上海梅雨季节云水和雨水的化学组分分析

1986年6—7月梅雨季节在上海进行了云水和地面雨水的pH值测量和化学组分分析，结果表明:上海酸雨属于硫酸型酸雨；雨水酸度与其化学组分有关，pH≥6的云、雨水中含有大量的Ca2+离子浓度，而pH＜5的云、雨水中有大量的SO2-4离子浓度；As雨水的酸化以云下冲刷过程为主；Ns雨水的酸度可能主要决定于云内雨除过程，NS云内云水的酸化过程，不仅受向上输送局地污染物的影响，而且受平流输送外来污染物的影响。     

大暴雨过程中与急流相关气块的三维运动分析

用４８ｈ三维轨迹分析和物理量诊断分析相结合的方法研究了１９９１年７月上旬的一次大暴雨过程及其与高低空急流的联系。结果表明，暴雨区高空的气块来自高空急流的入口区，并穿过急流中心到达急流的出口区。雨区上空的辐散和２００ｈＰａ高空急流出口区气块的减速运动相联系。低层的暖湿空气来自于ＳＳＷ气流，并在低空急流中心的前方辐合上升。高空辐散所引起的低层减压使低空急流加强和低层暖湿空气的加速运动。     

大连地区酸雨外来源分析

应用Hysplit传输扩散模式计算2008-2009年大连地区酸雨和非酸雨期间的后向气流轨迹,利用条件概率和轨迹聚类法对气流轨迹进行分析,研究大连地区酸雨外来源。结果表明：外来源通过大气输送对大连地区酸沉降的贡献较大。大连地区酸雨主要受中国华东沿海至山东半岛经黄海中北部或经渤海及其西岸的近地面大气污染输送影响,中国华东、华南等南方内陆地区和日本海周边东亚国家对大连地区酸雨均有贡献。海洋性气团或北方大陆气团一般为大连地区非酸雨来源。     

2012—2017年京津冀区域酸雨变化特征

利用2012-2017年京津冀区域26个酸雨观测站观测资料,基于GIS插值方法研究平均降水pH值和酸雨频率空间分布特征,分析酸雨区月、季和不同降水量等级下酸雨变化特征,探讨该区域酸雨的成因。结果表明：2012-2017年京津冀区域酸雨污染面积呈下降趋势,2012-2014年重酸雨区和2012-2013年酸雨频发区主要分布在承德、唐山、秦皇岛三市交界;2017年酸雨区面积（占比为15%）和酸雨频率多发区以上面积（占比为17%）比2012年分别减少了63%和52%;较弱酸雨频率出现最高,83%的特强酸雨出现在2012年和2013年。酸雨区秋季平均降水pH值最小,酸雨频率最高,秋季酸雨污染最为严重;冬季空气中污染物增多导致降水K值增大。中雨量级的平均降水pH值最小,小雨量级酸雨出现次数占比和降水K值最大;暴雨过程后减轻酸雨污染的程度。2011年后NO_x排放量超过了SO₂排放量,酸雨污染由"硫酸-硝酸型"逐步向"硝酸型"转变;减少SO₂和NO_x排放是降低京津冀区域酸雨污染的重要举措。     

嵌套网格空气质量预报模式系统的发展与应用

主要综述中国科学院大气物理研究所自主开发的嵌套网格空气质量预报模式系统(NAQPMS,Nested Air Quality Prediction Modeling System)的历史发展与应用情况.模式发展伊始为欧拉污染物输送实用模型,利用其研究东亚硫氧化物的跨国输送问题,得出中国对于周边国家的输送量不大的结论; 在系统中嵌入适合东亚的起沙机制模块,用来模拟沙尘发生、输送及沉降等过程,估算亚洲大陆沙尘气溶胶对海洋地区的输送与沉降通量,为研究海洋生物地球化学循环提供基础数据; 利用该系统研究沙尘及其土壤粒子对酸雨的中和作用,发现沙尘输送对东亚酸雨的分布影响很大; 发展城市尺度高分辨率气象和空气质量预报技术,使模式水平分辨率达到500 m,并应用于台北高浓度臭氧和PM10的模拟; 研究和集成区域及城市尺度大气污染预报理论和模拟技术,研制成目前的嵌套网格空气质量预报模式系统,以探讨不同尺度各种污染(如沙尘暴、城市光化学烟雾、酸雨、高浓度悬浮颗粒物等)的变化规律.在模式系统中初步建立资料同化模块,开展大气化学成分及沙尘输送模拟的资料同化研究.系统已经在北京、上海、深圳、郑州等城市环境监测中心实施空气质量的实时预报.未来,系统将集成到全球环境大气输送模式(GEATM),以实现从城市群到全球具有双向耦合功能的模式系统.     

