2008—2018年黑龙江省大气自净能力变化特征分析

利用2008—2018年黑龙江省33个观测站的定时观测气象资料,按照国标《大气自净能力等级》（GB/T34299—2017）,分析了黑龙江省大气自净能力时间、空间的变化特征,并以省会城市哈尔滨为例,结合逐日空气质量指数（AQI）数据,分析了大气自净能力与AQI的关系。结果表明：2008—2018年黑龙江省平均大气自净能力指数为12.6×10⁴ km·a^-1,整体呈上升趋势,2015年以来大气自净能力明显增强。春季大气自净能力最高,秋季次之,冬季最低;空间分布大致呈北低南高分布,包含二、三级两个级别,春季全省各地均处于第二级别,有利于对大气污染物的清除,冬季漠河处于第五级别,不利于对大气污染物的清除;哈尔滨市冬季AQI与大气自净力指数呈显著负相关,考虑了通风量和雨洗作用的大气自净能力与AQI关系密切,直接影响着空气质量状况。     

1961—2020年郑州主城区大气自净能力变化特征分析

利用郑州市主城区1961—2020年气象观测资料和2014—2018年空气质量监测数据,分析了郑州主城区大气自净能力指数的长期变化趋势与影响因子以及2014—2018年主城区大气自净能力与PM_2.5的关系。结果表明：郑州主城区大气自净能力指数30 a气候均值为4.42 t·(d·km²)^-1,春季大气自净能力最强,为5.20 t·(d·km²)^-1;秋季大气自净能力最弱,为3.88 t·(d·km²)^-1,不利于对大气污染物的清除。1961—2020年郑州主城区大气自净能力呈显著的减弱趋势,其中1969年最强为6.85 t·(d·km²)^-1,2020年最弱为3.06 t·(d·km²)^-1。影响因子中,1961—1980年混合层厚度与大气自净能力指数呈正相关;日平均风速≥2.5 m·s^-1的日数和小风日数与大气自净能力分别呈...     

2013—2017年天津市大气自净能力与大气颗粒物质量浓度特征分析

基于经验公式分析了天津市2013-2017年大气自净能力,以及PM_2.5和PM₁₀质量浓度的时空分布特征,并探讨了大气自净能力与大气颗粒物PM_2.5质量浓度的关系,以期更好的理解大气环境对污染物浓度变化的影响。结果表明：时间变化上,天津市大气自净能力在午后13-14时最大,夜间最低,一年之中在采暖季（10月至翌年3月）要小于非采暖季,与之相反,天津市PM_2.5和PM₁₀质量浓度在采暖季均高于非采暖季。2017年相对于2013年,大气自净能力增加了5%,而PM_2.5质量浓度下降了34%,PM₁₀质量浓度则减少了47%。空间分布上,大气自净能力各季节均表现为沿海高于内陆,城区低于郊区的分布,天津市的PM_2.5和PM₁₀质量浓度的高值也主要集中在中南部地区,尤其是城区。大气自净能力与颗粒物浓度的分布在空间分布上有着一定的对应关系。分析表明,天津市大气自净能力日均值与PM_2.5质量浓度日均值呈负相关,两者的相关系数为-0.34,在采暖季,相关系数有所提高。通过大气自净能力与PM_2.5质量浓度变化的分析可知,重污染事件大多数发生在低大气自净能力时。     

京津冀及周边“2+26”城市秋冬季大气重污染气象条件及其气候特征研究

基于1961—2017年的地面常规气象观测资料以及ERA-Interim再分析资料等数据,采用大气自净能力指数（ASI）建立了重污染气象条件等级判别方法。通过对京津冀及周边“2+26”城市秋冬季大气重污染气象条件的长年代变化特征及其成因的分析,得出以下结论：从大气重污染气象条件多年平均水平来看,山西晋城从发生频次到极端性均为最高,北京、河北廊坊和河南郑州多发,河北保定、石家庄和衡水极端性较高。自1961年以来,虽然京津冀及周边“2+26”城市秋冬季大气重污染气象条件在历史上均有发生,但发生次数在2010年后显著增加,这是导致大气重污染频发的重要因素之一。相比2013—2016年,2017年秋冬季京津冀及周边“2+26”城市大气对污染物的清除能力相对较好,虽然北京不利于污染物扩散的气象条件仍然多发,但极端性明显降低。20世纪80年代和2010年以来京津冀及周边地区大气重污染气象条件发生频次均较多,这受到了气候变化背景下冷空气强度和大气滞留条件变化的明显影响,同时也在一定程度上受到了城市化的影响。     

