上甸子秋冬季雾霾期间气溶胶光学特性

通过对2004年秋冬季(9—12月)4次雾霾天气过程在京、津背景地区——北京上甸子大气本底污染监测站观测的大气气溶胶光学特性的分析,发现该地区气溶胶光学特性受天气过程的影响很大。4次雾霾影响时段,平均气溶胶散射系数σ_(sca)、吸收系数σ_(abs)和单次散射反照率ω都远高于雾霾过后清洁时段的数值,其中气溶胶ω在雾霾影响时段为0.94～0.97,雾霾后为0.84～0.86,平均减小了0.1左右,表明雾霾天气有利于气溶胶的累积和生成。相比于光吸收性气溶胶,雾霾天气对光散射性气溶胶的增加更为有利,反映了二次气溶胶的产生及其对消光的贡献可能有较大增加。     

北京2013年雾霾天气特点和服务应对措施

对2013年1月北京出现的持续严重雾霾天气的成因及特点做了分析,结果表明持续雾霾天气是由于稳定的层结、持续偏南风及较低的气温共同影响造成。依据服务经验,重点对雾霾天气的预报和服务措施进行了细致的分析。在预报上,利用气象部门数值模拟和天气预报的技术优势,针对雾霾的区域性分布特点,为政府部门提供准确的预报和直观的产品;在服务上,注意抓好时机,利用气象部门的特殊角色,对政府部门、公众和专业用户,根据他们的需求特点,提供相关的服务。另外,还对今后雾霾服务气象部门需要加强的工作,提出了相关的建议。     

河北省雾霾波动变化特征及成因研究

利用气象、土地利用等资料,采用统计方法,对河北省雾霾的特征及诱因进行了研究,结果发现:1)河北省多年平均雾霾日数分布情况呈由西南往西北逐步递减的趋势;各季节雾霾天能见度的空间分布不同,秋冬雾霾较为严重,自西南向东北呈递减的趋势,夏季自西南向东北呈递增的趋势,春季则自东南向西北呈递增的趋势。2)河北省近几十年来雾霾日数增加明显,增长斜率为0.45,但低能见度日数并不随雾霾日数增加而增加,主要是因为雾日数持续减少。3)河北省雾霾与国内生产总值(Gross Domestic Product,GDP)、能源消耗总量呈正比关系,而与机动车数量相关性不大。     

北京冬季雾霾事件的气象特征分析

利用观测的气象要素和细颗粒物(即PM2.5)浓度资料,并结合中尺度数值天气模式WRF(Weather Research and Forecasting Model),对2013年1月北京地区雾霾污染期间天气条件和边界层气象特征进行了分析。模拟与观测对比表明,WRF模式可以较好地反映北京—天津—河北地区地面和高空主要气象要素的时空分布。对1月10~14日、27~31日两次重雾霾天气的分析表明,雾霾的形成是高浓度的大气颗粒物和特殊的气象条件共同作用的结果。小风或静风、稳定的大气层结,使大气扩散能力减弱,造成污染物堆积,偏南气流将周边污染物和水汽输送到北京,不仅增加了污染物浓度,而且有利于气溶胶吸湿增长,消光增强,使能见度下降,进而形成雾霾。     

A dark October in Beijing 2016

近年来,北京的雾霾污染事件剧增,2016年10月的污染达到了一个历史同期最高点。根据前人研究,气象条件在雾霾污染事件中起着非常重要的作用,然而现有研究对于十月份与雾霾相关大气环流情况以及为什么2016年会出现最严重的污染事件的原因尚不清楚。本研究中作者利用观测和再分析的日资料共同研究发现,北大西洋和北太平洋关键区域海温可能是此次严重污染事件最主要的原因。2013年之后,这两个关键区域海温显著增加并在2016年达到一个顶峰,这样的海温异常可以通过影响欧亚遥相关波列和北太平洋涛动,从而产生有利于雾霾生成和发展的动力和热力条件,最终导致2016年10月北京出现历史同期最严重的雾霾污染事件。     

