影响汾渭平原地区臭氧污染的地面环流形势研究

基于2014—2018年4—10月汾渭平原空气质量监测数据及同步气象要素数据分析臭氧时空分布特征,利用Lamb-Jenkinson客观环流分型方法分析影响汾渭平原地区臭氧污染的主要环流形势,探讨环流型与臭氧质量浓度及气象要素之间的关系。结果表明：2014—2018年4—10月臭氧最大 8 h滑动平均质量浓度（用C8 h（O3）表示）呈波动增长,2017年污染最重;不同环流型出现的频率不同,且各环流型控制下C8 h（O3）有所差异,其中气旋型（C）、东北气流型（NE）、偏北气流型（N）及东北气旋型（CNE）控制时时易出现臭氧污染日,且对应的环流型出现频率和污染日数的乘积较大;C型及与C型混合的环流型控制时C8 h（O3）值均较高,A型及与A型混合的环流型控制时C8 h（O3）值均较低;风速与C8 h（O3）的相关性较差,日最高气温、日平均气温、相对湿度、风速及云量与C8 h（O3）的相关系数分别为094、087、-082、-033、-070。     

汾渭平原夏季近地面臭氧统计预报方法

运用2017—2020年5—8月城市空气质量数据和地面气象数据,筛选出对O3日最大8 h滑动平均质量浓度（以下用C8h(O3)表示）影响较大的气象因子,建立了近地面C8h(O3)主要气象条件判定标准——高质量浓度O3潜势指数（IHPP）,进一步拟合得到汾渭平原夏季C8h(O3)多元逐步回归预报方程,并进行效果检验。结果表明：汾渭平原IHPP由日最高气温（Tmax）、日均相对湿度（HR）、日照时数（t）、日主导风向（WD）和降水量（P）5个气象因子构成,其值介于-1～6之间,值越大则该日近地面O3超标可能性越大;经检验,C8h(O3)多元逐步回归方程预报结果与实况较吻合,汾河平原（特别是运城）预报效果总体较好,临汾、吕梁和西安等级预报效果有待改进;预报检验时段咸阳和晋中等级预报准确率较国家气象中心的指导预报分别上升79%和289%,说明预报方程具有一定的业务应用可行性。     

承德市臭氧及其前体物浓度变化特征

采用2014—2016年承德市环境监测站和气象站的数据,对承德市O3、NO2、CO浓度和气温进行了分析,得出以下结论:承德市O3污染天数及所占的比重呈逐年增加趋势;O3-8 h月平均浓度呈现夏季高而冬季低的季节变化特征,月平均气温与其呈现一致的变化趋势,其前体物NO2和CO则呈现相反的变化趋势,表现为冬季高而夏季低的特征;O3浓度的日变化呈单峰型分布,午后浓度升高而夜间浓度下降,与气温的日变化趋势一致,NO2呈现相反的变化趋势,CO呈三峰型分布,总体表现为中午浓度最高;O3-8 h、NO2、CO浓度和气温总体均呈现北低南高的空间分布;O3-8 h浓度与其前体物NO2和CO均呈显著的负相关关系。有利于承德市出现O3污染天气的气象要素为太阳总辐射辐照度900～1000 W/m2,日最高气温大于30℃,无降水产生,日最小相对湿度小于20%和50%～60%,受偏南风或西南风影响。     

近4年早春宝鸡市区气象条件对空气污染的影响

利用2015-2018年3月宝鸡市区气象监测站地面观测资料与环境监测站空气质量数据进行对比分析,结果表明:①早春宝鸡市区首要污染物为PM2.5、PM10和O3。2016年与2018年3月污染日数多,主要气象因素是降水量偏少,连续无降水日数持续时间长,东风日明显多于西风日。②PM10质量浓度(C(PM10))变化与日平均气压、日降水量关系密切,且均为反相关;PM2.5质量浓度(C(PM2.5))与日最小相对湿度正相关特征明显;臭氧质量浓度(C8h(O3))与日最小相对湿度呈显著反相关,与日平均气温的正相关特征明显。③气压升高,连续性降水越多,西风日越多,越有利于污染物质量浓度的下降。C(PM10)大值区多出现在偏南风或偏东北风时;C(PM2.5)和C8h(O3)在偏东风时较大。④C8h(O3)主要出现在前期日最高气温突然增加5~8℃的当天和日最高气温为近期极值后的1~2 d。⑤沙尘天气使C(PM10)与C(PM2.5)明显升高;早春影响宝鸡市区的沙尘天气主要有蒙古气旋东移和冷空气东移南下两种地面形势。     