气候变化背景下山东大气自净能力特征分析

利用山东22个基本（准）气象站小时气象观测资料,采用A值法计算了山东1961—2017年逐日大气自净能力指数（the atmospheric self-purification capacity index,ASPC）,分析了其气候空间分布特征和时间演变规律,利用MK检验（Mann-Kendall检验）和MT检验（Moving-t,滑动t检验）方法对历年ASPC进行了突变检验。结果表明：平均ASPC气候倾向率减小趋势极显著(P<0.01),除章丘和威海外,其他各地ASPC减小趋势均极显著(P<0.01);春季各月ASPC较大,历年各月ASPC随时间明显减小;年和四季ASPC空间分布基本一致,半岛地区较大,鲁南等内陆地区相对较小;年和春、夏、秋、冬季ASPC突变年份分别出现在2003年和2006年、2003年、2003年、2005年。济南、青岛地区ASPC分别从1999年、1993年开始显著减小,低ASPC日数历年变化大致与ASPC变化相反;济南和青岛历年各月ASPC变化差异明显。     

乌鲁木齐及周边城市空气质量变化特征及影响因素分析

利用2004—2010年乌鲁木齐及其周边的米泉、昌吉、阜康、克拉玛依和吐鲁番6个城市空气质量日报资料,同时结合降水和风速等气象资料对空气质量变化特征和影响因素进行分析。结果表明:(1)除了吐鲁番外,其他5个城市每年API指数具有相同的变化规律,每年的10月开始API指数逐渐增大,翌年的3月开始API指数逐渐下降。(2)6个城市API指数变化依次为,米泉乌鲁木齐阜康昌吉吐鲁番克拉玛依。(3)每年Ⅰ级和Ⅱ级天数占主导地位,乌鲁木齐和米泉在60%～80%之间,昌吉、阜康和吐鲁番在70%～90%,克拉玛依占到97%以上。(4)API高值出现在冬季,低值出现在夏季,反映了乌鲁木齐及周边城市典型的煤烟型污染特点;冬天逆温天气及大气稳定度以稳定型居多不利于空气污染物的扩散稀释;API与月降水量和月平均风速呈负相关关系。     

2017-2019年南疆西部和昆仑山北坡大气可降水量变化特征

基于2017-2019年南疆地基GPS大气可降水量（下文简称“GPS-PWV”）、常规探空水汽廓线计算的大气可降水量（下文简称“RS-PWV”）和逐时降水资料,统计分析南疆西部和昆仑山北坡GPS-PWV时空变化特征、夏季不同海拔高度不同降水量级下GPS-PWV变化与实际降水的对应关系。结果表明：（1）南疆西部和昆仑山北坡GPS-PWV与RS-PWV,二者具有符合预期的很高的相关性。（2）不同海拔高度站点GPS-PWV空间分布差异明显,大部分站点GPS-PWV随海拔高度的增加而降低。（3）各站点GPS-PWV逐月变化均呈单峰型,冬季12月或1月最小,夏季7、8月最大;春、夏季各站GPS-PWV距平日变化为单峰型,秋、冬季GPS-PWV距平日变化除秋季乌恰站、若羌站为单峰型外,其它均为三峰或四峰型。（4）各站有、无降水时PWV平均值差异明显,昆仑山北坡差异更大;降水发生前GPS-PWV已开始上升,南疆西部PWV峰值主要出现在降水前0～1 h,昆仑山北坡PWV峰值主要出现在降水前0～3 h和7～9 h。     

