1993—2006年中国区域酸雨变化特征及成因分析

中国气象局酸雨站网始建于1989年,最初仅有22个。1993—2005年,一直维持在85至88个,经2006和2007年两次扩建达到294个站。考虑到资料的连续性,本文是以80多个酸雨观测站有系统观测以来(即近14年)的酸雨观测资料为基础,经过客观统计分析,得出中国酸雨的时空变化特征。总的来说,中国酸雨区主体位于长江以南的广大地区,北方也存在小范围的酸雨区。从全国来看,酸雨发生范围总体上呈扩大趋势,北方酸雨发生范围扩大明显,南方基本保持不变;而且,酸雨污染重灾区由西南逐步转移至华中和华南中部。就酸雨强度而言,1993—1998年是最强阶段,1999—2002年强度有所降低,2003—2006年酸雨强度重又持续加强,到2006年已达到1993—1998年的平均水平;另一个显著特点是北方酸雨强度加强非常明显。对于中国区域降水酸度变化的成因,本文利用中国SO2排放量的变化和大气成分本底站降水化学的监测资料进行了分析和阐述。     

2007年中国区域性酸雨的若干特征

 基于中国气象局1993-2007年的酸雨观测站资料, 着重分析了2007年中国区域酸雨的特征,并和近十几年来我国区域酸雨的变化特点进行对比。与过去十几年相比,2007年全国区域酸雨的特点如下：1) 我国位于长江以南的酸雨区范围基本保持不变,但南方部分站点的酸雨强度达近十几年来的最高值;2) 我国北方尤其是华北部分地区的降水酸化明显,部分省市站点的酸雨频率和强酸雨频率达近15 a来的最高值;3) 2003-2007年,全国年均酸雨日数和酸雨量与总降水量的比值逐年上升,且增幅较为明显。2007年全国平均酸雨日数为1993年有系统观测数据以来的最高值。     

西南地区酸雨时空分布特征研究

利用中国气象局酸雨观测网西南地区四川、重庆、贵州、昆明、西藏五省、市、自治区17个酸雨观测站1993—2004年的观测资料．研究了西南地区降水pH值、酸雨频率及降水电导率时空分布特征。分析结果表明,红原、拉萨、甘孜极少出现酸雨;重庆酸雨频率最高,遵义降水pH均值最小,降水酸性较强;酸雨年际变化有降低趋势;酸雨强度及频率存在明显的月际变化,变化接近U型分布,并且与降水量成正相关。西南地区的酸雨污染仍很严重。     

近5a江苏省苏南五市酸雨分布特征分析

统计江苏省苏南地区南京、镇江、常州、无锡和苏州5市7个酸雨监测站2007年1月至2011年12月的酸雨监测资料得到:(1)酸雨发生频率以东山最高,南京最低;2011年最低,2009年最高。强酸雨发生概率以东山最高,溧阳最低;3站同时出现强酸雨的概率最高,7站同时为强酸雨的仅2009年2月22日1 d。(2)四季均为酸性降水;酸雨强度以东山最强,溧阳最弱。2011年呈弱酸性,其余3 a呈强酸性。     

1992-2006年河南省酸雨分布特征分析

利用南阳、商丘和郑州3个观测站1992-2006年酸雨观测数据进行统计,分析其15 a来年际、季节变化特征。结果表明：1992-1995年间,3站酸雨发生频率、降水年均pH值和酸雨雨量与全年雨量比值均呈现减弱趋势,1998-2006年间均出现加强趋势,且在期末明显变强;酸雨频率1、9和12月出现高值,pH值在9-12月份出现低值;1992-2000年由南到北酸雨区域逐渐变小,2000年后由南到北、由西到东酸雨区域迅速扩大。     

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。     

太原酸雨特征分析

本文利用太原市的1993年-2003年的酸雨观测资料，计算了近十年的酸雨率、酸雨PH年平均值等反应酸雨强度的参数，分析了酸雨强度的变化；统计并绘制了酸雨季节分布图，描述酸雨特征并分析了造成酸雨降水的原因。结果表明太原市近十年来酸雨率呈曲折式上升趋势，酸雨强度有小幅度的季节变化，特别是近几年酸雨率及强度呈直线上升趋势，酸雨对太原市将造成一定的危害。     

