丹东市区酸雨特征及其影响因素分析

利用2009—2013年丹东地区酸雨观测资料、高空和地面气象观测资料,分析了丹东市区酸雨的时空分布特征,采用相关分析方法分析了不同气象条件对降水pH值和酸雨频率的影响,以期为丹东市区酸雨的评估和预报提供科学依据。结果表明:2009—2013年丹东市区酸雨pH值空间分布较均匀,降水pH值和酸雨频率呈逐年升高的趋势,秋季降水pH值最低,且酸雨频率最高。不同级别降水量与降水pH值相关关系较大,雾有利于增强降水酸度。丹东市区出现酸雨的地面主导风向为偏南风,降水前期和降水期间地面风速对酸雨强度的影响存在明显差异;850hPa的24h变温、降水前12h的风向及降水时的风速对丹东市区降水pH值影响较大,酸雨的850hPa主导风为偏南风;逆温和K指数对酸雨污染有明显的影响。     

高低空风对重庆酸雨的影响浅析

利用2004～2007年重庆市沙坪坝区气象观测站地面平均风速实测资料、探空资料和酸雨资料统计分析了高、低空风对雨水酸化的影响.结果表明,高、低空风对重庆市降水酸化都存在一定的影响,其中地面风向风速和700hPa风向风速对酸雨的pH值和频率都有明显的影响;850hPa风向对酸雨的pH值和频率也有明显的影响,但850hPa风速对酸雨的pH值和频率的影响规律性稍弱.     

NCEP再分析资料与江西强对流探空资料对比检验分析

选取2000—2016年江西省南昌、赣州两站及其附近半径为50 km范围内的强对流天气过程个例,对比分析常规探空资料和NCEP再分析资料提取的温、湿、风垂直廓线及其输出量,检验NCEP再分析资料在江西省强对流天气分析的适用性。结果表明:1)NCEP再分析资料与探空资料温度差异非常小,500 hPa高度层以下露点误差也在1℃以内,而500 hPa高度层以上随着高度增加误差也明显的增大。基于温湿计算的大气能量物理量CAPE值可靠性较低,而基于中低层温湿条件计算的K指数和Δt_(850-500)参考性较高。2)NCEP再分析资料与探空资料的垂直风速切变基本在1 m/s之内,越往高层垂直风切变越小,差值在0.4 m/s以下。两种资料计算的高低层风垂直切变均拟合的非常好。3)NCEP再分析资料显示低层偏干而中层略偏湿,低层偏干使CAPE偏小,中层偏湿不利于产生雷暴大风、冰雹等强对流天气,降低了灾害性强对流天气产生的概率。边界层风场预报偏弱也会弱化强对流辐合触发的条件的分析。总体来说,两种资料的基本物理量以及一些输出量偏差较小,可用于江西省强对流天气的分析。     

850hPa东高西低型低空环流与江西降水的关系

利用常规高空探测资料,分析了2000—2012年4—6月850 hPa层位势高度差异常(上海宝山或大陈岛站850 hPa层位势高度值比贵阳站大7 gpm或以上)形势下低空环流与江西降水的关系。结果表明,这种形势下,700 hPa高度层上均有西南低涡活动。近50%的个例江西省上空850 hPa层出现风速16 m/s以上的低空西南急流,约40%的个例有切变线活动;若去除850 hPa无切变线影响和切变线出现较晚的情形,江西省出现10站以上暴雨过程的比例为85.7%。     

ENSO对江西省春季降水的影响

利用江西省83个站1970—2010年春季(3—5月)降水资料和NOAA的Ni觡o 3.4区海表温度资料,分析了ENSO事件对江西省春季降水的影响。结果表明,ENSO在衰亡年对江西省春季降水有显著的影响,ElNi觡o衰亡年春季江西地区降水偏多,易发生暴雨天气过程,江西北部和南部降水偏多最为显著;La Ni觡a衰亡年春季江西地区降水偏少,不易发生暴雨天气过程,江西东南部降水偏少最为显著。结合对应天气形势分析发现,El Ni觡o(La Ni觡a)衰亡年春季低层(850 hPa)南海的水汽输送偏强(偏弱)、上升运动偏强(偏弱)以及高层(200 hPa)辐散抽吸偏强(偏弱),是造成江西地区降水偏多(偏少)的主要原因。     