高陵区PM2.5污染特征及其与气象要素的关系研究

利用高陵区2018年1月1日—2020年12月31日 PM25质量浓度监测资料、空气质量指数,分析PM25的污染特征,结合气象观测资料, 通过线性相关分析定量分析不同季节PM25质量浓度与气温、相对湿度、风向风速、降水等气象要素之间相关性。结果表明：（1）近3 a来高陵区污染天气首要污染物为PM25的累计时间远超其他污染物为首要污染物的累计时间。（2）PM25平均质量浓度月变化呈明显的“U”型特征,1月最高,2月、12月次之;季节变化规律为冬春高、夏秋低,冬季最高,夏季最低。（3）PM25质量浓度日变化呈单峰单谷特征, 23时为最大峰值,17时左右为谷值,此变化趋势与气温、风速的日变化呈相反趋势,与相对湿度日变化趋势基本一致。（4）不同季节PM25质量浓度和气象要素的相关性存在差异,PM25质量浓度与风速及降水量在各个季节均呈显著负相关,与气温整体上呈负相关,与相对湿度整体呈正相关。（5）PM25质量浓度高值主导风向为偏西北风,其次是东北风,风向偏东和西南时PM25质量浓度值相对较小。     

上海东滩大气颗粒物长期变化及影响源区分析北大核心CSCD

根据2008—2015年上海崇明东滩大气成分观测站(以下简称东滩站)大气颗粒物(PM)观测数据,分析其浓度水平、变化趋势、影响气团和潜在源区。结果表明,2008—2015年东滩站PM质量浓度的长期变化趋势不显著,但细粒子(PM_(2.5))比例不断升高。PM_(2.5)/PM_(10)从0.84上升至0.92,表明二次气溶胶占比趋于增加。对8年大样本数据进行后向轨迹聚类,发现东滩站主要受大陆型、海洋型、大陆/海洋混合型气团影响,三者所占比率分别为32.0%、38.8%、29.3%。海洋型气团中PM_(2.5)本底质量浓度为11~15μg·m^(-3),而大陆型气团中PM_(2.5)本底质量浓度的季节差异显著,在29~56μg·m^(-3)波动,对东滩站具有明显的输入效应。东滩站PM_(2.5)的潜在源区随季节变化,秋季和冬季主要受华北、黄淮、苏皖影响,春季收缩至苏皖和浙江北部,夏季则转换至长三角南部的浙江及浙闵沿海。总体而言,上海及周边的苏锡常、杭嘉湖对东滩PM_(2.5)浓度贡献最显著,来自渤海、黄海近海污染回流的贡献也不可忽视。     

河源市夏秋季大气污染的特征分析

通过对河源市的空气污染物浓度及相关气象因子的分析,结合后向轨迹聚类分析等手段,研究了河源市秋季与夏季大气污染特性。研究表明:秋季,来自我国东南沿海的气团携带VOCs远距离输送会使河源市的臭氧污染相对较严重,臭氧的平均质量浓度最大8 h可达161μg/m~3,而受短轨迹气团影响时,对应不利于污染物扩散的静稳天气,除臭氧以外的各项污染物质量浓度均较高,平均的PM2.5质量浓度可达70μg/m~3,而来自河源正北方的气团快速经过较大片的森林地区时,各污染物输送累积及污染效应不明显。秋季受高压脊的影响,河源等地受下沉气流影响,风速较弱、光照强烈,容易促成臭氧污染事件的发生。夏季,受频繁降水的影响,总体上各项污染物的质量浓度均相对不高,各项污染物的质量浓度与气团来向的关系不大,但气团移动缓慢时扩散条件相对不利,颗粒物质量浓度会较高。     

重庆市主城区15年来酸雨变化趋势分析

本文运用重庆市主城区1993～2007年降水pH值监测资料,分析了重庆市最近15年来酸雨的变化趋势。结果表明,重庆市主城区降水pH值较低,15年来平均pH值介于3．8～4．5之间。重庆市年降水pH值基本呈递增趋势,倾向率达0．23／10a;最近5年的月际变化中,降水酸度夏高冬低,酸雨频率夏低冬高;各季节中,秋季pH值年际变化呈明显的波动状升高的趋势,其余3个季节呈弱波动,升降趋势不明显。重庆市酸雨（pH〈5．6）频率较高,各季节的酸雨频率基本在80％以上,且有增大的趋势;各季节中春季呈明显的升高趋势,其余季节略升高或趋势不明显。重庆市较强级别以上强度的酸雨（pH〈4．5）频率年际变化幅度较大,介于30～80％之间,变化趋势不明显。重庆市酸雨强度的变化主要受污染源排放量及其它因素的影响。     