1951—2017年冬季中国南方持续性冰冻雨雪事件的气候特征及其与环流异常的联系

采用1950—2018年中国753站逐日气温和降水资料及NCEP/NCAR逐日再分析资料,确定了1951—2017年冬季中国南方强持续性冰冻雨雪事件,并对其时空特征、区划及事件爆发日的环流特征进行分析。结果表明：1）中国南方持续性冰冻雨雪事件存在显著的2～3 a周期变化,且1985年前后发生了突变,虽然近年来其强度呈显著减弱趋势,但仍然发生了多次强持续性冰冻雨雪事件;2）持续性冰冻雨雪事件在中国南方中西部发生频次高、持续日数长,在中国南方中东部则强度更大;3）中国南方37次强持续性冰冻雨雪事件可划分为华中型、华南型和西南型3类;4）3类持续性冰冻雨雪事件爆发日,欧亚大陆500 hPa位势高度异常呈现北高南低,蒙古高压显著偏强、中心南进,该配置有利于北方冷空气向南输送,且南支槽显著加深,水汽向北输送活跃。三者的不同之处在于蒙古高压强度及影响范围存在差异,其中西南型最强、范围最大、南伸显著,华南型次之;华中型、华南型的水汽输送受南支槽和副热带高压共同影响,而西南型的水汽输送仅受南支槽调控。     

与2003年梅雨期西太副高东西向运动有关的热带上空东风带扰动的结构和演变特征

利用NCEP/NCAR 1 000～10 hPa 2.5 (×2.5 (的再分析资料,分析了与西太平洋副热带高压(简称西太副高)东西进退相关系的热带对流层上空东风带扰动(简称EV)的结构和演变特征.结果表明:西太副高与其南侧的东风带扰动存在同时西进的过程,当西太副高南、北两侧的东、西风带上的扰动在相向运动中抵达同一经度上时,西太副高出现异常东退.热带对流层上空东风带扰动为中高层天气系统,它从对流层中层伸展到50 hPa高度附近,在200 hPa上表现得最为明显,在热力场上表现出"上暖强下冷弱"的垂直分布特征;在西太副高东退时,东风带扰动东西侧的辐散效应和垂直运动的性质发生了显著变化,东风带扰动中心附近的垂直速度场出现从上升运动到向下下沉运动转化的过程.     

COMPARISON OF THE EFFECTS OF ANOMALOUS CONVECTIVE ACTIVITIES IN THE TROPICAL WESTERN PACIFIC ON TWO PERSISTENT HEAVY RAIN EVENTS IN SOUTH CHINA

The different effects of anomalous convective activities in the tropical western Pacific on two persistent heavy rain events in South China in 2005 and 2006 have been compared in this study. The dataused consist of NOAA Outgoing Longwave Radiation (OLR) data, the NCEP-NCAR reanalysis and precipitation from meteorological stations in South China. Results show that the persistent heavy rain in 2005 was related to the 10-25-day westward propagation of convective activities in the tropical western Pacific from about 150 °E. The physical mechanism is interpreted as a Gill-type response of subtropical anticyclone westward extension during weak convective activities period over the Philippine Sea. Our researches also show that the persistent heavy rain in 2006 has longer period than that in 2005, and the subtropical anticyclone persists westward in the earlier summer which is possibly related to the lasting anomalous strong convective motion in the southern branch of Intertropical Convergence Zone (ITCZ) in the tropic western Pacific. The anomalous convective activities affect the local Hadley circulation over the western Pacific with anomalous ascending motion south of the equator and anomalous descend motion north of it, in favor of the westward extension of the subtropical anticyclone for a long time. Comparison between the two persistent heavy rain events indicates different physical effects of convective activities in the tropical western Pacific, though both effects are helpful to the subtropical anticyclone westward extension as a common character of large-scale circulation backgrounds for persistent heavy rain events in South China.     