近11 a南京市酸雨变化及其成因分析

本文结合2003—2013年以来南京国家基准气候站的逐日酸雨资料以及地面气象资料和高空探测资料,分析了近11 a来南京地区的酸雨变化特征以及相应的气象和气溶胶影响因子变化。所得结果表明:近11 a来南京地区的酸雨变化总体呈明显恶化态势,表现为酸雨的发生率明显提高,相应的酸度(pH值)显著下降;从影响酸雨变化的气象条件看,酸雨的pH值随着降水量增大而降低;垂直不稳定条件是影响酸雨的另一重要方面,酸雨事件出现时通常伴随出现高空逆温,在冬季有99%的事件出现逆温;分析850 hPa的风速和风向情况发现,冬、夏季分别有47%和52%的酸雨事件出现东风或东北风,这可能说明外部的输入性污染物对酸雨的形成也起着重要的作用。     

江西省冻雨垂直温度层结分析及预报

利用1960-2013年江西省89个气象观测站常规观测资料,采用统计分析和插值处理方法,对江西106次冻雨过程垂直温度层结进行分析,并建立冻雨预报思路。结果表明：江西省冻雨发生通常伴随1000-850 hPa剧烈降温和700 hPa增温,925-700 hPa存在明显逆温。融化层是冻雨发生的必要条件,87.7 %样本融化层位于700 hPa,9.4 %样本融化层位于850 hPa;一般以1000 hPa温度<1.0 ℃、925 hPa和850 hPa温度<-2.0 ℃和700 hPa温度≥0.0 ℃作为江西冻雨预报的温度阈值标准,同时也应注意融化层位于850 hPa的情况。地面气温越低,越有利于冻雨形成,冻雨发生时最低气温为0.0 ℃以下,平均气温为1.0 ℃以下。冷暖空气持续在27°-28 °N交汇,且鄱阳湖以南至抚河流域平均气温＜1.0 ℃和最低气温＜0.0 ℃出现比其他地区多,造成该区域冻雨发生频次比其他地区明显偏多。另外,通过大气逆温层结、地面气温与冻雨的对应关系,建立基于模式资料和常规观测资料的自动诊断方法。     

厦门至莆田登陆台风对温州雨量影响研究

利用常规资料、NCEP/NCAR2.5°×2.5°每日4次再分析资料对1971—2012年在厦门至莆田登陆台风对温州的雨量影响进行了研究。厦门至莆田登陆台风对温州带来明显雨量影响的其登陆时强度一般在强热带风暴或其以上,登陆后路径一般都是偏西行或西北行,登陆前24h温州850hPa会出现偏东风急流、500hPa会出现偏东风,登陆时温州700hPa会出现相对湿度≥80%的湿区,925hPa水汽通量散度中心值一般≤-4×10~(-8)g·cm~(-2)·hPa~(-1)·s~(-1),700hPa垂直速度中心值一般≤-0.25m/s,700hPa螺旋度中心值一般≥125×10-7hPa·s~(-2)。     

江西春季降水异常的环流特征及其对ENSO事件的响应

利用江西省83个气象观测站1961—2018年春季(3—5月)逐日降水资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料,对江西春季降水异常的大气环流特征及其对ENSO事件的响应进行了研究。结果表明:江西春季降水异常偏多年,中层500 hPa中高纬地区受欧亚型环流(EU型)影响,乌拉尔山附近阻塞高压系统活动频繁,贝加尔湖地区低槽偏强,西太平洋副热带高压(简称西太副高,下同)偏强,有利于北方冷空气南下并与偏南暖湿气流在江西上空交汇;低层850 hPa菲律宾以东西太平洋地区为异常反气旋环流控制,造成南海水汽向江西地区输送加强。而江西春季降水异常偏少年,其环流特征表现则与之相反。ENSO是影响江西春季降水的重要强迫信号,厄尔尼诺(拉尼娜)衰减年,春季东亚地区低层850 hPa西太副高偏强(弱),有(不)利南海上空水汽向江西地区输送,低层辐合(辐散)和高层200 hPa辐散(辐合)形成的动力抬升条件是造成江西地区降水偏多(少)的主要原因。     