西安市臭氧污染特征及其与气象条件的关系

基于2014-2017年西安市环保局臭氧观测资料、泾河气象站总辐射和气象资料以及长安气象站紫外辐射和气象资料,对西安市臭氧污染特征及其与气象条件的关系进行了研究。结果表明:西安市臭氧质量浓度的日变化和月变化均呈明显的单峰形态;日最小值22.2μg/m^3和最大值100.7μg/m^3分别出现在07时和16时;臭氧日最大8 h平均质量浓度(用C8h(O3)表示)月均值最大为148.5μg/m^3,最小为30.0μg/m^3,分别出现在7月和11月。总辐射日最大辐照度、日总辐射曝辐量和日紫外辐射曝辐量与C8h(O3)之间具有显著的正相关关系,并且以日紫外辐射曝辐量与C8h(O3)的相关性最高,表明紫外辐射对近地面臭氧质量浓度的影响更为强烈。日最高气温、平均气温、日照时数和C8h(O3)正相关,风速、相对湿度与C8h(O3)负相关,表明晴空时高温、低湿、小风更有利于近地面臭氧的形成。统计关系显示,在5-8月,当日最高气温大于35℃或日最低相对湿度小于40%时,需要警惕臭氧超标污染的发生。     

郴州市区大气臭氧污染特征 及气象条件分析

利用郴州市区2017-2020年臭氧（O3）观测资料及地面气象资料,分析O3浓度时空分布特征及其与气象因子的关系,结果表明：郴州市区O3质量等级以优为主,占全年的62 %~73 %,相比2017-2019年,2020年受新冠疫情影响污染物排放有所降低,但O3作为首要污染物总天数明显上升,占全年51%;郴州市区2017-2020年O3-8h月均值浓度范围为32~175 μg/m3,月变化大致呈双峰型,出现在5月和10月,O3-8h浓度和NO2浓度月变化呈负相关关系。O3-1h日变化呈单峰型,白天浓度明显高于夜间,与NO2小时数据成显著负相关关系。O3浓度与温度、日照时数成正相关,与气压、湿度、降水成负相关,与日照时数相关性最好;风向的影响主要分布在偏南和偏北方向上;当郴州市区O3浓度出现超标时,气温的范围为22.7~34.5 ℃,本站气压变化范围为960.9~973.7 hPa,相对湿度变化范围为26 %~72 %,风速变化范围为1.7~10.2 m/s。以2020年4月27-30日郴州市区一次臭氧轻度污染过程为例,结合气象资料分析,结果表明：该次污染过程发生在高层为平直西风环流,低层处高压底部控制的天气形势下。温度偏高,湿度较低,日照时间长,近地面有风向辐合。此次O3污染过程主要受本地生成及南方外源输送的共同影响。     

武汉市酸雨变化特征及影响因子分析

利用质量控制后1990—2014年酸雨逐日观测数据,分析武汉市酸雨变化特征,并研究酸雨与降水强度、风、气团来源及污染源的关系。结果表明:武汉站年均pH值为4. 86,属弱酸雨等级,酸雨强度整体呈增加趋势但2007年后趋于减弱;年均电导率为39.1μS·cm~(-1),呈8. 8μS·cm·(10 a)~(-1)的增加趋势。酸雨强度冬强夏弱,发生频率冬多夏少,电导率冬高夏低。武汉市强酸雨pH值和电导率呈显著负相关,非酸雨呈显著正相关。降水强度在酸雨强弱、发生频率演变过程中作用显著,但不同季节各有差异。1500 m高度处风速增大,武汉市酸雨强度减弱、发生频率减少,西南风向下酸雨发生频率高。强酸雨主要受来自南方酸雨重污染区气团影响,外来污染源经大气输送对武汉市强酸雨贡献大。武汉市SO_2浓度趋于减少,NO_2浓度趋于增加,两者浓度之和自2000年以来呈减少趋势。     

