武汉市军运会期间空气质量特征及气象条件分析

利用2019年10月1—30日湖北省及邻近地区的空气质量、气象要素监测数据和再分析资料,分析了第七届世界军人运动会(以下简称军运会)期间和前后时段空气质量变化特征及气象条件的影响.军运会管控期Ⅱ(17—28日)与过去五年(2014—2018年)同期相比颗粒物浓度下降最明显,与长沙等其他城市相比也是最低,相近时间段或相似...     

雷州半岛雾的气候特征及生消机理

利用分别位于雷州半岛北部、中部和南部的湛江站59a、雷州站46a和徐闻站42a的气象资料,分析了雷州半岛雾发生的规律及生消机理。结果表明：三站年雾日数变化趋势基本一致,呈＂W＂状,局部峰值明显升高。三站的年平均雾日数分别为24.7d、30.4d和21.0d。雷州半岛雾日主要出现在每年的1—4月及12月,3月雾日数最多,7月雾日数最少。近10a湛江站夜间雾发生频率为90%;短雾多,持续时间在4h以内的占75%。雾形成的天气形势可分为高压入海型、低压前型、冷锋前型、静止锋前型、鞍形场或均压场型5类,主要是平流雾、锋面雾和辐射雾。3种雾消散的天气形势是新冷空气补充南下、雾滴出现碰并沉降形成小雨或日出后雾滴蒸发。统计雷州半岛三站2000—2009年雾次频数得出,成雾概率最大的气象条件是气温为15～25℃、T-Td≤1.0℃、Δp3在-3.5～-2hPa和1.5～2.5hPa之间、风向为NNE-ESE及风速小于5m/s。L波段雷达探空大雾个例分析表明：雾顶高度在1.5km左右,雾中温度随高度增加而减小;雾中相对湿度大于92%,1.5km之上急剧减小,3km以上保持不变;T-Td为1.2～6.4℃;近地面风速为2～6m/s,风向随高度顺时针旋转,雾中有暖平流。     

湖北三种地形下AQI特征及其与气象因子的关系

基于2015—2016年湖北省环境监测数据和气象资料,分析了3种地形下空气质量指数(AQI)特征及其与气象因子的关系。结果表明:湖北省年空气质量指数时空分布特征为山区低平原高,冬季高夏季低,日高峰值襄阳出现在中午,武汉和宜昌出现在23:00—24:00;与空气质量指数关系较显著的气象因子包括相对湿度、变温、变压、风、降水等,其中降水对污染物的沉降作用跟空气质量等级有关,污染程度越重,需要清洁空气的雨量越大,轻度以上污染时,需要中雨及以上降水才会产生有效清洁,当降水为微量(1mm以下)时,AQI反而会增长;受不同地形影响,不同城市污染天气输入路径不同,襄阳为北风、武汉西北风、宜昌多弱东风扰动,且襄阳大风速出现的频数较高,而宜昌以小风为主。     

秸秆焚烧导致湖北中东部一次严重霾天气过程的分析

利用地面气象要素、火点信息及污染物资料,研究了2014年6月12~13日湖北省中东部地区一次重度霾天气的成因及污染特征。结果表明:导致此次霾天气的主要原因是安徽省北部大面积秸秆焚烧所形成污染气团受偏东北气流输送的影响,12日在湖北中东部形成了两条"带状"的能见度低值区,最低能见度仅为2.1 km。秸秆焚烧污染物输送气流由北向南影响湖北,主要作用于孝感—武汉—咸宁一带,3个地区细颗粒物(PM2.5)峰值浓度均超过了600μg/m3,且武汉和孝感的PM2.5与PM10质量浓度比值在12日增加到0.76和0.77,并出现了0.96和0.93的最大值,随着污染气团的传输,其中PM2.5所占比例会出现明显下降。SO2质量浓度的变化特征不显著,NO2质量浓度在污染物质量浓度达到峰值前1~3 h达到峰值,而CO是秸秆焚烧产生的主要污染气体,其质量浓度变化与PM2.5和PM10呈正相关关系,相关系数分别为0.66和0.67。风矢量和分析表明:6月12日湖北省中东部存在明显的东北来向气流输送,污染物的输送是该时段霾天气发生的主要影响因子,而6月13日湖北省东北边界处的输送气流已经明显减弱消失,东南部风矢量和异常偏小导致的污染物堆积是该地区污染持续的主要原因。     

