沙尘天气等对西安市空气污染影响的研究

通过对西安市1981—2000年TSP、SO2和NOx年平均浓度资料,1998—2000年周报和日报环境监测资料以及相应的地面、高空常规气象观测资料的统计分析,研究了该市空气污染的时间变化特点以及沙尘天气等几种气象条件对其浓度变化的影响。结果表明:(1)颗粒污染物(TSP和PM10)是西安市的首要污染物,其次是SO2。1981—2000年期间,TSP年平均浓度降低了75%,SO2年平均浓度降低了77%,NOx年平均浓度总体上变化不大;这三种污染物月平均浓度的年变化都呈单周期型,冬季1月份最高,夏季最低(TSP是7月份最低,SO2和NOx是8月份最低)。(2)2001年春季3～4月份沙尘天气的频繁发生,使西安市空气污染日出现全年的第二个多发期(23d·月-1),这有别于正常年份仅在冬季1月份出现一个浓度峰值的特点;强沙尘暴天气过程会使西安市PM10浓度在非常短的时间内提高3倍左右,造成严重的颗粒物污染。(3)西安市冬半年出现轻度污染以上级别的几率明显大于夏半年。影响西安市的地面天气系统可归纳为12类,当受不同天气系统控制时,其污染状况会有较大差异。(4)西安市一年四季都有逆温存在,100m平均逆温强度为0.90℃;全年以低层逆温出现日数最多,但冬季贴地逆温出现日数最多,厚度最厚,强度最大,是造成西安市冬季空气污染严重的最重要气象因素之一。(5)西安     

基于探空数据的新疆大气扩散条件时空分布特征分析

利用2010—2019年新疆14个探空气象站资料统计分析了近10 a大气最大混合层高度(下文简称混合层高度)、通风量、边界层平均风速及大气自净能力指数的时空分布特征,探讨了各物理参数与空气质量的关系.结果表明:(1)以上参数的逐月分布均呈倒"V"型,表现为夏半年大、冬半年小,即新疆的大气扩散能力在夏季最强、冬季最弱,其...     

乌鲁木齐近30年低能见度气候特征

为探寻乌鲁木齐市低能见度的变化规律,分析城市发展、大气污染对能见度的影响,利用乌鲁木齐市气象站的常规气象资料和环境监测站的大气污染资料对乌鲁木齐近30年低能见度进行统计分析,结果表明:大部分低能见度出现在11月至次年3月份,占全年总次数的97%,出现频率为4.5%,其中12月份出现频率最高,为7.4%;夏半年低能见度出现频率很低,6~8月几乎没有低能见度出现;夜间20时至早晨08时是低能见度的高发时段。近30年低能见度的年出现频率随年代增加而减小的倾向度为0.52%/10 a。冬半年和夏半年低能见度出现频率随年代增加而减小的倾向度分别为0.68%/10 a和0.08%/10 a。低能见度出现时相对湿度≥85%,同时伴有24小时正变湿、负变温、负变压,冬半年平均风速<2 m/s;浓雾、低空逆温及大气污染是造成乌鲁木齐市低能见度的主要原因。本文还对城市化发展、空气污染对能见度的影响进行了正反两个方面的讨论,认为冬半年低能见度出现频率随年代增加而减小的速率远远大于夏半年的原因除气候变化外,与乌鲁木齐加大冬季大气污染治理,实施集中供热有关。     