2006—2019年山西省酸雨变化特征分析

利用2006-2019年山西省五台山、大同、太原、长治、侯马5个站酸雨观测资料,分析山西省不同时间尺度上酸雨次数和频率、降水pH、电导率K值的变化以及空间分布特征,不同酸度各雨量等级酸雨频率变化特征。结果表明：2006-2019年山西省酸雨次数和酸雨频率均呈下降趋势,年平均pH值范围为5.43-6.49,年平均电导率K值范围为73.4-120 μs·cm^-1;四季中,秋季平均pH最小,为5.70,春季最高,为6.11,电导率K值春季较高;各月相比,9月酸雨pH值最低,为5.58,4月最高,为6.20,月平均酸雨频次和降水pH值呈负相关,相关系数R为0.96。各站相比,太原降水年平均pH以及电导率K值均显著高于其他城市,酸雨pH值依次为太原（6.90）>长治（5.95）>大同（5.71）>侯马（5.57）>五台山（5.55）。不同等级降水酸雨发生频率差别较大,小雨（1.0-10.0 mm）时酸雨发生频率最大,强酸雨和弱酸雨频率分别为54.9%和67.0%,当降水量超过10.0 mm以后强弱酸雨发生的频率均随降水量增加而减小。     

中国低温雨雪冰冻灾害危险性评估与区划

利用1960-2009年全国542个站点的常规气象观测资料,从灾害成因角度筛选评估指标,建立灾害危险性评估的气象指标体系,基于不同强度频率的评估思路构建综合危险性指数,对中国低温雨雪冰冻灾害危险性进行评估和区划.结果表明:(1)中国大部地区属于低危险区,高危险区主要集中于黑龙江—吉林—辽宁东部—内蒙古东部、新疆北部、青海南部—西藏东北部—甘肃南部.南方绝大部分地区均处于极低危险区.(2)南方地区内部相对高危险区主要集中在四川中南部—云南东北部—贵州西部、湖南东部、安徽南部—江西北部、河南北部.(3)高危险区的分布与地形、纬度均有着密切的关系.     

2006-2010年南宫酸雨变化特征及影响因素

利用2006-2010年南宫酸雨观测资料和地面资料、结合邢台探空资料及天气形势,采用数理统计方法,分析南宫酸雨变化特征及不同气象条件对酸雨的影响。结果表明：近年来南宫降水平均pH值均小于4.70,酸雨频率大于50%,属于重酸雨区或较重酸雨区。降水酸性在夏秋两季较强,而酸雨出现频率则在秋冬两季较大,降水电导率冬季最大。南宫酸雨多出现在主导风向为偏东风、静风及北-西北风|高空天气系统为切变线时,酸雨及强酸雨频率随降水量级增大而增大|酸雨强度随相对湿度和逆温增加而增强。     

2006—2010年南宫酸雨变化特征及影响因素

利用2006—2010年南宫酸雨观测资料和地面气象资料,结合邢台探空资料及天气形势,采用数理统计方法,分析南宫酸雨变化特征及不同气象条件对酸雨的影响。结果表明：近年来南宫降水平均pH值均小于4.70,酸雨频率大于50%,属于重酸雨区或较重酸雨区。降水酸性在夏秋两季较强,而酸雨出现频率则在秋冬两季较大,降水电导率冬季最大。南宫酸雨多出现在主导风向为偏东风或静风及北—西北风;高空天气系统为切变线时,酸雨及强酸雨频率随降水量级增大而增大;酸雨强度随相对湿度和逆温增加而增强。     

两广大陆地区酸雨的时空分布规律和化学特点

自１９８８年１月至１９８９年１２月，建立了一个包括７０个监测点的酸沉降测网，进行了常规的干，湿沉降同步观测，获得了大量的监测数据，结果表明：两广地区大面积出现酸雨，酸雨污染较严重地区是广东省粤北和珠江三角洲及广西的“汀桂走廊”。这些地区经济发展迅速，又是ＳＯ２，ＮＯｘ排放量较多的地区。降水酸度季节分布明显，即：春季＞冬季＞秋季＞夏季。降水中主要离子是Ｃａ＾２＋，ＮＨ＾＋４和ＳＯ＾２－４，化学组成以     

近几十年来冻雨时空分布特征分析

利用EC再分析资料和中国台站资料,本文分析了1978-2002年53次低温雨雪冰冻事件中的冻雨过程,确定了冻雨易发区域,并讨论了其强度变化特征.结果表明近几十年来冻雨强度呈现明显下降的趋势,且1990年是其强度变化的突变点.其次,比较了衡量冻雨强度变化的两种常用指标:冻雨发生的站次数及冻雨事件的持续时间,分析显示它们之间存在显著的相关,即两种方法衡量在冻雨强度方面是等效的.最后,通过对53次事件中的温度层结及环流形势进行合成分析和经验正交分解(EOF),揭示了逆温层不但是冻雨发生的必要条件,而且也是冻雨强度发展的调节器.     