基于动态统计预报方法的京津冀雾霾中期预报试验

利用欧洲中期天气预报中心（ECMWF）数值预报产品和动态统计预报方法,对北京、天津、石家庄等14个京津冀重点城市雾霾与空气污染进行定量化的中期预报试验,包括对首要污染物PM_2.5浓度和能见度的逐时定量化预报及雾霾现象的客观化判断,并对2015年10月1日-2016年11月10日试验预报效果进行了检验评估。检验结果显示:该方法对北京及周边城市未来10 d逐时和逐日能见度、PM_2.5浓度及雾霾现象的预报值与观测值之间具有显著正相关系数、较高的误差减少量和TS评分等,表明基于ECMWF数值预报产品和动态统计预报方法的京津冀雾霾污染中期定量化预报技术整体上具有较高的可靠性、稳定性与预报技巧性。此外,检验指标还显示出该动态统计预报方法对能见度的预报效果要略优于PM_2.5浓度预报,同时对霾的预报准确率高于对雾的预报。个例分析显示,该动态统计预报方法能提前5~6 d预报出北京地区典型持续性雾霾污染的发展过程,对持续性雾霾的提前预报预警具有较好的参考意义。     

吉林省雾霾和雾霾事件的时空特征及评估方法

利用1961~2013年吉林省50站逐日资料,建立了雾霾事件综合指数。在此基础上,采用百分位数、累计距平、耿贝尔极值分布等方法分析了吉林省雾霾和雾霾事件的时空分布特征,建立雾霾事件评估指标。结果表明:吉林省年平均雾霾日数呈由西北向东南增加的空间分布特征;雾霾和雾霾事件8~9月发生频率较高,强雾霾事件主要出现在10~11月;雾霾和雾霾事件1967~1995年为偏多阶段,1996~2013年处于偏少阶段;1990年代以后雾霾和雾霾事件呈减少趋势。利用历史排位、等级评估及历史气候重现期评估指标等方法对雾霾事件进行的评估结果较为客观,便于业务应用。     

又到雾霾＂烂漫＂时

“北京风光,千里朦陇,万里尘飘,望三环内外,浓雾莽莽,鸟巢上下,阴霾滔滔!……”     

1961-2013年黑龙江省雾霾时空分布特征及影响因子分析

利用1961-2013年黑龙江省83个地面气象观测站53 a的气象观测资料,分析了黑龙江省雾霾天气的时空分布特征。分析结果发现,黑龙江省大雾天气出现日数远远高于霾日,历年来呈现稳定波动、缓慢下降趋势,而霾天气出现的次数为阶段性,近10 a黑龙江省发生霾天气次数最少,但2013年开始又略有回升;大雾天气主要发生在夏季和初秋,而霾天气主要出现在4-10月;伊春雾霾天气发生的频率较高,松嫩平原西部雾发生的频率较低,霾发生的频率较高;大气环流、近地面逆温、静风等天气条件和污染物排放均对雾霾天气的产生具有影响,而焚烧秸秆和冬季燃煤供暖排放的污染物等外因也是雾霾天气产生的强烈诱因。     

雾霾天气对天津市太阳辐射影响的量化研究

基于2005—2016年天津市13个地面气象观测站的观测资料,探讨了近12 a天津市雾霾天气的空间分布,同时以西青站为例,基于西青站太阳辐射观测数据定量分析了雾霾天气对天津市太阳辐射的影响。结果表明:2005—2016年天津市雾霾天气总体呈北多南少的空间分布特征,雾霾日数高值区分布在宝坻蓟州地区,而滨海新区南部地区雾霾天气发生最少。2005—2016年天津市雾霾日数总体呈先增加后减少的变化趋势,秋季和冬季易形成逆温,不利的扩散条件使雾霾天气频发,因此秋季和冬季应重点防治雾霾天气。近12 a天津地区冬季雾霾天气对太阳辐射的影响率最大。随着雾霾天气持续日数的递增,天津地区雾霾天气发生频次呈幂函数的形式递减,但雾霾天气对太阳辐射的削弱作用逐渐增加,持续6 d的雾霾天气使太阳辐射比背景值下降57.14%。雾霾天气持续发生发展对冬季北方地区设施农业生产及太阳能发电等行业影响较大,应采取适当的应对策略,尽可能减小灾害损失。     