中国沿海城市的气块后向轨迹分析

该文讨论了大连、青岛、上海、福州、厦门和广州６个沿海城市的气块长距离后向输送轨迹。输送层假设在１５００ｍ上，计算了１９８５年１、４、７、１０月份的轨迹，轨迹分析得出：（１）气块后向轨迹与天气形势和季节有关，且南北方有差异；（２）北方沿海城市的７２小时气块后向轨迹输送距离要比南方沿海城市远些。     

中国沿海城市的气块后向轨迹分析

该文讨论了大连、青岛、上海、福州、厦门和广州６个沿海城市的气块长距离后向输送轨迹。输送层假设在１５００ｍ上。计算了１９８５年１、４、７、１０月份的轨迹。轨迹分析得出：①气块后向轨迹与天气形势和季节有关，且南北方有差异；②北方沿海城市的７２小时气块后向轨迹输送距离要比南方沿海城市远些。     

杭州地区酸雨分布特征及影响因素

利用2009年7月至2012年6月杭州地区7个观测站的酸雨资料并结合探空及大气成分资料,分析近3年来杭州地区的酸雨变化和分布特征,研究了气象条件和大气污染物对酸雨的影响。结果表明：杭州地区近3年降水平均pH值在437~523之间,酸雨污染空间上呈现“西重东轻”的格局,降水酸度和酸雨频率均呈现小幅波动且变化趋势不明显。酸雨污染总体上夏季最轻,秋冬季最严重,春季次之。降水量与pH值和电导率的关系各站不一,其中临安、淳安、建德和富阳等地的降水pH值与降水量成正比,杭州和桐庐相关变化关系不明显。萧山比较特殊,各地降水电导率与降水量均呈反比; 在850 hPa偏北风的输送影响下, 降水酸度及电导率较高;降水pH值与最低层逆温的高度成正比,与逆温的厚度成反比,强酸雨时在降水前半段均伴随较严重的灰霾天气,逆温对降水电导率的相关关系不是很明显; 污染物SO2、NO2、PM10、PM25的浓度与降水pH值呈负相关关系, 说明近地层污染物浓度对降水酸度有重要影响。     

太行山东部两次典型酸雨天气过程对比分析

针对太行山东部地区2008年4月出现的2次酸雨天气过程,利用表征大气热力和动力学物理量对其进行分析,结果表明:弱酸雨天气太行山区为强盛的上升运动所控制,上升运动可达200 hPa,致酸污染物可通过垂直运动向外扩散。强酸雨天气中低层为下沉运动,抑制了污染物的扩散。强酸雨区域处于850 hPa全风速的最大值轴线的右前方,该处为下沉气流控制,不利于致酸污染物的扩散。两次酸雨过程低层均为对流性不稳定,但强酸雨日假相当位温垂直变率明显小于弱酸雨日垂直变率,且中高层与弱酸雨日相比为稳定性层结。     

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。     

大气中对称不稳定机制的动力学分析及暴雨的分析与预报

用气块法从力学角度对对称不稳定机制及在对称不稳定条件下产生的环流进行分析，更全面地定义了对称不稳定及它的产生机制和中尺度环流形成的过程。对暴雨个例诊断分析表明，有些强降水区在降水前和降水过程中存在着不对称不稳定，说明对称不稳定条件下形成的环流对暴雨有引发和加强作用。在以往研究原基础上，总结出了利用常规观测资料分析对称不是否存在，及其能量大小的方法，用它来预报是否降水及降水的强度，从而提高降水预报准确率。     

