2006年大连沙尘天气机理分析

应用颗粒物质量浓度、降尘、卫星遥感以及激光雷达气溶胶消光系数监测等资料分析,结合沙尘天气物理量场分析,揭示出大连沙尘天气特征和动力机制.结果显示,沙尘天气空气中可吸入颗粒物浓度显著增高,沙尘对空气中总悬浮颗粒物浓度有显著贡献,并且增加城市的自然降尘量.经过大连上空传输的沙尘高度一般在4km以下,普遍分布在1～3km之间;沙尘气溶胶消光系数最大值超过2.0km-1;沙尘影响地面时,近地面附近气溶胶消光系数超过0.5km-1,强沙尘过程超过1.3km-1.大连的沙尘天气是在高空西风或西北风急流对沙尘的搬运前提下产生,大连附近锋面后部的下滑运动是地面沙尘浓度增高的主要原因;锋后下滑气流越强,地面沙尘污染越重.     

2017年5月长三角地区一次沙尘重污染天气成因分析

利用地面污染物监测数据、常规气象数据,ECMWF再分析数据以及L-波段无线电探空数据,并结合后向轨迹模型,对2017年5月长三角地区的一次沙尘重污染天气过程进行成因分析。结果表明:此次沙尘重污染过程是天气系统、地面及边界层气象条件共同作用的结果。东亚大槽东移、冷空气南下并配合地面高压的发展使河西走廊、宁夏大部、内蒙古西部出现沙尘天气,为后期长三角地区沙尘的输送提供了沙源; 850 h Pa上较大的风速为上游沙尘源区向下游长三角地区输送提供了通道;高压中心的下沉运动和白天增强的热对流活动使得高层沙尘影响地面具备了足够的动力条件;当沙尘抵达长三角上游地区后,不断减弱的冷空气和趋于静稳的近地面形势不利于污染物扩散,加剧了此次污染过程。     

一次重雾霾天气成因及湿清除特征分析

为了深入了解发生在武汉地区一次重雾霾天气过程的气象条件、污染源和污染物的湿清除特征,本文利用空气质量监测资料、地面观测资料和遥感火点监测资料和实测雨滴谱资料,详细分析了这次过程。结果表明:此次持续10 d的重雾霾天气过程发生在高压天气系统和静风条件下,辐射降温形成的稳定逆温边界层结构有利于污染气溶胶的积累和雾霾的形成和发展,尤其是来自南方持续不断的湿平流使雾霾天气得以长时间持续和发展,整个雾霾天气期间能见度均小于2 km,最低能见度不足50 m。2014年11月23~24日降水过程对此类污染物有明显的清除效果,清除率最高的是颗粒物污染,NO_2、SO_2和CO次之,最差的是O_3,通过与Scott(1982)按平均碰并系数E(E=0.65)得到的清除率和雨强的关系比较,武汉地区稳定性降水对气溶胶的平均碰并系数可取0.25~0.35。     

京津冀地区一次强沙尘天气过程的成因及特征

利用常规污染物监测资料、卫星资料和再分析资料等,对京津冀地区在2017年春季遭遇的一次强沙尘天气过程进行分析。结果表明,此次过程是由地面冷锋过境,高空槽后冷空气持续补充引起,沙源地主要位于巴丹吉林、腾格里沙漠,随后以西北路径输送至京津冀地区。前期沙源地感热通量迅速增大,与中低层冷平流叠加,导致不稳定层结增强,助于起沙;高空强风速带加强并向下延伸,中低层次级环流发展,不但使沙尘传输并下降至地面,而且使高层高动量和高位涡冷空气下传,促进低空急流形成、低层系统发展,使大风及沙尘天气维持;沙尘过境时,地面至4 km高度存在沙尘型气溶胶,PM_(2.5)和PM_(10)浓度变化趋势较一致并达到重度污染水平,且气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)与空气质量指数(Air Quality Index,AQI)具有较好的时空匹配关系,重污染时段AOD值大于1,污染减弱时AOD值降至0.6以下。     

2006年4月11～12日平顶山市沙尘天气中尺度动力机制分析

利用NCEP再分析资料(水平分辨率1°×1°)和同时间的探空、地面资料,分析了2006年4月在平顶山市出现的沙尘天气过程的天气气候背景、影响系统及这次过程的演变和动力机制,结果发现:这次天气过程的主要影响系统是强冷空气和蒙古气旋,强冷平流一方面使低槽、冷锋东移南压,另一方面与暖平流共同作用促进蒙古气旋的发展,造成平顶山市这次沙尘天气过程;沙尘上空螺旋度垂直分布及演变与沙尘天气的出现有一定的对应关系;高低空急流的稳定维持产生两个独立的次级环流,在直接环流北分支的下沉运动有利于高空急流动量下传,促进对流层中低层风力加大,冷锋南压,触发不稳定层结大气,驱动这次天气过程的发生、发展。     

2006年4月11～12日平顶山市沙尘天气中尺度动力机制分析

利用NCEP再分析资料(水平分辨率1°×1°)和同时间的探空、地面资料,分析了2006年4月在平顶山市出现的沙尘天气过程的天气气候背景、影响系统及这次过程的演变和动力机制,结果发现:这次天气过程的主要影响系统是强冷空气和蒙古气旋,强冷平流一方面使低槽、冷锋东移南压,另一方面与暖平流共同作用促进蒙古气旋的发展,造成平顶山市这次沙尘天气过程;沙尘上空螺旋度垂直分布及演变与沙尘天气的出现有一定的对应关系;高低空急流的稳定维持产生两个独立的次级环流,在直接环流北分支的下沉运动有利于高空急流动量下传,促进对流层中低层风力加大,冷锋南压,触发不稳定层结大气,驱动这次天气过程的发生、发展.     

