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。     

银川市灰霾天气环流分析及预报思路

以2000—2009年416次银川市发生的灰霾天气为研究对象,利用同期NCEP逐日再分析海平面气压场、500hPa形势场资料,分析了银川市灰霾天气发生的变化特征及易产生灰霾天气的中层环流形势和地面气压场分布特征,给出了灰霾天气预报思路。分析发现：银川市灰霾天气平均每年发生近42d,最多可达61d;一年四季均有可能发生,且季节变化明显,秋冬季是灰霾和持续性灰霾天气易发季节,特别是每年的11～12月;灰霾天气多发生在环流形势相对稳定的背景下,当500hPa宁夏处于西北气流、平直西风气流、西南气流中,地面位于锋前暖区或气压梯度较小区域或锋面过境前后易出现灰霾天气,有时受暖高压脊控制也可以出现灰霾天气。在灰霾天气易发季节,当出现有利于发生灰霾天气的环流背景和地面气压场分布特征时,要综合分析大气环流形势演变、高低层系统配置状况、大气层结稳定状态和各种气象要素的变化,并结合卫星云图等观测资料来确定灰霾天气发生的可能性。     

成都地区春季一次持续性灰霾天气过程特征及预测

选取2013年2月25日至3月11日成都地区一次严重污染天气过程,利用成都地区环境监测中心站观测数据、成都市温江气象站观测资料、欧洲中心0.75°×0.75°再分析资料及成都信息工程学院风廓线雷达资料,对此次成都地区灰霾天气过程的特征进行了分析,研究不同气象条件对污染物扩散的影响,并建立了PM2.5浓度预测方程。结果表明:成都地区春季此次灰霾天气过程高空形势稳定,地面由均压场或弱低压控制且未形成降水时,有利于污染物的积聚与加强,但高空有低槽系统,低压一旦增强,灰霾消散的几率增大;垂直方向风速较小且为下沉气流,为灰霾天气的产生提供了有利条件。低层0—200 m之间存在较强的接地逆温,接地逆温层的结构对空气对流产生抑制作用,有利于水汽的积聚和雾的形成,出现灰霾天气的几率较大。出现灰霾天气时,混合层高度一般较低。采用逐步回归方法建立了PM2.5浓度预报模型并进行回代检验,在此基础上利用建立的模型对成都地区春季一次灰霾过程进行预报,结果表明,模型可准确的预报污染等级,预报效果较理想。     

2011年11月苏州一次灰霾天气过程分析

2011年11月10-14日苏州地区发生了一次严重灰霾天气过程,利用气象观测资料、探空资料及大气成分站监测资料对苏州三个站点的受污染情况进行了综合分析。结果表明：灰霾期间地面受弱气压场控制,风力较小,且有接地逆温的持续存在,大气水平和垂直输送都很弱,导致大量污染物在近地面堆积,能见度恶化;三站中昆山站灰霾持续时间最长,共计104时次,影响程度最重,重度灰霾占总数的39 %,中度和重度灰霾超过灰霾总数的一半;灰霾时各粒径颗粒物浓度均维持在较高水平,细粒子在可吸入颗粒物中占有较大比重,说明细粒子对灰霾贡献作用大,14日凌晨昆山及太仓出现大雾天气时细粒子比重甚至超过了灰霾时,而相对湿度峰值只有94 %,因此将该段天气定性为雾霾共存或者湿性霾更妥;秸秆焚烧污染期间,BC浓度明显上升,其绝对浓度要高出正常情况的3倍左右;通过CO/SO₂及PM₁₀/SO₂对比发现昆山站受秸秆焚烧污染程度要严重的多,因此推测昆山本地郊区可能也存在零星秸秆露天焚烧点。     

江西省一次冷空气过程中的灰霾天气过程分析

利用江西省常规气象观测资料、探空站资料和空气污染资料,对2008年12月12～13日江西省的一次大范围灰霾天气过程进行了综合分析研究。结果表明:横槽转竖引导冷空气南下和中层高度的干燥暖舌共同影响,是这次灰霾天气过程发生的天气形势背景;冷空气受到700hPa干暖舌的抑制作用,形成低层偏冷,中层偏暖的"逆温"结构,导致了大范围的灰霾天气过程出现、维持;空气相对湿度较低,受昼夜温差和冷空气的共同影响,造成轻雾和灰霾天气之间频繁转换;较低的混合层高度导致近地面污染物以水平运动为主,在遇到较高海拔的山脉阻挡后,沿山脉边缘向东西方向扩展,汇集到平原、河谷地区,降低这些地区的能见度,导致灰霾区域由"南北向型"演变成了"东西向型"。     