一次浮尘源地及其三维路径的计算

应用三维风场,借助计算气块路径的方法,对一次沙暴天气引起的浮尘飘移,进行了逆向追踪计算,得出了浮尘源地的位置和浮尘飘移的三维空间路径。经与天气实况对比,两者基本相符。这对于预测大气中污染物的飘移和确定污染源的位置,具有实际意义。     

台风罗莎引发上海暴雨大风的特点及成因

针对受0716号台风罗莎影响产生的上海大暴雨和大风过程的特点及成因,利用上海地区地面 自动气象站和高空加密观测资料,结合天气图、NCEP再分析资料、卫星和雷达资料进行分析 。结果表明：台风罗莎对上海造成的降水分两阶段：第一阶段是台风外围云系发展成中小尺 度的云团产生的强降水,第二阶段是冷空气与台风结合的稳定降水。冷空气侵入时间与上海 降水开始时间非常吻合。台风北侧副热带高压带减弱,对流层中高层转南风,加之台风本身 蕴涵的丰富水汽,为台风外围强降水的发展和维持提供了深厚的热力和水汽供应;干冷空气 南下和台风外围暖湿气流北上使辐合加强,为激发台风外围中尺度对流云团提供了动力抬升 机制。由于冷空气浅薄,台风中高层的环流结构没有被冷空气破坏,使得底层的冷空气较长 时间维持在上海附近,是上海长时间发生强降水而导致暴雨的主要原因。     

“0185”特大暴雨的诊断分析

对2001年8月5日上海地区的特大暴雨进行了诊断分析。分析表明热力、水汽条件在降水开始前24小时有一定的反映，水汽输送在上海已有大中心形成；动力条件在降水开始前12小时有所反映，中低层大的正涡度中心已移到上海及其附近地区，使上海的不稳定能量得到释放，产生了特大暴雨。另外，中低层的大的正涡度和高空的涡度集中在非常窄的同一地区，是产生特强降水的原因之一。     

湖北省2007年酸雨特征及其与气象污染条件的关系

利用湖北省32个气象酸雨监测站的酸雨监测资料及相关气象资料对2007年湖北省酸雨特征及其与气象污染条件的关系进行了分析。结果表明：2007年湖北省年均降水pH值为4．47,年酸雨发生频率为71．5％,各酸雨监测站年均降水K值（电导率）在19．3-106．1μs／cm之间,降水强度、逆温及大气中酸性气体的浓度对酸雨强度及发生频率有明显的影响。此外,根据湖北省大气污染的实际情况提出了酸雨防治的相关对策。     

引发四川盆地西南地区暴雨的高原涡特征分析

为进一步认识高原涡对盆地西南地区暴雨过程的影响,总结该区域暴雨预报经验,本文利用2001～2011年高原涡切变线年鉴、MICAPS实况天气图、盆地西南地区气象站日降雨量资料以及NCEP再分析资料,对引起盆地西南地区暴雨过程的高原涡特征进行总结分析,得到结论:1)引发盆地西南地区产生暴雨量级以上降雨的高原涡过程多发生在每年7月;高原涡东移将对盆地西南地区产生明显降雨;48小时后大部分高原涡减弱消失,少数继续东移或东南移;2)引发盆地西南地区产生暴雨的高原涡通常是暖性高原涡,高原涡东移48小时后有明显的冷平流入侵转变成斜压性低涡;这一类高原涡常常与高原切变、西南低涡、副高、低空急流以及南亚高压等影响系统相配合,共同作用产生一次暴雨过程;3)引发的盆地西南地区暴雨的高原涡过程的温湿场特征为:500hPa高原东部到盆地上空的大气高温高湿的特征明显,700hPa和850hPa盆地高温高湿,同时垂直上升运动旺盛且随高度向北倾斜。      