乌鲁木齐大气混合层厚度和稳定度与大气污染的关系

利用乌鲁木齐市4座10层100 m梯度气象塔2013年6月~2014年4月气象观测资料和7个环境监测站[WTBX]AQI[WTBZ]资料，计算并分析了大气混合层厚度和稳定度特征，探讨了大气混合层厚度和稳定度与污染的关系。结果表明：乌鲁木齐市混合层厚度夏季郊区高、城区低，冬季从南郊—城区—北郊随地势降低依次降低；夏季和冬季分别在1 559～1 772 m和526～1 156 m之间。地面至2 km以上每500 m高度间隔统计混合层厚度，500～1 000 m出现频率最多；月变化为6～9月基本在500 m以上，且每个高度区间其概率均超过10%，10月～次年2月1 500 m以上区间概率明显减小；日变化为中午13:00～16:00达到最高值，下午和傍晚迅速下降。白天较大的感热输送提供充足的热力条件，这也体现出白天以不稳定层结为主，夜间则以稳定层结为主。大气稳定度分类结果，夏季郊区和城区不稳定（A～C类）所占比例差不多，冬季北郊稳定（E、F类）所占比较最大、城区最弱。[WTBX]AQI指数冬季最大，从南郊—城区—北郊依次增大，这与采暖期污染物多、南郊比北郊地势高有利于扩散输送有关。总体来看，乌鲁木齐大气混合层厚度空间分布与气象要素、大气稳定度、地形等密切相关，对AQI[WTBZ]指数分布有重要影响，这对近地层大气污染状况预报有着重要的指导意义。     

塔克拉玛干沙漠南缘策勒流沙前缘与绿洲内部近地面逆温逆湿特征研究

利用新疆策勒流沙前缘及绿洲内部的野外气象观测数据，运用同步对比与统计分析方法，分析塔克拉玛干沙漠流沙前缘及绿洲内部近地表0.5 m和2 m高度之间逆温逆湿特征，揭示不同时期、典型天气状况下的逆温逆湿特征，为沙漠与绿洲内部的热量和水汽运移交换提供理论依据。结果表明：流沙前缘月平均相对湿度最大值出现在10月，最小值出现在4月，气温最高出现在8月，最低出现在1月。2011年7月逆温逆湿强度最大，逆湿日数占总逆湿日数的38.71%，逆温日数占总逆温日数的3.76%。逆温时间集中在傍晚19:00至上午10:00之间，逆湿出现在上午10:00至晚上21:00之间。绿洲内部月最低气温出现在2011年1月，最高气温出现在2011年7月，相对湿度最小值出现在2011年4月，最大值（74.91%）出现在2010年9月。最强逆温逆湿现象出现在2010年的11月，平均日温差3.48 ℃，垂直高度湿差达2.27%。总体上，在流沙前缘与绿洲内部，冬季的相对湿度整体上大于夏季的相对湿度，而气温整体上表现为夏季高冬季低，同一高度的温度与湿度呈现较好的负相关性。在4种典型天气情况下，流沙前缘与绿洲内部出现的温湿度变化和逆温逆湿特征变化趋势基本一样，但出现的时间上基本存在绿洲内部提前流沙前缘滞后的现象，但在晴天和扬沙天气下，逆湿在流沙地出现的时间提前而流沙前缘滞后。绿洲内部出现的逆温逆湿持续时间一般比流沙地持续的时间较长。     

三峡库区腹地降水pH值和电导率特征

通过三峡库区腹地城区(万州)和郊区(云阳县高阳镇)2014年12月~2015年11月降水样品的pH值和电导率数据,探讨了库区腹地两功能区降水酸度和电导率特征。结果表明:城区和郊区降水的年均pH都低于5.6,城区环境(5.44)比郊区(5.53)稍低,酸雨发生频率分别为37.50%和27.91%,而电导率则是城区环境比郊区稍高,分别为34.98μS·cm^(-1)和29.72μS·cm^(-1),说明三峡库区腹地受到了不同程度人为活动的影响,城区较郊区严重。季节变化上,城区和郊区pH值大小顺序分别为春>夏>秋>冬和春>秋>夏>冬,而电导率均为冬春季高于夏秋季,这样的季节变化由污染物的季节性排放和降雨强度共同决定。     