咸阳地区基于广义雾霾的时空分布特征分析

导致空气质量变差的天气,并非只有雾和霾,还有沙尘暴、扬沙、浮尘等天气。为更好地掌握咸阳地区空气质量的时空变化特征,从而为政府治污降霾提供有力依据,将气象观测中能见度小于10 km的雾、霾、沙尘暴、扬沙、浮尘等影响空气质量的天气,统一定义为“广义雾霾日”,并将其划分为轻微、轻度、中度和重度4个等级。通过研究发现,咸阳市区“广义雾霾日”与实际污染日数的相关性比普通雾霾日的相关性更好,能更好地反映空气质量的变化状况。咸阳市区能见度与空气质量监测数据之间存在较明显的对数负相关关系,即能见度越小空气质量越差,能见度越大空气质量越好,故“广义雾霾日”可在一定程度上反映咸阳地区的空气质量状况。空间变化上,咸阳地区的“广义雾霾日”空间分布呈现由南向北递减的趋势,兴平的最多,旬邑的最少。时间变化上,市区和旬邑“广义雾霾日”年际变化呈现减少的趋势,兴平的年际变化不明显,乾县的年际变化呈现增多的趋势。市区的“广义雾霾日”在10月至次年1月间较多,此期间恰好是市区风速较小、降水较少的时段;而“广义雾霾日”较少的时段内,市区的风速较高,降水较多。在“广义雾霾日”出现较多的时段内,重度等级日数明显增多。     

雾霾影响生活 治霾刻不容缓——雾霾天气对群众生活影响程度调查

近段时间,雾霾的波及范围之广、持续时间．之长引起了人们的极大关注和担忧,雾霾治理已作为重大民生问题摆在政府的议事日程上。为了解当前群众对雾霾天气的看法和受影响程度,为雾霾治理工作提供最基层的群众民意,更好地促进雾霾治理,北京市海淀区统计局专项调查科4月份通过计算机辅助电话系统（CATI）在全区范围内开展了雾霾天气对群众生活影响度的调查。     

风廓线雷达资料在北京秋季雾霾天气过程分析中的应用

利用L波段风廓线雷达资料,对北京2014年10月7-10日持续性雾霾天气过程的机理进行了研究,结果表明:低空偏南气流对雾霾的维持和发展有明显影响,当偏南风速大于8m/s时对大气扩散能力有一定改善作用,会抑制PM2.5浓度的持续增加;中低空弱冷空气扰动的下传高度决定了对污染物浓度的影响,当扰动不能到达近地层时,对污染物浓度影响较为微弱;雾霾维持阶段,近地层信噪比强度一般为10~35dB,可反映雾霾层的厚度;折射率结构常数可用于判断大气边界层高度变化情况,在热力湍流和污染物粒子散射作用下,白天边界层折射率结构常数可比夜间增大约3个量级。     

自贡市一次重雾霾过程天气特征及高发原因分析

目前中国存在四个雾霾严重的地区,分别是京津冀地区、长江三角洲、珠江三角洲和川渝一带,而自贡市是四川雾霾最严重的区域,研究自贡雾霾高发原因十分必要。文章以2005～2016年自贡地面观测数据为基础,以2017年12月21日～2018年1月3日自贡持续性雾霾天气过程为例,借助空气质量数据、地面气象要素、高空观测数据,分析了地形、气象因素与环境污染之间的关系。结果表明:当自贡为偏东偏北气流时,污染物在风的输送作用下易在山前的平原地区汇聚,再加上四川盆地南部易形成气旋式流场使大气污染物难以远距离扩散输送并形成涡旋,自贡恰处于污染物滞留中心区,造成市区污染物累积浓度升高。自贡受到本身地理位置和自然气候特征的限制,气象条件先天不足,大气环境承载力低,大气自净能力不强,容易出现雾霾。      

三种日照观测设备性能比对及影响因子分析

利用2016年8—12月北京观象台直接辐射传感器、FS-RZ1型日照计以及暗筒式日照计观测数据,对3种测量设备进行了综合对比分析。结果表明:3种传感器两两对比的绝对偏差和相对偏差,在雾霾日明显高于无雾霾日。在雾霾日,自动跟踪直接辐射传感器测量值比另外两种偏高,FS-RZ1日照计比暗筒式日照计测量值偏低;在无雾霾日,FS-RZ1日照计测量值比另外两种测量值都要偏低,暗筒式日照计比自动跟踪直接辐射传感器测量值偏高;暗筒式日照计受日照纸人为制作因素影响,测量值会出现高低不均。FS-RZ1日照计受多云天气影响,测量值会偏低。直接辐射传感器测量方式最贴近WMO对日照时数的定义,但在出现机械跟踪偏差时,测量值会偏低。     