输送对区域本底站痕量气体浓度的影响

利用HYSPLIT4轨迹模式计算了临安、上甸子和龙凤山区域大气本底站2005年7月-2007年6月的气块后向轨迹, 并通过聚类分析取得了各站点平均轨迹的空间分布和季节变化等结果。将各站点同期观测到的O₃, SO₂, NO_x和CO浓度通过滑动平均法去除季节变化, 取得其短期变化信号, 并将轨迹与这种短期变化信号对应, 比较真实地反映了排放源空间分布和轨迹移动特性对污染物浓度的影响。研究结果表明:移动高度高、速度快的气块不利于污染物积累, 对站点污染物起清除作用。但个别来自高空的轨迹会将富含O₃的气块输送到地面, 从而使站点O₃浓度升高。各站均有大约50%~60%的轨迹输送污染气块, 导致站点气体浓度升高。临安站的污染主要来自S-SW和N-SE扇区; 上甸子站的污染最主要来自SE-SW扇区, 其次来自N-SE和W-N扇区; 龙凤山的污染主要由来自S-WSW扇区。     

2006年“珍珠”台风影响期间福建省降水酸度分布特征分析

利用2006年"珍珠"台风影响福建省期间的酸雨监测资料和新一代天气雷达回波资料,对城市降水酸度分布特征及福州市短时段降水酸度进行分析,结果表明:来自海上的台风降水呈偏碱性;登陆后台风对福建省城市降水酸度的影响与其螺旋雨带上降水云团的移动路径及城市周边污染源分布有关;"珍珠"台风的短时段降水酸度并非保持恒定,对福州市降水酸度的影响会随着台风强度、风场结构的变化及螺旋雨带上降水云团途经下垫面城市大气污染排放状况而发生改变.     

影响上海市空气质量的地面天气类型及气象要素分析

地面天气形势及气象要素的变化在空气污染潜势预报中具有很好的指示作用。利用天气学原理将地面天气系统进行分型,探索研究不同地面天气类型对上海空气质量变化的影响。整理、分析2003—2005年地面天气类型和气象要素与空气质量的关系,发现:(1)上海秋冬季以大陆冷性高压系统移动为主,而夏季主要以副热带高压和台风影响为主,春季是冬季与夏季之间的过渡,天气系统转换较为频繁。(2)春、秋、冬季易引起上海市空气污染的天气类型有L型高压、高压、高压前和均压场4种地面天气类型,与空气质量优等级相对应的天气类型是低压槽、高压底和高压后。夏季空气质量优等级对应的天气类型主要有台风、高压(副高)和低压槽。(3)秋冬季节典型天气过程一般经历高压前(或冷空气)→L型高压→高压→高压后(或高压底)→低压槽的转换,PM10浓度变化也表现为先升后降。(4)气象要素的变化也与空气污染存在密切联系,气压与空气污染物的关系为正相关,而气温、相对湿度和风速与空气污染物浓度呈负相关。     

广州酸雨观测站2008年-2012年酸雨资料分析

利用广州酸雨观测站2008年-2012年的酸雨观测数据,分析广州市年、月、季平均酸雨pH值及酸雨发生频率,并对广州市酸雨变化情况进行分析总结,结果表明：五年中广州的年酸雨平均pH值为4.48,年平均发生频率为75.8％.年平均酸雨最大pH值为4.67,年平均酸雨最小pH值为4.22.酸雨发生频率最高是2009年,为95.9％,最低则是2012年,为82.3％.按照酸雨PH值标准划分来看,2008至2010年年平均pH值属于较强酸性降水,而2011至2012年年平均pH值属于弱酸性降水.月平均酸雨最大pH值出现在11月,pH值为4.71,月平均酸雨最小pH值出现在2月,pH值为3.29;而酸雨频率月变化则可以看出6月份酸雨发生频率最高,为90.4％,而10月份酸雨发生频率最低,为44.0％.按季节分析,广州市秋季降水pH值最高,冬季降水pH值最低,秋季出现酸雨频率最小,冬季出现酸雨频率最大.四季轻雾日数与降水pH值呈显著的负相关,与酸雨频率呈显著的正相关.对风速与酸雨平均pH值分析,说明风速增大时,容易造成外来污染物的入侵,使污染加剧,酸雨平均值减小,酸雨频率增大.而雨量的变化对四季酸雨平均pH值有着显著的影响.