乌鲁木齐市低空温度层结与采暖期大气污染的关系

为了找出乌鲁木齐市低空逆温对大气污染的影响规律,为治理和预测大气污染提供科学依据,利用2000年6月至2006年4月的乌鲁木齐市空气污染监测资料和气象站的探空、地面资料,分析了大气污染与逆温的对应特征。结果表明:乌鲁木齐市低空逆温的出现频率与大气污染指数具有相似的时间分布特征。采暖期空气污染指数API值越大,相对应出现逆温日的比例越高,以贴地逆温多;在污染源排放量一定的情况下,大气中污染物浓度与低空逆温层厚度、逆温层底高、逆温层顶底温差有显著的统计关系,而与逆温层中的逆温强度统计关系不显著。随着逆温层底高度降低,逆温层平均顶高、厚度、逆温层顶底温差的增大,日平均气温、最低气温、最高气温的降低,污染级别呈增加趋势;在采暖期同一时段内,要达到同样的污染级别,悬浮逆温日污染物容纳量比贴地逆温大,贴地逆温更容易造成空气污染;在污染物排放量相同的情况下,污染的程度主要取决于悬浮逆温层的底高和厚度及持续日数。     

近48年青藏高原强降水量的时空分布特征

基于青海和西藏地区48个气象台站近48 a(1961~2008年)的逐日降水资料,分析青藏高原冬、夏半年强降水量的时空演变特征。结果表明:青藏高原强降水量与总降水量的空间分布相似,夏半年为由东南向西北递减,冬半年则由唐古拉山脉东段的高原腹地向四周递减;夏(冬)半年强降水量存在准3、准6 a(7~8 a)的年际振荡以及准9~10 a(15 a)的年代际振荡;夏半年高原北(南)部强降水量以增加(减少)趋势为主,强降水量呈现出微弱的减少趋势,而冬半年高原大多数地区均呈现出明显的增加趋势,在1976年发生突变现象。     

黄土岩溶泉岩溶发育特征综合研究

为进一步查明黄土地下水岩溶作用的强弱与变化规律,我们于2004年6月到2005年6月对长安县杨万村黄土岩溶泉进行了每月2次的观测,实验结果显示：杨万村岩溶泉pH值变化在6.89～7.38之间,年均值为 7.12,具弱碱性特点;电导率变化在634.36～758.27 μs\5cm-1之间,年均值为 681.61 μs\5cm-1。从当年6月到次年6月,黄土岩溶泉pH值在总体上呈现降低—升高—降低的变化规律,电导率呈现降低—升高的变化规律,pH值波动性较大。岩溶泉水的pH值和电导率受降水量、水温和CO2含量高低控制。水温、降水量和CO2含量高的夏、秋季,pH值小、电导率大;水温、降水和CO2含量低的冬、春季,pH值大、电导率小。由岩溶泉水的pH值和电导率大小变化得知,夏、秋季该泉岩溶作用强,冬、春季岩溶作用弱。与镇安渔洞河灰岩岩溶泉相比,黄土岩溶泉流量稳定、pH值低、电导率高,且pH值、电导率日变化显著。存在差异的主要原因为两地岩溶水的补给方式不同,黄土岩溶泉水具有典型地下水的特征,以薄膜水缓慢补给为主,而渔洞河岩溶泉以管道和重力水快速补给为主。     

宁夏春季沙尘暴频次异常与北太平洋海温异常的关系研究

利用宁夏沙尘暴频次资料、500 hPa环流特征量资料、NCEP再分析资料、北太平洋海温场格点资料,采用相关分析、合成分析、小波变换、SVD分析,对宁夏沙尘暴频次与北太平洋海温场的关系进行了研究,探讨了北太平洋海温场通过影响大气环流异常再影响沙尘暴异常的途径。结果表明：宁夏春季沙尘暴频次与前一年10月到当年5月加利福尼亚海温有显著的负相关关系,关键区海温冷、暖异常与宁夏春季沙尘暴日数多、少有较好的时频对应关系;另外发生在北太平洋的厄尔尼诺事件对宁夏春季沙尘暴有重要影响,当北太平洋海温场呈厄尔尼诺（拉尼娜）型分布时,宁夏各地沙尘暴日数以偏少（多）为主。加利福尼亚海温通过影响大气环流,进而影响宁夏沙尘暴的发生,冷水年春季（3—5月）,欧亚大陆高空系统较强,环流经向度加大,蒙古气旋加深,有利于极地冷空气南下;从风场形势看,冷水年河套至甘肃、内蒙西部及蒙古国中西部一带高层盛行西北风,而低层多为东南风,这种不稳定形势,也为西北沙尘暴的发生发展创造了有利气候条件。另外,冷水年冬春季东亚大槽位置以偏西为主,极涡强度偏强的年份占优势,西风环流指数负距平的年份偏多,经向环流偏强,冷锋活动频繁,大部分冬季平均气温偏低,表明冬季风偏强的年份为主;而暖水年基本相反。     