辽宁一次区域持续性雾霾的气象成因分析

近年来,雾霾天气频发,加剧了空气质量的恶化。研究雾霾天气的成因,加强雾霾的预报能力,对指导公众出行和保护身体健康有着重要的意义。本文利用辽宁62个国家级自动站观测资料和NCEP再分析资料,对2015年11月7—14日辽宁一次持续性雾霾天气过程的环流背景、形成条件和持续原因进行分析,结果表明:(1)高层西南偏西气流,低层暖脊及地面倒槽和弱气压场的环流背景为雾霾天气的发生提供了有利的天气形势。(2)逆温是这次雾霾天气持续的重要原因。雾和霾天气逆温表现形式不同,大雾过程中,逆温层高度低,厚度小;霾过程中,逆温层高度高,厚度大,且表现为多个逆温层同时存在。(3)水汽条件是雾和霾转换的关键因素。当近地层空气相对湿度大于95%时,有利于雾的生成;而相对湿度在60%~70%时,有利于霾的形成。雾向霾转换时,比湿增大;霾向雾转换时,比湿下降。(4)近地面弱的上升运动、中高层弱的下沉运动是此次雾霾加强的动力机制。(5)雾霾出现前后气象要素特征差异明显,可为雾霾天气的预报提供重要参考。     

Comparisons of cloud detection among four satellite sensors on severe haze days in eastern China

云在天气、气候和地球能量平衡中非常重要。雾霾地区不同卫星云探测精度如何的研究较少。本论文详细比较了中国东部地区2015–2016年冬季2次严重雾霾天气时,"A-Train"星群上四个遥感器的云探测。结果显示,在雾霾区域,MODIS/Aqua真彩色图和CALIOP/CALIPSO清楚地观测到气溶胶层时,AIRS/Aqua、CALIOP和CPR/CloudSat没有观测到云,而MODIS则观测到云顶高度接近地面的云,表明MODIS将气溶胶误判为云。更多雾霾天气个例结果显示,在雾霾区域,MODIS云量比AIRS云量高13%–49%,平均高36%.     

自动与人工观测霾日、雾日序列连续性分析

由原始观测数据统计显示,2014年全国雾霾(包括雾、轻雾和霾)日数偏高,尤其霾日数是2000-2013年均值的4.2倍。依据2014年雾霾现象保留人工观测或采用自动观测,将全国2 400余个国家站分为人工站和自动站,分别就两类站2014年雾霾现象日数与其历史序列进行了对比分析。结果表明,人工站2014年平均雾霾日数与其2000年以来平均状况及2013年平均雾霾日数接近;而自动站2014年平均雾霾日数明显偏高,成为2000年以来之最,且明显高于2013年统计结果。通过对比分析自动与人工观测方法表明,雾霾现象自动观测采用瞬间观测记录,是造成2014年全国雾霾日数异常偏高的主要原因。基于霾现象持续性特征,针对自动观测霾数据,研究确定了1天至少6个连续时次"现在天气现象"有霾记录,"连续天气现象"方记霾现象的订正方法。统计结果表明,订正前全国2014年平均霾日数为59天,而订正后下降为31天,基本与2013年持平。进一步分析表明,2000年以来我国霾发生频率呈增加趋势,尤其2013年和2014年,霾发生频率成为2000年以来之最。     

长春市大气环境容量及其与雾霾天气关系

利用长春市大气污染和环境质量观测数据,统计近18年长春市雾霾日特征及变化,对长春市大气环境容量近30年的变化趋势及多年来雾霾天气的气候背景进行了分析.结果表明:长春市大气环境容量的变化呈逐年波动下降趋势;年内基本呈双峰型变化,峰值出现在4月,谷值出现在9月;长春市年内雾霾高发期集中在12月和1月,5-9月雾霾日偏少;雾霾多发年东亚大槽的位置比少发年份要偏东,且强度也偏弱;雾霾多发年份,东北区上空的西北风明显弱于雾霾少发年份;雾霾多发年份,在赤道中东太平洋地区呈现明显的El Nino海温背景场特征,而少发年份则相反,是明显的La Nina海温背景场.     

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。