山西一次低空偏东风暴雪天气结构特征分析

应用常规地面、探空观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对2011年11月28-29日山西低空偏东风暴雪天气结构特征进行了探讨。结果表明:(1)这次低空偏东风暴雪是由高空西风槽、低空切变线、地面回流和倒槽共同影响造成。降雪前约18 h,山西925~850 hPa上空出现东北风;降雪前约12 h,山西中南部地面出现较强东北风,强降雪期间地面东北风强劲;降水开始前,低空东北风是干冷性质,降水开始后低空东北风是湿冷垫。(2)暴雪的水汽来源主要是源于西太平洋的偏东风水汽输送在北部湾附近转向的西南水汽与南支槽前的西南气流在西南地区汇合北上,再与西风槽前西南水汽结合;强降雪出现在700 hPa水汽通量中心西北侧等值线密集区且风向气旋性辐合的偏南气流区域。(3)强降雪伴随山西上空深厚湿层、500 hPa以下明显水汽辐合,以及800 hPa以上对流层中强上升气流,而上升区下是明显的下沉气流,这是由低空偏东风的契入产生的。(4)强降雪期间300 hPa西风急流不断东移南压,山西位于其入口区右侧,出现强辐散,有利于地面河套倒槽发展、维持,以及垂直上升运动的增强。     

南岳高山站风对赣北暴雨的指示作用

利用2005—2013年4—6月南岳站逐时风场观测资料、常规探空资料、自动站雨量资料及NCEP/NCAR全球再分析资料（2.5°×2.5°）,分析南岳站气象要素对对流层低层环流场的代表性以及该站风演变对汛期赣北暴雨的指示作用。主要结果是：（1）南岳站逐日风与NCEP资料850 h Pa风场相关系数最大中心（0.72~0.78）位于南岳山附近,该站风对当地850 h Pa风具有较好的代表性;该站风与NCEP资料850 h Pa风场的平均相关系数（0.75）较之其与925 h Pa风场的平均相关系数（0.68）高,证明该站风与当地850 h Pa风场特征更接近。（2）探空站与南岳站距离越近（远）,其各种气象要素的相关性越好（差）,进一步证实南岳站气象要素对当地850 h Pa相应要素具有较好的代表性。（3）汛期,当满足＂南岳山西南风＋切变指标＂时,未来24 h赣北出现局部或区域暴雨的概率达89.8%;当满足＂南岳山西南风＋切变指标＂时,且当日20时至次日08时南岳站由非西南风转为西南风或由弱西南风转为较强西南风后,可预报未来4~18 h（平均10 h）赣北开始产生暴雨;赣北出现暴雨后,当南岳站由持续西南风转为偏北风后1~3 h强降水区开始逐步南压东移,6~17 h（平均10.5 h）后强降水区南压或东移出赣北。     

泰山酸雨特征及影响因素分析

利用2006—2015年泰山气象站的降水pH、电导率、降水量和风向风速资料,统计分析了泰山酸雨特征和变化趋势,探讨了降水量和风向风速对酸雨的影响。结果表明,泰山降水年均pH变化范围为4.31～4.99,酸雨发生频率达到69.3%;pH随降水量的增加而趋于5.60（中性）;5月至次年1月的月均pH与月平均过程降水量的变化趋势一致;月均电导率与月平均过程降水量的变化趋势相反。泰山降水期间盛行西南风,在南风和东北风条件下,酸雨出现频率最高且酸性最强,这主要是风速风向因素和人为排放源分布共同导致的。近10 a泰山降水酸性程度有所减弱,酸雨频率明显下降,表明近年来酸雨污染情况有所改善,有利于保护泰山生态环境。     

2011年秋季广东暴雨过程及其水汽特征分析

利用实况观测资料和NCEP再分析格点资料,对2011年10月12—14日广东一场全省范围的暴雨过程及水汽特征进行了分析。结果表明：（1）此次暴雨过程分为2个阶段,分别是12日夜间的暖区暴雨和13日夜间的锋面暴雨。（2）第1阶段降水主要由500 hPa西风短波槽配合850 hPa东南风辐合导致的,第2阶段降水是高层西风槽过境,配合地面冷空气前锋南下和低层的切变线共同作用所致。（3）降水发生前广东水汽充沛,湿层从低层往上伸展的厚度大,估计约有50%的降水量可由雨区本地的水汽所提供。（4）低层850 hPa或者925 hPa的东南风是暴雨发生的重要水汽输送通道,暴雨发生前南海热带系统的活跃是维持850 hPa和925 hPa东南风输送的重要原因。     