2018年春季北京一次沙尘天气边界层特征及来源分析

2018年3月27-28日,内蒙古中东部、中国东北地区、华北等地出现一次大范围沙尘天气。28日凌晨,沙尘进入北京,受此影响北京出现了严重的污染天气。本文利用中国气象局地面常规观测资料、气溶胶激光雷达、风廓线雷达资料、生态环境部大气成分等资料分析了北京沙尘天气前后边界层特征、沙尘来源以及沙尘天气前后大气污染特征。结果表明：此次沙尘天气期间,北京沙尘气溶胶退偏振比约为0.25-0.40,退偏振比数据显示此次沙尘首先从高空进入北京,比地面提前6 h。此次影响北京的沙尘主要来自于北路,东路沙尘有一定补充;沙尘影响时段,北京Ca、Fe、Na、K、Mn等元素浓度显著升高,与该物质地壳丰度相当,污染物元素Cu、Zn、Pb、Cd、As等浓度有所降低,丰度远大于该物质在地壳中丰度。     

2020年5月上旬粤东异常高温过程分析

利用NCEP/NCAR再分析资料和粤东20个国家气象观测站常规气象资料对2020年5月上旬粤东地区出现的持续性异常高温天气过程进行分析。结果表明:(1)持续的强下沉气流是造成此次高温过程发生的主要原因,而南亚高压强度异常偏强、中心位置异常偏东以及西太平洋副高强度异常偏强、范围大为下沉气流的发生提供有利的大气环境背景场;(2)低层存在暖平流以及地面弱的风速使得粤东上空热量得以补充聚集,从而使得高温天气维持;(3)粤东地区上空存在高层辐合低层辐散的散度场抑制对流发生、较常年偏高的地表感热通量以及较常年偏低的潜热通量有利于近地面大气吸收更多热量,为高温天气的维持提供了另一有利条件。     

2011年6月7—8日平顶山地区高温天气过程的诊断分析

2011年6月7—8日平顶山市大部分地区出现了40℃以上的高温天气,尤其是8日平顶山地区7个站的自动观测站的最高气温都在40℃以上。利用NCEP再分析资料和常规观测资料对这次极端高温天气进行了分析,结果表明：这次高温天气过程的主要影响系统为700hPa上的暖脊和地面的暖低压,7—8日平顶山地区天空晴朗,辐射升温对高温天气的出现比较有利;物理量的诊断分析表明,出现高温天气时平顶山地区上空空气干燥并且有强烈的下沉运动和明显的暖平流,下沉增温和平流增温有利于高温天气的出现。     

一次中尺度对流风暴造成的内蒙古局地沙尘天气过程分析

利用气象信息综合分析处理系统（MICAPS）分析资料、NECP再分析资料、自动站观测资料、卫星红外云图、天气雷达资料等,对2018年初夏内蒙古锡林郭勒盟地区出现的一次典型局地沙尘天气过程进行了分析。结果表明：此次沙尘天气主要在高空冷涡环流背景下,由低层切变触发的强对流风暴造成,发生在强对流风暴的下沉气流中。沙尘发生时,地面气压从995.2 hPa跃升至1000.4 hPa,气温下降,风向从东北风（31°）突变为西北风（343°）。从天气形势看,在上冷下暖不稳定的大气层结状态下,对流云团发展旺盛,外流边界的强下沉气流促使地面形成大风,为此次短时沙尘天气提供了较好的动力条件。局地沙尘发生前,动力、热力条件有利于强对流天气的发生发展,高低层的辐散辐合、较强的上升运动及干燥的中层大气和下垫面,是局地沙尘天气产生的主要原因。     

2010年内蒙古中西部地区一次强沙尘暴的天气分析

文章对2010年3月19日发生在内蒙古中西部地区的一次强沙尘暴天气进行了分析,结果表明,此次强沙尘暴是北路强冷空气引发的锋后西北大风沙尘暴天气过程,不断加强的蒙古冷高压和地面冷锋入侵是沙尘暴爆发的动力机制,强烈地上升运动和暖平流使得沙尘暴发生前内蒙古中西部地区上空积累了大量的不稳定能量,高空冷平流的侵扰促使不稳定能量释放,沙尘天气爆发。此外,高空急流的维持促使低层风速明显加大,有利于沙尘天气发展。沙尘暴发生前在对流层中层出现了逆温层,伴随着沙尘暴的发展,对流层中低层形成了深厚的混合层。沙尘天气结束后,大气层结趋于稳定。     

