的主要原因不仅与大型冷暖空气强度及环流形势有关,还与冷锋过境时间、日变化、近地层风速和干湿程度关系密切。夜间至早晨近地面逆温厚且强,大气层结稳定,削弱沙暴强度,而午后到傍晚,逆温薄而弱,大气层结不稳定性强,加强了动量下传和风速,增强沙暴强度。近地层越干,风速越大,沙暴越强。     

北京地区一次持续性雾霾天气分析

2015年11月27日至12月1日,北京地区出现了一次十分严重的雾、霾天气过程。综合分析此次雾、霾天气过程的天气形势、加密自动站、探空、风廓线雷达以及连续观测的PM2.5资料,结果表明:本次雾、霾过程,能见度的恶化与天气形势、PM2.5持续性波动增长、相对湿度增加、逆温出现频率高、近地层风速小及近地面偏南风输送有密切关系:(1)此次雾、霾过程期间,华北地区较长时间被地面高压后部的弱气压场和低压辐合区控制,地面风速和近地层风速较小,北京大部分地区处于弱的偏南风或偏东风控制中,很不利于污染物的水平扩散;(2)地面增湿趋势明显,低层偏南和偏东气流将水汽和上游污染物向北京地区输送,加之29日气温明显回升,导致地面积雪融化,近地面相对湿度增加,有时接近饱和;(3)边界层逆温一直存在,很不利于污染物的垂直扩散。     

天津市东丽区一次持续性雾霾天气过程的特征及影响要素分析

基于常规气象观测资料和PM_2.5浓度资料,分析了2019年1月10—14日天津市东丽区出现的一次持续性雾霾天气特征及其成因。结果表明：此次雾霾天气具有明显的阶段性特征,高空平直西风环流、中层暖脊和地面弱气压场为此次雾霾天气出现提供了有利的天气形势。轻雾和霾阶段,能见度变化更易受到相对湿度的影响;而雾阶段,能见度变化更易受到风速的影响。PM_2.5浓度与地面气象因子关系密切,与能见度、风速负相关,与相对湿度正相关。当其他气象条件稳定,且周边地区污染物浓度较高时,近地面风向转变,对本地区雾霾的出现起到关键性作用。     

2016年12月大气环流和天气分析

2016年12月大气环流主要特征如下：北半球极涡呈偶极型分布,中心气压较常年偏低,欧亚中高纬度环流呈两槽一脊型;南支槽强度偏弱,平均位置位于90°E附近,副热带高压较常年偏强。12月,全国平均降水量为11.5 mm,较常年同期偏多9.5%。全国平均气温为-0.7℃,较常年同期（-3.2℃）偏高2.5℃,为1961年以来历史同期最高值。月内,我国出现两次主要冷空气过程和两次主要降水过程以及3次雾 霾天气过程,其中16—21日雾 霾天气过程是2016年范围最广、持续时间最长、强度最强的雾 霾天气过程。     

西安地区一次重污染过程的气象条件及轨迹分析

利用西安市气象常规观测资料、美国国家环境预报中心(NCEP)1°×1°再分析资料FNL(Final),对西安地区2012年12月11—15日的一次重污染天气过程进行分析。结果表明:(1)与历史同期常年值比较,此次重污染天气过程中地面气象数据显示出明显的寡照、低温、高湿以及低风速;(2)高压后部的形势与地面弱辐合有利于近地面水汽的输送和凝结,与850 h Pa的高湿相互配合,使得水汽与污染物相互吸附加剧污染天气。700 h Pa以下明显的下沉气流、持续出现的逆温层结、较低的混合层厚度将污染物聚集于近地面层内,引起污染的持续和加重;(4)西安地区所处的"喇叭口"盆地地形也是重污染天气持续的一个重要原因;(5)后向轨迹模拟结果显示偏东方向的河南、山西、渭南等地区为此次重污染过程中输入污染物的主要来源。     

2014年初许昌市两次持续性大雾天气过程分析

利用常规气象资料和NECP1°×1°再分析资料对2014年1月14—18日和1月30日—2月2日两次持续性大雾天气过程进行了诊断分析。结果表明:两次过程均存在平流雾、辐射雾以及平流-辐射雾,高空冷空气入侵南下是两次大雾天气结束的原因;大雾期间,高空环流形势较为稳定,地面气压梯度较小,大气层结存在不同程度的逆温,有上干下湿的特征;当有辐射雾出现时,地面受均压场控制,风速为1~3m/s,整层均为西北气流;有平流雾时,地面受单一气压场控制,风速为4~6 m/s,特别是低层存在暖湿气流的输送,近地面存在弱辐合上升,对流层中层存在弱辐散下沉;能见度与温度露点差基本存在同位相变化,与相对湿度存在显著的反位相变化。     