1961—2019年陕西省极端旱涝事件的时空演变规律

选用陕西省51个地面气象站1961—2019年日降水数据,利用MATLAB2017计算了6个极端降水指数,采用线性趋势分析法、森斜率和改进的非参数Mann-Kendall趋势检验法研究不同时间尺度下极端降水指数的时空演变特征并找出了发生突变的年份。结果表明：各极端降水指数的月际、年际和年代际变化差异较大;夏季（7—9月）容易发生极端湿润事件,而冬季则容易发生极端干旱事件;连续干旱日数（DCD）、连续湿润日数（DCW）、强降水日数（DR10）和最大日降水量（Rd,max）、非常湿润日降水量（R95p）、全年湿润日降水总量（RT）的变化趋势率分别为-014、-013、-020 d/10 a 和108、039、-342 mm/10 a,多年平均值分别为388、58、200 d和607、1678、6443 mm;极端湿润事件发生较频繁的站点主要分布在陕南地区,而陕北地区的站点发生干旱的风险较高;陕北有变湿润的趋势,而关中平原地区的极端降水事件整体有缓解的趋势,陕南地区极端降水事件则表现为区域加剧和缓解并存的趋势。     

北京郊区夏季PM2.5和黑碳气溶胶的观测资料分析

城市近郊常受到城区污染物扩散和输送的影响,2010年7月21日至8月6日利用β射线颗粒物连续监测仪和黑碳仪对北京西北郊区PM25和黑碳气溶胶（BC）进行了连续观测。结果表明,北京西北郊区夏季PM25和BC的质量浓度分别是(13316±8164)、(289±162) μg/m3。受明显的山谷风的影响,来自观测点东南方的城区的气流使PM25和BC浓度升高,来自观测点西北方向的风则使PM25和BC浓度降低。受局地排放、区域输送和气象条件的共同影响,郊区的PM25和BC浓度表现出明显日变化特征,二者浓度在上午、傍晚和夜间显著上升。     

重庆市主城区15年来酸雨变化趋势分析

本文运用重庆市主城区1993~2007年降水pH值监测资料,分析了重庆市最近15年来酸雨的变化趋势。结果表明,重庆市主城区降水pH值较低,15年来平均pH值介于3.8~4.5之间。重庆市年降水pH值基本呈递增趋势,倾向率达0.23/10 a;最近5年的月际变化中,降水酸度夏高冬低,酸雨频率夏低冬高;各季节中,秋季pH值年际变化呈明显的波动状升高的趋势,其余3个季节呈弱波动,升降趋势不明显。重庆市酸雨(pH<5.6)频率较高,各季节的酸雨频率基本在80%以上,且有增大的趋势;各季节中春季呈明显的升高趋势,其余季节略升高或趋势不明显。重庆市较强级别以上强度的酸雨(pH<4.5)频率年际变化幅度较大,介于30~80%之间,变化趋势不明显。重庆市酸雨强度的变化主要受污染源排放量及其它因素的影响。      

中国东部夏季极端高温的空间分布特征及其环流型

利用1961-2008年中国751个地面观测站气温资料插值而成的CN05格点资料,首先分析了中国东部夏季极端高温日数变化特征。结果表明,中国东部整体夏季极端高温日数有显著增多趋势,以东北、内蒙古中东部和东南沿海增多趋势最明显,而江淮黄淮地区增多趋势最不明显甚至出现减少趋势。极端高温日数年际波动周期以2.5~3.0年为主,江淮地区以5年为主。对极端高温日数进行EOF分解的结果表明,第1典型场主要表现了极端高温日数的线性变化趋势,第2、3典型场分别表现为江淮和东北、华南和华北极端高温日数的两种南北"偶极型"分布特征。合成分析表明,第2典型场正"偶极型"对应江淮地区500 hPa位势高度正异常和东北高度负异常以及西太平洋副热带高压(简称副高)偏北偏强,负"偶极型"则相反;第3典型场正"偶极型"对应华南500 hPa位势高度正异常和华北高度负异常以及西太平洋副高偏南偏强,负"偶极型"则相反。偏相关分析表明,鄂霍次克海阻高与东北和东南沿海极端高温日数正相关显著,与黄淮部分地区呈显著负相关;副高脊线与华北和东北极端高温日数呈显著正相关;副高强度与东南沿海呈显著正相关。     