黄河上游水电工程对局地气候的影响

本文阐述了黄河上游段水电工程概况，并以刘家峡和龙羊峡水库为主对库周各站建加前后各５年或１０年的气象资料进行了对比分析，揭示了水库对周围地区各气候因子影响程度。     

新疆区域大气透明度研究

在分析新疆区域大气透明度过程中,为克服福布斯（FORBERS）效应,即大气质量M对太阳光谱成分变化产生的干扰,将复合透明度系数Pm订正到相对大气质量M=2（H=90°）时所计算出来的积分透明度P2来进行描述。利用乌鲁木齐、喀什40多年长序列太阳辐射资料以及塔克拉玛干沙漠腹地及周边地区相关的辐射和气象资料,分析新疆区域大气透明度的年际、月际和日变化以及影响大气透明度的主要气象因子。结果表明,乌鲁木齐、喀什的大气透明度在40多年中,其年际变化特征主要表现为P2呈逐步下降的趋势,这种下降在20世纪90年代至今的近20 a里有加速的趋势;从季节角度分析,P2的这种逐年代下降的趋势在冬季（1月）和春季（4月）更为显著,而在夏季（7月）和秋季（10月）,这种下降则较为温和,无论乌鲁木齐还是喀什,以十年段平均值的振幅来看,乌鲁木齐P2在1月和4月均在0.2以上,而7月和10月则均在0.2以下,表现的更为明显,喀什亦有类似特征;新疆大气透明度在一年中的变化,以冬季为最佳,秋季次之,春季最差,近年来,乌鲁木齐地区冬季大气透明度急剧下降,其最高值已出现在秋季,喀什也呈现出同样现象,这表明了在城市化情况下,以人类活动影响因素为主所导致的大气污染,使空气的透明状况越来越差;新疆大气透明度的日变化表现为早晚高、中午低的特点,其逐日变化则与天气过程相关联;新疆的下垫面多为沙漠、戈壁,大气中的尘埃含量和水汽压变化是新疆大气透明度的重要影响因子,尘埃含量的变化是塔里木盆地大气透明度变化的最重要影响因子,其与大气透明度的变化呈反相关,而水汽压的变化亦与大气透明度变化呈反相关关系。     

南京北郊低空污染气象条件若干特征

本文根据南京北郊大厂镇地区实测低空温风资料的统计分析,揭露了该区低空逆温、混合层顶高度、风向、风速、大气稳定度等的铅直分布规律和局地环流的某些特征。     

晋西北地区气候变化及其对土地沙漠化的影响

利用晋西北5个代表站近50 a逐月的气温、降水资料,建立了年和冬、夏半年的平均气温、降水序列,分析了晋西北近50 a来气温、降水变化特征。结果表明,晋西北总的气候变化存在暖干化趋势,年和冬、夏半年平均气温变化倾向率分别为0.202 ℃/(10a)、0.2 ℃/(10a)和0.132 ℃/(10a);夏半年气候变暖缓慢且具有阶段性特点;年和冬、夏半年降水变化倾向率分别为-16.68 mm/(10a)、0.404 mm/(10a)和-14.95 mm/(10a);年降水的减少主要由夏半年降水的减少引起,冬半年降水有增多的迹象;夏半年降水减少,减弱了流水对表层土壤的冲刷,冬半年降水增多,一定程度上减缓了土地沙漠化过程。     