贵州铜仁2019年1月两次空气污染过程及其气象条件特征分析

2019年1月铜仁市发生了中到重度污染过程,本文利用铜仁市城区逐时环境监测资料,高空及地面气象观测资料,分析了本次污染过程气象条件特征。结果表明,此次首要污染物为细颗粒物（PM2.5）。污染天气发生时,铜仁上空是高压脊或一致的西南气流,地面为冷高压或均压区控制,气压梯度小,风小;当转为高空槽前,地面有冷空气补充,气压梯度增大时,污染物浓度得到降低。同时风速和相对湿度大小跟污染物浓度也有一定关系,地面风速小,空气干燥时,污染物浓度增加;相反,风速增大达4m/s以上,空气相对湿度增大达90%以上,特别是明显的雨雪天气发生时,污染物浓度得到快速降低。另外,污染天气伴随有近地层逆温层持续影响,逆温层厚度越厚,且逆温强度越强,抑制了大气垂直方向的湍流交换,有利于污染物浓度累积增长。受梵净山地形阻挡作用,当近地层为弱偏东风影响时,污染物不能翻越梵净山向西扩散,会在山的东侧堆积,导致铜仁城区污染物在本地循环累积,污染浓度维持较大值。上述研究结果,可为铜仁市空气质量预报及污染防控提供新的参考依据。     

2013年1月持续性霾天气中影响污染程度的气象条件分析

利用南京本站气象观测记录、环保局监测数据以及NCEP/NCAR再分析资料,分析2013年1月持续性污染天气过程的大气环流背景,并结合南京地区探空资料、风廓线雷达资料以及激光雷达资料,分析这次持续性污染过程中空气质量属良好、轻度污染、中度污染、重度污染典型个例的大气垂直特征和边界层内气象条件的差异。得到如下结论:2013年1月份北方冷空气活动较弱,南京地区大气层结稳定,近地层风速小,污染物气象扩散条件差。加之近地层以弱偏东风为主,水汽较多,有利于污染物颗粒直径增大。大气垂直结构以及边界层内水平风速均对大气污染程度起到一定影响。AQI与逆温层高度存在显著负相关关系;大气污染时,1000 m以下出现逆温结构,且逆温层越低、越厚,污染程度越大;重度污染时,近地层出现贴地逆温层,厚度为700m左右。逆温层高度下降,PM₁₀颗粒物高浓度区高度也明显下降,近地层污染物浓度对垂直方向上污染物浓度正响应的高度降低。在空气质量良好时, 150~1500m存在风速大值区,且风无空,湍流作用明显,有利于污染物和周围的洁净空气相混合而得到稀释,加速污染物的垂直扩散进程。当中度污染日和典型重度污染日时,150~1500 m之间并不存在大风速区。此外, PM₁₀的300μg·m^-3高浓度垂直高度延伸至300 m附近时,近地层PM_2.5明显上升至100μg·m^-3以上,高浓度区数值越大,近地层PM_2.5越大。     

1522号强台风“彩虹”特征及成因分析

利用常规观测、Micaps、自动气象站资料,对1522号台风"彩虹"的天气过程的环流形势、物理量诊断、单站气象要素演变特征、环境条件及中小尺度系统进行了分析。结果表明:肇庆各地气压最低值出现在台风登陆前后1h内,强降水峰值出现前约1-2h,强降水发生前气压突降现象与强降水的时段有很好的相关性,能为预报提供参考;台风"彩虹"发展在东北高西南低气压场背景条件下,往垂直风切变小的地方移动;暖云层厚度较厚,暖云层中水汽接近饱和,地面至850h Pa和700h Pa的风垂直切变数值均比地面至500h Pa大。中低层的风垂直切变很大,水汽条件和动力条件有利于强降水的产生;小涡旋的长时间维持,配合强盛的东南风,在西北高东南低的地形作用下,有利于产生持续的强降水。     