北半球10 hPa极地涡旋环流指数定义及分析

利用NCEP/NCAR再分析值10 hPa月平均高度场资料定义和计算了1948-2007年北半球10 hPa极地涡旋的强度指数(P)、 面积指数(S)和中心位置指数(λc, φc)。用它们分析了北半球10 hPa极地涡旋的季节变化和年际异常规律, 研究了它们与全球增暖、 臭氧（O3）异常和极地涛动（AO）的关系。结果表明： (1）北半球10 hPa层高纬6~8月为反气旋（A）控制; 9月~3月为气旋（C）控制。春季环流转型（C→A）缓慢; 秋季转型（A→C）迅速。(2）P、 S异常的年际变化具有同步性, 故异常分析仅取P进行。隆冬（1月）P的异常主要表现为年际尺度（10年以下周期）振荡, 不存在明显的年代际变化; 盛夏（7月）极地反气旋强度年代际变化显著。(3）隆冬极地气旋中心位置的异常明显大于盛夏反气旋。(4）极区中平流层平均气温的演变1、 7月迥异, 但它们与P的演变同步; 与全球增暖趋势无显著相关, 但7月P与O3异常有显著正相关。(5）隆冬（1月）10 hPa气旋强度指数P与极地涛动指数AO存在显著正相关, 故可用10 hPa ′表示AO。     

1953—2014年丽水日照时数周期演变规律

利用丽水市1953—2014年逐月日照资料,采用趋势分析方法对年代际、年际和季节日照时数变化趋势进行分析,利用Morlet小波分析和多窗口谱 (Multi Taper Method) 研究日照时数的周期特征,并重建显著周期信号,分析日照时数不同时间尺度显著周期的演变规律。结果表明：丽水日照时数呈极显著下降趋势,每10 a减少35%。夏季日照时数最多,且减少趋势最明显,其次是秋季。Morlet小波和多窗口谱分析结果均显示：年代际尺度准12 a周期最为显著,年际尺度6 a和2～4 a周期也较明显。最显著的准12 a周期信号,其振幅随时间变化具有3个明显的缓变包络。     

商洛1961—2020年10 ℃界限温度变化特征

利用商洛7个气象观测站1961—2020年逐日气象观测资料,分析商洛1961—2020年气温稳定通过10 ℃的初日、终日、持续日数和活动积温分布特征,采用线性倾向估计法分析变化特征,综合采用累积距平、滑动t检验、Mann-Kendall法进行突变分析和检验,采用R/S相关性分析预测其未来变化趋势。结果表明：商洛市1961—2020年≥10 ℃初日、终日、持续日数及积温等值线呈纬向分布;商洛市≥10 ℃平均初日呈提前趋势（线性倾向率为-23 d/10 a,通过0005显著性检验）,平均终日呈推迟趋势（线性倾向率为13 d/10 a,推迟趋势不明显）,持续日数呈增加趋势（线性倾向为33 d/10 a,通过0001显著性检验）,活动积温增加趋势（线性倾向率为688 ℃d /10 a,通过0001显著性检验）;终日和积温突变不明显,初日在1972年前后发生突变,持续日数1972年和2002年前后发生突变;初日将继续呈提前趋势,持续日数呈增长趋势,持续性不明显;终日推迟趋势和积温增大趋势不显著,有较大的随机性。     

新乡市大气污染特征与气象因子相关性分析

利用新乡市2015—2016年大气环境质量监测数据和同步常规气象观测数据,分析首要污染物质量浓度变化特征及其与气象因子的相关性,结果表明：PM10和PM25质量浓度冬高夏低,峰值出现在1月或12月,谷值出现在8月;而O3则是夏高冬低,峰值出现在6月,谷值出现在1月或12月。三种首要污染物质量浓度在大多数月份都与海平面气压呈负相关,与24小时变温（ΔT24）呈正相关;PM10和PM25质量浓度多数月份都与10 min风速呈负相关;PM25质量浓度大多数月份与相对湿度呈正相关,与24小时变压（ΔP24）呈负相关;PM10质量浓度与相对湿度在冬季呈正相关,夏季呈负相关,与ΔP24在春季呈正相关,在秋、冬季多呈负相关;而O3质量浓度在所有月份与温度、10 min风速都呈正相关,与相对湿度都呈负相关。     

北京地区2013–2017年细颗粒物爆发增长事件的演变特征及气象成因分析（英文）

本文详细分析了2013–2017年北京地区细颗粒物爆发增长事件的演变特征,并结合气态前体物和常规气象要素对3种事件类型(3h, 6h和9h事件)的污染来源及其气象成因进行了探讨。北京地区细颗粒物爆发增长事件呈逐年下降趋势,且多发生在秋冬季;事件的生消过程中NO_2的增长速率远高于SO_2,表明移动源的贡献要高于固定源。风向-风速-PM_(2.5)的polar Plot结果表明,来自北京东南方向气团的污染物输送对于3h事件有较大影响, 9h事件受主要受局地排放及二次转化的影响, 6h事件则源于局地排放和区域传输的共同贡献。