新疆春季沙尘天气与前期月环流特征量的关系

用新疆春季(3～5月)的沙尘日数和北半球500hPa月环流特征量等资料,使应用相关和逐步回归分析方法,研究了新疆春季沙尘天气与前一年的月环流特征量的关系,相关分析和统计结果表明：(1)新疆春季的沙尘天气不仅与同在中纬度地区的西风带上的经向环流、东亚槽等有关,还更多地与中低纬地区的副热带高压以及高纬地区的极涡等系统的月环流特征量有关。(2)新疆春季沙尘天气与前一年夏、秋季的大气环流之间存在明显的隔季相关现象。(3)利用前一年月环流特征量建立了新疆春季沙尘天气日数之间的9个回归模型,9个分析模型都通过了0．001信度检验。其中,南疆的3个模型沙尘暴、扬沙、浮尘和全疆的扬沙、浮尘模型试报效果最好。     

广州市大气污染分布规律

本文根据广州市 1981～ 1997年的环境监测资料和相近年份的气候统计资料 ,对广州市大气污染的分布规律及其成因进行了研究。结果表明 :①广州大气污染物的浓度具有明显的时空分布规律 ,时间上表现为年内冬强夏弱 ,年际之间自 80年代末以来光化学污染逐年增强 ;空间上 ,空气污染物的负荷率依功能区和行政区而异 ,显示市区由东向西 ,由北向南污染趋强的分布特征。②酸雨率高并以春季最严重。③广州大气污染的时空分布规律与广州的气象特征及污染源的分布和排放强度密切相关。文章认为 :改善广州大气环境的质量 ,应该采取合理的城市规划措施 ,并提出了具体的对策。     

塔克拉玛干地区气候变化对全球变暖的响应

从地面水汽压(大气含水量)、平均风速、湿润指数、相对湿度和气压的角度分析在全球变暖的情况下,塔克拉玛干地区气候的年和季节变化特征,结果表明:①年和四季平均风速呈阶梯式下降趋势,具有显著减小的线性趋势,并于1973年发生了由大到小的突变。②夏、秋、冬季和年地面水汽压(大气含水量)自20世纪80年代以来呈较大幅度波动式上升,具有显著的线性增加趋势。夏、秋季地面水汽压于1969年和1973年发生了由少到多的突变。秋、冬季大气含水量的显著增加并没有导致降水量的增加,降水量的变化不能充分反映大气含水量的变化。③夏季湿润指数有显著增加趋势,春季有微弱的上升趋势,而降水量夏季和年有显著增加趋势,春季有微弱的上升趋势,说明综合反映气候干湿变化的湿润指数变化与单用降水量表示的气候干湿变化不完全一致。④夏、秋季和年相对湿度呈波动式上升趋势,夏季和年相对湿度分别于1970年和1974年发生了由低到高的突变。⑤年和四季的平均气压40a来无变化。     

Identification of frequency changes in synoptic circulation types and consequences for glacier mass balance in Norway

The cumulative net mass balances of maritime glaciers in Norway display a net surplus during the period 1963–2000. The article seeks to establish the causal mechanisms that resulted in the positive net balances occurring on Norwegian maritime glaciers. To achieve this, a Temporal Synoptic Index (TSI) was derived for a 30-year period for a number of synoptic meteorological stations in Norway. The TSI is derived using Principal Components Analysis (PCA) and subsequent clustering of component scores to classify days for both winter and summer seasons. Findings indicate that the occurrence of ‘warm’ type air masses during the summer months have increased in frequency, particularly since the late 1980s. A reduction in the frequency of ‘cold’ cluster types during the winter months is evident after this period, while the frequency of ‘warm’ types, with an increased moisture carrying capacity, has increased in frequency. The frequency occurrence of these key air mass types is shown to be significantly related to glacier mass balance during both the accumulation and ablation season. Winter air mass types from maritime source regions act to enhance accumulation and suppress ablation, while summer continental source types suppress accumulation and enhance ablation.