一九七九年七月南北半球低纬季风区大气环流特征

本文应用华盛顿气象中心所发布的1979年7月逐日每5度经纬度网格点上风的资料(范围:35°S—35°N,0—180°E),算出各层(1000、700、500、200和100毫巴共五层)7月的平均合成风及u、v分量,分别绘成月平均流线图和u、v等值线图,并用球极坐标上的连续方程算出各层月的散度和垂直速度。根据上述计算结果,分析了1979年7月低纬度平均水平环流、垂直经圈环流和纬圈环流的特征,及其对降水分布的影响,同时为了阐明1979年7月大气环流的特点,把它与常年情况做了比较,发现1979年7月亚洲夏季风比常年弱,表现为风速小,季风层浅薄,水平范围也小,而且亚洲大部分地区降水为负距平,相应的低纬对流层各高度上的环流系统及经圈和纬圈环流也弱,南半球的副热带高压也弱,最大西风轴偏南。我们认为引起这一系列差异的主要原因,可能是1979年7月对流层高层青藏高压弱、中心位置偏西以及与之伴随的热带东风急流弱等原因造成。最后对青藏高压偏西、偏弱的原因进行了探讨。     

2014年夏季豫西北高温干旱成因分析

2014年夏季河南省西北部出现持续性的高温干旱少雨天气,干旱给农业生产和人民生活造成严重灾害。选取豫西北的焦作为代表,利用1979~2010年的温度、降水以及NCEP 1°×1°资料,分析了2014年6~7月豫西北高温干旱的大气环流形势和相关物理量场,归纳出这次63 a不遇的夏旱成因:100 h Pa南亚高压异常西伸北抬的同时,东伸指数偏强;中层500 h Pa西太平洋副热带高压较常年异常偏西偏北,副热带高压脊线在30°N附近维持,使得豫西北在6~7月多为副高控制,冷空气活动偏北无法南下,造成豫西北地区出现持续高温天气。豫西北地区处在水汽通量辐散区域,水汽输送通道较气候平均呈现偏弱和断裂的状态,6~7月持续副高控制下的下沉运动造成豫西北地区局地气温上升,对流活动偏弱,同时大气可降水量较常年同期偏少3成左右,导致豫西北地区夏季降水偏少,形成干旱。     

2013年1月江苏雾霾天气持续和增强机制分析

利用江苏省能见度监测资料、自动站气象要素资料、探空资料、NCEP(1°×1°)和CFSV2(0.5°×0.5°)再分析资料,对2013年1月江苏雾霾持续性和13—14日大雾形成机制展开分析,结果表明:(1)中高纬平直的纬向环流,江苏位于地面高压底部偏东气流中,冷高压主体偏北,是1月发生持续雾霾天气的大背景。较弱的偏北经向风导致冷空气势力较弱,为1月江苏雾霾天气持续发生提供了近地层有利的稳定形势。(2)近地面相对湿度85%以上,风速小于3 m·s~(-1),风向以偏东风为主,凌晨与夜间温度露点差小于3℃。这些条件的稳定为持续雾霾发生提供了良好的气象因子。(3)地面辐射降温和弱冷平流共同作用引起的温度快速下降以及日出后潮湿地面蒸发增强对雾的加强起到一定的触发作用。近地面冷平流和混合层以上暖平流为本次雾增强提供了稳定的大气层结条件。近地面弱上升运动、中高层弱的下沉运动是14日凌晨雾快速加强的动力机制。     

山东中西部一次持续性大雾的形成及维持机制

利用常规气象观测资料和NCEP/NCAR提供的6 h再分析资料（分辨率为1°×1°）,对2013年1月12-16日发生在山东中西部地区的一次持续性大雾天气过程从环流背景、层结条件、动力和热力学机制等方面进行了诊断分析。结果表明：中高层偏西气流、对流层低层温度脊和地面冷高压的稳定维持为这次持续性大雾过程提供了有利的环流背景;大雾过程经历了辐射雾—平流辐射雾—平流雾的复杂演变阶段,不同阶段的大雾湿层厚度及逆温强度有所不同;适当的风速和低层弱的水汽辐合有利于大雾稳定维持和发展;近地层辐合上升、中高层辐散下沉,易在界面形成逆温层,有利于大雾的出现,而整层的辐合上升运动往往容易形成中高云,不利于近地层水汽的聚集,难以形成大雾。