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。     

南阳市灰霾天气污染特征及其健康效应

利用南阳市1971—2007年地面气象站观测资料以及2004—2005年环境检测站提供的空气污染物监测数据和南阳市中心医院门诊逐日病例资料,统计分析了南阳市灰霾天气及其空气污染特征,并根据灰霾天气对应的门诊病历,分析了灰霾天气对人体健康的影响。结果表明:南阳市灰霾日数的年代际变化非常明显,37年来南阳市霾的发生频率和持续时间都呈持续增加的趋势。秋冬是灰霾的高发季节。灰霾天气出现时空气污染程度加剧,特别是PM10浓度在灰霾出现日明显升高。就诊人群以呼吸系统为主的疾病发生率在灰霾发生当天明显升高,呼吸系统疾病门诊例数与PM10浓度正相关。     

珠江三角洲典型灰霾天气过程和清洁过程近地层流场的EOF对比分析

利用广东省466个地面自动气象站资料、广州气象站常规气象资料及珠江三角洲4个主要城市的PM 10浓度等资料,通过矢量EOF方法,对选出的珠江三角洲典型灰霾天气过程(2004年1月4~10日)和清洁过程(2005年11月15~21日)的近地层流场进行对比分析。分析表明典型灰霾天气过程第二、三模态有非常明显的日变化特征,受局地中小尺度环流系统影响,污染物局限在当地,出现严重的灰霾天气;而清洁过程与强平流输送有关,主要受大尺度环流系统影响。     

2013年底浙西地区一次持续性灰霾天气过程分析

利用常规气象观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对2013年底浙西地区一次持续性灰霾天气过程进行了分析。结果表明,该过程期间存在比较稳定的高、低空和地面环流形势,中低层湿度条件较差;低层以弱辐散和弱垂直运动为主,并且1000 hPa高度层以下浅薄逆温层的持续存在均有利于灰霾天气的维持;干冷空气前锋和主体影响期间,冷平流强度加大且低层有辐合中心和垂直上升运动中心出现,扩散条件好转是灰霾程度减弱的主要原因之一;浙西地区为盆地地形,南北高、中间低的地势不利于污染物的扩散。     

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。     

临沂地区秋季一次重霾天气的特征分析

利用大气观测、探测及污染物探测资料、NCEP再分析资料和GDAS资料,对2013年10月26—29日一次持续性重霾天气过程中的气象要素和气溶胶演变特征进行分析。结果表明:本次持续性霾天气过程中,临沂地区PM_(2.5)污染严重,大气中PM_(2.5)的小时平均浓度工业区城区郊区,污染最严重时分别为365,344,284μg·m~(-3);较小的地面平均风速及PM_(2.5)浓度的稳定上升和较低的地面湿度为本次霾天气过程的形成和发展提供了有利条件;当临沂地区以南风或西南风为主时,市区霾天气加重,上游空气污染具有平流输送特征。贴地逆温层的形成,导致污染物在低空不断积累,造成污染浓度的持续升高。地方政府应加快产业结构调整,控制企业的污染物排放,才是治理雾霾的根本办法。     

2009年秋季南京地区一次持续性灰霾天气过程研究

2009年10月14—27日,南京地区发生了一次持续性的灰霾天气过程。利用气象观测资料和污染物浓度监测资料,结合焚烧点监测、后向气流轨迹模拟,分析了颗粒物和气态污染物的浓度演变特征、气象要素特征及产生持续灰霾天气的可能原因。研究表明,该次过程中绝大部分时间能见度低于10 km,空气污染指数最大时达到195。地面PM2.5质量浓度有显著增长,在26日达到最大值为0.782 mg/m3。NO2质量浓度日均值在24日和27日超过了环境空气质量二级标准,其含量分别为0.094和0.099 mg/m3,对应NOx质量浓度分别为0.105和0.108 mg/m3。SO2质量浓度在22日达到峰值,最大值为0.161 mg/m3,平均值为0.083 mg/m3,低于环境空气质量二级标准。分析显示:近半个月内南京地区天气形势稳定,处于持续温度偏高、干燥无雨的状态,非常有利于灰霾天气的发生。卫星监测发现24、25、26日江淮之间中部均有火点,其中24日有50个着火点,25日增加为85个,26日减少为38个,表明有秸秆焚烧现象存在。从后向气流轨迹分析来看,在秸秆焚烧最为严重的3 d内,南京地区主要受到来自东到东北方向气流的影响,有利于秸秆焚烧形成的污染物经气流输送影响南京,造成严重灰霾天气。     

南宁市灰霾天气概念模型及预报研究

通过对2000年以来南宁市9个气象站中出现4站及以上的灰霾天气个例共50个过程的地面资料、探空资料分析和环流形势图进行总结分析,得出灰霾天气出现时,探空层结和地面要素的特征,并将南宁市出现灰霾天气的大气环流形势分为干型和湿型两大类,其中湿型又可分为三小类:(1)高后型;(2)弱冷空气型;(3)副高型,总结出每一类灰霾天气的发展、严重和消散阶段的环流和地面要素、探空层结特征,并根据研究结果,得出南宁市灰霾天气的客观预报模型。     