1993—2004年华东部分地区酸雨的时空分布特征及其与气象条件的关系

分析华东地区15个酸雨观测站的1993—2004年数据资料,结果显示华东地区的酸雨灾害在全国范围内较为严重,其中以长江以南的浙江、福建地区尤为突出.1993—2004年华东地区降水的酸度呈现出先减轻后加重的趋势.降水量是影响华东酸雨的电导率和pH值的重要因素.pH值季节变化由高到低为夏、秋、冬、春,酸雨频率随季节的变化不显著.对同期15个观测站的电导率变化的分析显示,12年间华东地区降水的电导率呈现先稳定后变幅增大的趋势,降水酸度和电导率的年际变化存在显著的正相关关系.应当对影响降水酸度和电导率的相关大气成分加强监测与研究.     

西南地区酸雨时空分布特征研究

利用中国气象局酸雨观测网西南地区四川、重庆、贵州、昆明、西藏五省、市、自治区17个酸雨观测站1993~2004年的观测资料,研究了西南地区降水pH值、酸雨频率及降水电导率时空分布特征。分析结果表明,红原、拉萨、甘孜极少出现酸雨;重庆酸雨频率最高,遵义降水pH均值最小,降水酸性较强;酸雨年际变化有降低趋势;酸雨强度及频率存在明显的月际变化,变化接近U型分布,并且与降水量成正相关。西南地区的酸雨污染仍很严重。      

广东省1999—2013年雷电活动特征的分析

以1999—2013年广东省雷电定位资料作为数据来源,采用数理统计方法、Sql server数据库技术和GIS技术,统计分析雷电时空分布特征。研究表明,全省雷电活动频繁,规律性强,每年有数百万次雷电发生,具有明显的区域性特征。以广州为中心的珠三角区域和湛江局部地区雷电密度分布密集,粤东和粤西则分布相对稀疏,全省平均雷电密度为16.25次/(km2·年),其中广州最高,达30.96次/(km2·年),韶关最小,为9.52次/(km2·年);全省平均雷电流为25.29 k A,其中珠海最高,达33.7 k A,湛江最小,为22.3 k A;月分布主要集中在5—9月,占总数的89.5%,时段分布则在午后至傍晚13:00—19:00,占总数的62.0%。闪电以负闪为主,占93.01%,正闪占6.99%。     

2010年前汛期末华南西部和东部暴雨对比分析

2010年前汛期末期华南出现暴雨过程,暴雨在华南西部与东部有区别,利用NCEP再分析资料和常规观测资料,分析此次暴雨特征与机理。结果表明：对华南整体而言暴雨期间高层受南亚高压东南伸弱脊辐散区影响;中层副热带高压西伸脊先东退、后西伸;暴雨区位于低层相当位温锋区南侧、气流辐合;边界层偏南风急流形成后暴雨发生。分区而言,华南西部两次出现各持续1 d的多站点暴雨时期;每次暴雨站数明显增加之前低层能量大、中低层层结不稳定且整层大气可降水量大;两个多站点暴雨日期之间边界层中尺度偏南风急流有两次明显减弱,低层水汽辐合与上升运动发生明显中断。华南东部多站点暴雨只出现一次但持续3 d,虽然在暴雨前期3个指数条件都没有西部两次暴雨前期好,但是连续3 d多站点暴雨期间较大尺度偏南风边界层急流基本维持,低层水汽辐合与上升运动没有发生明显中断,导致了东部暴雨站点多、强度大、持续时间长。因此对于华南前汛期暖区暴雨而言,边界层偏南风急流的生消活动与水平尺度均很重要。