武汉地区连续两次严重雾霾天气成因分析

利用环境污染物监测资料、气象实况资料、NCEP再分析资料、MODIS火点监测和气溶胶光学厚度资料以及轨迹模拟模式等,对2012年6月11-12日(过程Ⅰ)和15日(过程Ⅱ)武汉地区连续两次严重雾霾天气的成因进行详细分析。结果表明,此次过程主要为地面秸秆燃烧形成的污染物随700hPa以下的水平气流进入武汉地区,在局地水汽增加、近地层维续上升、下沉运动联合配置,以及低层逆温和盆地地形共同作用形成雾霾天气。水平流场转变、气流抬升增强、相对湿度减小、下沉气流触地、逆温层顶下降均有利于能见度逐渐转好。过程Ⅰ和过程Ⅱ的不同在于过程Ⅰ结束后污染物没有完全沉积,局地污染物吸湿造成过程Ⅱ提前开始。     

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。     

格尔木地区一次沙尘天气过程分析

针对2014年4月30日的高空影响系统、水汽条件、环流形式、地面影响系统及其物理量等资料,从天气学角度对格尔木地区巴尔喀什湖冷槽型的沙尘天气过程进行分析,结合FY-2E、数值预报产品在此次过程中的应用,总结这次格尔木地区沙尘天气过程的主要特征和天气过程所表现的特点。     

2014.4.30格尔木地区沙尘天气过程分析

针对2014年4月30日的高空影响系统、水汽条件、环流形式、地面影响系统及其物理量等资料,从天气学角度对格尔木地区巴尔喀什湖冷槽型的沙尘天气过程进行分析,结合FY-2E、数值预报产品在此次过程中的应用,总结这次格尔木地区沙尘天气过程的主要特征和天气过程所表现的特点。     

西北地区一次沙尘天气的数值诊断分析

利用实况资料和WRF模式预报场.对2006年4月9～11日西北地区一次大范围沙尘天气进行动力诊断及数值模拟分析.结果表明;此次过程属于蒙古冷槽型,地面强冷空气的爆发直接导致了沙尘天气的发生,沙尘发生在冷锋后及锋面过境时;高空急流的发展、移动对沙尘天气有预示作用;沙尘发生区次级环流在过程发展中有明显变化,下沉气流和上升气流并存;有利的散度场促进了上升及下沉运动的加强;涡度场的变化影响蒙古气旋,对沙尘天气的发生发展有指示意义;稳定的大气层结和近地层较大的垂直风切变是两个特征;WRF模式对此次沙尘天气有较好的模拟能力.     

湖州市一次重度雾霾天气过程的特征分析

2015年1月22—26日湖州地区出现了一次严重的持续性雾霾天气过程,严重影响了该地区人们的生活健康。借助空气质量AQI数据、地面气象要素、探空站资料及卫星遥感数据分析了本次重污染过程的污染特征及其成因。结果表明:在弱高压控制下,地面风速较小,天气条件静稳,不利于污染物扩散,容易造成持续性重污染;中低层形成的逆温结构,使得这次雾霾天气过程能够维持;来自北方的污染物输入使本地空气质量状况更加恶劣,同时卫星遥感数据显示此次污染为区域性污染;大气混合层高度的变化对雾霾的发展变化有较好的指示作用,当混合层高度较低时,污染物在低层容易积聚,更容易造成较强的污染,可为雾霾的预报提供参考依据。     

不同动力热力条件下蒙古气旋引发沙尘天气过程的对比分析

通过分析不同环流背景下蒙古气旋引发的两次沙尘天气过程发现,大尺度环流形势500 hPa上的冷空气和冷涡主体的位置不同,造成地面蒙古气旋的强度和气旋的生命周期也有所不同;强的斜压大气有利于蒙古气旋的发展,斜压大气中的温度平流和涡度平流的输送促进了气旋的快速发展,伴随着地面温、压、风等气象要素的急剧变化,产生强沙尘天气过程;大气行星边界层稳定度的理查孙数(Ri)有可能较好地描述沙尘天气过程的强度,强的沙尘天气过程中,Ri小于1并持续较长时间,有利于动力乱流发展;弱的沙尘天气过程中,只有短时出现负Ri.因此,Ri的强度以及持续时间的长短可以作为沙尘天气预报中的一个参考的预报因子.     

西宁地区2012年秋末一次大风扬沙天气成因分析

利用micaPs平台,结合地面和高空常规气象资料,对西宁地区2012年11月2日出现的大风扬沙天气的环流背景和物理量场进行了分析,并探讨了此次大风扬沙天气的触发条件,得出:蒙古气旋与高原低涡合并发展和冷锋过境是这次大风扬沙天气的主要影响系统;高空急流是诱发该次大风扬沙天气的一个重要因子;温度平流的输送及次级环流的激发与此次沙尘天气从爆发到衰亡的发展过程有很好的对应关系,有利于诱发该扬沙天气。     

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。