沙尘影响下海雾过程气溶胶和雾水组分特征

对2010年3月广东湛江东海岛海雾外场观测试验中获得的雾水样本和气溶胶资料进行分析,研究了海雾中气溶胶和雾水组分的特性以及沙尘过程对其演变的影响。结果表明：东海岛的气溶胶数浓度比内陆城市低1个数量级,环境相对清洁,其早晚的峰值明显,午后存在一个低值。气溶胶谱呈单峰分布,峰值半径为0.02~0.1 μm。雾日的气溶胶数浓度明显低于非雾日,最大值分别集中在0.05~0.1 μm和0.1~0.5 μm。雾过程开始后气溶胶数密度下降,尤其是小粒子端数密度减少显著;雾过程结束后气溶胶数密度会恢复到正常数值。受沙尘影响的过程中雾水中Ca²⁺和Mg²⁺明显增加,气溶胶粒子谱拓宽,直径大于1μm的气溶胶数密度高于其他雾过程;沙尘过境后气溶胶谱变窄,数密度显著减少,离子浓度较低。     

湛江地区近海岸雾产生的天气条件及宏微观特征分析

利用2011年2～3月广东省湛江市东海岛雷达站观测得到的12次雾过程中雾滴谱、能见度、边界层风温场资料以及常规气象资料,对沿岸海雾发生时的天气系统进行分类,分析了雾发生时的气象条件、边界层特点、微物理特征等,并对典型个例进行讨论。总结发现:海雾易出现在低压前部、高压后部和冷锋前部等天气形势下;雾过程中,地面以偏东风为主,高空以偏东、偏南风为主;雾滴数浓度(N)的平均值变化范围为170～372 cm-3,液态水含量(LWC)为0.018～0.170 g m-3,平均半径为1.71～3.28 μm。选取了一个典型个例来研究典型天气形势下海雾宏微观特征,该过程发展初期以核化凝结为主,在水汽不充足时,大量的雾滴凝结核争食水汽,使得N增加而平均半径几乎不变。根据自动转化阈值T可以看出,成熟时期碰并效率增加,大滴端数密度增加,滴谱拓宽。结合边界层气象要素演变分析发现,在夜间急流显著时,不利于雾滴生长,LWC较低;而高空风速较小,逆虚温较强可能是消散阶段平均半径出现跃增的原因。雾滴谱呈双峰分布,且瞬时谱符合Gamma分布;液态水含量与消光系数、有效半径呈正相关关系,相关系数分别为0.95和0.97。     

贺兰山两侧沙漠及污染城市CCN分布特征的观测研究

 利用DMT公司生产的连续流单过饱和度云凝结核计数器2007年8月在内蒙古自治区阿拉善左旗、宁夏回族自治区石嘴山市惠农区进行观测,并利用机载PMS观测资料,探讨贺兰山两侧云凝结核(CCN)在近地面和高空的垂直变化。分析表明,CCN主要来源于下垫面,污染地区的浓度明显高于沙漠地区,城市污染对CCN浓度的影响很大。CCN浓度的日变化非常明显。不同过饱和度下粒子谱谱型不同,主要表现为单峰型。过饱和度越大,活化的CCN数目越多,产生的粒子半径越大。高空观测表明,CCN、气溶胶数浓度在近地面较高,随高度的上升逐渐降低,遇到逆温层会出现浓度的跃升,其活化液滴谱型表现为双峰型,与地面相比,粒子谱向大粒子端移动,峰值半径在4 μm和6 μm左右。气溶胶粒子浓度主要集中在粒径0.3 μm以下;根据公式N＝CSK对地面的CCN活化谱进行拟合,接近大陆型核谱。不同地区及同一地区不同时间范围,CCN浓度、活化谱及活化后的液滴谱存在差异,需要在不同地区、不同季节对CCN谱型演变特征进行长期连续观测,从而认识CCN浓度及谱型的变化对云雾降水过程及气候变化的作用。不同地区可充当CCN气溶胶的谱分布及表面化学成分不同,其对CCN数浓度及谱分布的影响也不同,在观测中需要增加化学成分的观测,深入了解CCN浓度的时空分布特征。