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。     

南宁典型空气污染和清洁过程的近地层流场分析

利用广西地面自动气象站资料及南宁空气污染物浓度等资料,通过EOF和矢量和等方法,对选出的典型空气污染过程和清洁过程的近地层流场进行分析得出：典型污染过程大尺度系统较弱,受局地中小尺度环流系统影响,污染物局限在当地,出现严重的污染天气;而清洁过程大气对流活动较活跃,主要受大尺度环流系统影响;污染过程风矢量和较小,扩散条件较差;清洁过程风矢量和较大,利于污染物扩散.     

灰霾天气对厦门市城市能见度影响问题初探

利用1953年~2006年共54a逐日灰霾天气的地面观测资料,采用统计分析的方法,探讨厦门市灰霾天气的气候特征。结果表明,厦门市出现灰霾日数的年代变化呈逐渐增多的趋势,特别是2000年以来,随着经济发展和人类活动的增加,空气污染日趋严重,灰霾出现日数也呈跳跃式的增长。1990年~2004年灰霾天气出现缓慢增多的趋势,但是这两年来出现灰霾的天数呈跳跃式增多的趋势。厦门市灰霾天气分布呈现明显的季节性,1月、3月和4月是灰霾天气的高发时段,7~9月是灰霾天气的少发时段。厦门市的灰霾天气过程持续性特征不显著,在秋冬季较易出现持续时间较长的灰霾天气过程。     

灰霾天气对厦门市城市能见度影响问题初探

利用1953年-2006年共54a逐日灰霾天气的地面观测资料,采用统计分析的方法,探讨厦门市灰霾天气的气候特征。结果表明,厦门市出现灰霾日数的年代变化呈逐渐增多的趋势,特别是2000年以来,随着经济发展和人类活动的增加,空气污染日趋严重,灰霾出现日数也呈跳跃式的增长。1990年-2004年灰霾天气出现缓慢增多的趋势,但是这两年来出现灰霾的天数呈跳跃式增多的趋势。厦门市灰霾天气分布呈现明显的季节性,1月、3月和4月是灰霾天气的高发时段,7-9月是灰霾天气的少发时段。厦门市的灰霾天气过程持续性特征不显著,在秋冬季较易出现持续时间较长的灰霾天气过程。     

辽宁中部城市灰霾天气数值模拟

应用NCEP/NCAR再分析资料和MM5模拟分析了2010年冬季辽宁中部城市最严重灰霾天气时天气系统特征。应用CALPUFF模拟灰霾天气和2010年冬季沈阳、辽阳、本溪日平均PM₁₀浓度分布。结果表明：500 hPa位势高度场,辽宁处于弱暖脊的位置。850 hPa位势高度场辽宁受辐散、下沉气流的影响。地面风场上地面风向不一致,多受辐散气流影响。在垂直剖面风场,地面上方有明显的位涡高值上升区,高度较低。在地面至高空的温度廓线低空有明显的逆温、逆温层顶的高度较低。2010年12月19-21日沈阳、辽阳、本溪PM₁₀浓度分布向偏东、西北、东南方向发散,主要受地面风向影响。整个冬季平均PM₁₀浓度分布向偏南方向发散。     

宜昌市灰霾天气分型及预报方法初探

利用1996-1999年宜昌市地面观测资料进行数据处理和统计,并对1996-1999年逐日08时东亚天气图进行普查,根据发生灰霾天气时宜昌所处地面形势进行分类,普查结果表明:宜昌灰霾天气可分为高压控制、高压前部(或底部)、高压后部、变性高压、低压、鞍型场共6类。宜昌处于变性高压控制时出现灰霾天气的概率最大,处于高压或低压控制时,出现灰霾的可能性较小。此外,还根据宜昌市灰霾天气气象因子诊断分析结果,建立了宜昌市灰霾天气预报决策树,并用2009年的数据进行检验验证,结果表明冬季及秋季预报效果优于春季和夏季。     

广州灰霾天气的气候特征分析

根据广州气象观测站1961-2002年观测资料，对广州市灰霾天气的气候特征及其成因进行了分析。结果表明，广州灰霾日数12月最多，6月最少，秋冬两季占全年灰霾日总数的70％以上。年灰霾日数总体呈上升趋势，年灰霾日数变化可分为5个阶段，其中，70年代末期至80年代中期、80年末期至90年代中后期是灰霾的两个急剧上升阶段。灰霾日数年际变化多与大气中的污染物浓度有关，而月、季的分布多受天气形势和气象条件所控制。灰霾能够降低到达地面的太阳总辐射，减少日照时数。