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。     

乌鲁木齐市酸雨变化特征及其与气象因子的关系

利用1992-2018年乌鲁木齐国家基本气象站酸雨监测资料共1316个采集样品,统计分析降水样品中pH值和K值变化特征及其与气象因子的关系。结果表明：近27 a乌鲁木齐市年平均pH值为6.64,酸雨发生频率仅为4.56%,大气降水主要以中性和碱性降水为主,年平均pH值呈微弱的上升趋势,且pH值在1998年发生突变,在四季中从大到小顺序为：夏季>秋季>春季>冬季;采样期间,年平均K值为90.40 μs·cm^-1,且呈下降趋势,2001年发生突变,在四季中由高到低的顺序与pH值相反,即：冬季>春季>秋季>夏季;乌鲁木齐市出现酸雨时地面和高空风向以偏北风为主,pH值与风速呈正相关,K值与降水量呈负相关;由于近年来乌鲁木齐市在采暖季实行"煤改气",大大减少煤炭的用量,使大气所含SO₂等含硫化合物明显减少,其次是近年来市政府加大了对环境污染治理,酸雨出现频率较2007年以前有明显减少。     

广州地区酸雨长期变化趋势分析

根据1992—2012年的酸雨观测记录,对广州地区的酸雨变化特征及其长期趋势进行了统计分析。结果表明,近21年,广州地区酸雨年、季、月变化明显,降水年均pH最低出现在1998年,其年均pH为3.43,最高出现在2012年,其年均pH为4.65。降水pH大体经历了两个阶段,1998年以前降水pH呈现波动式下降,平均变化率约为-0.14a-1,1999年后降水pH逐年增大,特别是2009年后降水pH稳步增长,平均变化率约为0.03a-1;春季酸雨污染严重,夏、秋季次之,而冬季酸雨污染相对较轻;各月降水pH均较低,pH最高月出现在12月,平均值为4.36,2月pH最低,为3.95。在污染源稳定的情况下,降水强度影响pH,降水量增大时,降水pH越高,降水电导率K也越低;风速越大,降水pH则越高,降水电导率K则越小,酸雨发生频率也越小;风向影响降水pH,出现偏西风时,酸雨污染相对严重。     

2019年台风利奇马引发山东特大暴雨成因分析

利用地面观测资料、雷达资料、FY-2G卫星云图资料及欧洲中心细网格资料,对台风利奇马登陆北上引发山东特大暴雨的成因进行分析。发现:利奇马登陆北上过程中,冷空气先后从台风的西部、西南部与南部侵入至台风中心内部,使其暖心结构逐渐减弱,其变性时段发生在10日20:00至11日08:00。山东的特大暴雨主要出现在台风变性前12h至台风变性后6h。变性之前的暴雨主要是由于台风螺旋云带与高空槽尾部云系相叠加造成的,变性之后的暴雨则是由于冷空气侵入致使台风外围云系演变成强对流复合体造成的。变性之前,对流层内800～500hPa风速小,500～250hPa风速大,气层内有暖平流,整层的上升运动,降水以暖区对流降水为主;变性之后800～500hPa风速大,500～250hPa风速小,500hPa至地面是上升运动,以上为下沉运动,降水以斜压锋区附近的对流降水为主。当500hPa至地面气层内出现冷平流时,湿层变薄,降水趋于减弱。特大暴雨区出现在台风中心西北方向,与850hPa假相当位温锋区与水汽通量散度辐合大值区相吻合。     

江西省冻雨气候概况和环流特征

利用NCEP2.5°×2.5°再分析资料和常规观测资料,对1959─2008年江西省冻雨天气过程的气候概况进行归纳分析,并重点分析了其间18次典型区域性冻雨天气过程的环流特征、热力层结、影响系统。结果表明,江西省冻雨具有明显的年代际、年际变化特征,全省冻雨日数总体呈下降趋势;空间分布上呈现出中间多、南北少的特征,各地冻雨分布极不均匀。在环流形势上,500hPa高纬地区有阻塞高压,以乌拉尔山阻高最多,鄂霍茨克海有深厚冷涡,咸里海为低压区,巴尔喀什湖附近有横槽;低纬地区在孟加拉湾到中国西南地区存在稳定的南支低槽;对流层中低层存在切变线,700hPa西南气流强盛,急流轴最大风速超过16m/s;850hPa锋区强盛,0℃等温线位于赣中南部到赣南北部;对流层中低层存在明显的逆温。地面冷空气多从中路（河套地区）入侵,蒙古冷高压异常强大,为冻雨的产生提供了热力条件。