郑州城区大气CO2浓度变化特征及影响因素分析

郑州城区大气CO2浓度日变化比较强烈,变化幅度在26.24 ～ 64.34 μmol·mol-1,全天最低值出现在15时前后,最高值则出现在夜间至清晨.从季节来看,夏、秋两季的日变化幅度比冬、春两季的大.其中,1月份平均浓度达到最高,为455.80 μmol·mol-1;7月份平均浓度则最低,为369.25 μmol·mol-1.影响郑州城区大气CO2浓度变化的原因是人为取暖活动及植被的季节变化,另外一些气象因素也对CO2浓度有一定的影响.     

1961-2016年北疆冷空气过程变化特征及其环流指数分析

摘要：根据《冷空气过程监测指标》（QX/393-2017）分析1961—2016年北疆单站和区域不同等级冷空气时空变化特征以及环流指数与其相关性。结果表明：北疆单站冷空气频次中等强度冷空气最多,寒潮次多,强冷空气最少;各级冷空气在北疆北部高发,空间差异明显,一半以上站点寒潮减少趋势显著;区域冷空气寒潮最多,中等强度冷空气、强冷空气频次相当,其中寒潮减少速率为0.58次/10a,强冷空气变化不明显,中等强度冷空气增加速率为0.1次/10a;单站和区域寒潮在冬季高发,强冷空气和中等强度冷空气春秋季多发;冷空气初日无明显变化,终日呈推后趋势;不同等级冷空气过程均存在三个长短不一的变化周期,中等强度冷空气、强冷空气存在明显突变,寒潮未出现突变;88个大气环流指数中有27个与北疆不同时期冷空气发生频次显著相关,其中斯堪的纳维亚遥相关型指数偏高北疆地区气温偏低,亚洲区、北半球极涡指数偏大,新疆冬季气温偏低,冷空气发生概率增大,南极涛动指数强年北疆地区冷空气出现频次可能会减少。     

华北5月降水年际变化特征及其成因

本文采用华北5月降水资料,NCEP资料以及COADS海温资料,借助相关分析、合成分析等方法研究了华北5月降水的总体分布特征,并从总体上探讨了其与海温、大气环流年际变化的关系及其影响机制。结果表明:华北5月降水存在年际变化特征,降水量偏少年份多于偏多的年份,降水偏少年降水量与平均值相差较小,而降水偏多年降水量与平均值相差较大;华北5月降水与(25~50°N,110~145°E)一带大气环流(200 hPa)的年际变化及前期低纬大气环流的年际变化均有显著的正相关关系;中纬度西传Rossby波列与低纬赤道印度洋海温的变化是引起华北5月降水年际变化的重要原因。     

华南夏季大气水汽汇时空变化特征

用1958~2004年NCEP/NCAR再分析资料,分析华南夏季大尺度大气水汽汇的时空变化特征。结果表明:西南地区东部至华南北部地区、华南沿海地区是我国南方夏季水汽汇的2个主要的变异中心区。西南地区东部至华南北部地区夏季水汽汇具有明显的年代际变化特征。华南南部沿岸地区夏季水汽汇则以年际变化为主。西南地区东部至华南北部附近地区以及华南南部沿岸地区水汽汇的强弱异常变化,与东亚上空水汽输送异常而导致上述地区的垂直积分的水汽通量辐合的异常是密切相关:如果向华北或者长江流域的水汽输送增强(减弱),则华南地区得到的水汽减少(增加),导致上述地区上空的水汽汇偏弱(偏强)。     

郑州城区大气CO2浓度变化特征及影响因素分析

郑州城区大气CO2浓度日变化比较强烈,变化幅度在26.24～64.34μmol.mol-1,全天最低值出现在15时前后,最高值则出现在夜间至清晨。从季节来看,夏、秋两季的日变化幅度比冬、春两季的大。其中,1月份平均浓度达到最高,为455.80μmol.mol-1;7月份平均浓度则最低,为369.25μmol.mol-1。影响郑州城区大气CO2浓度变化的原因是人为取暖活动及植被的季节变化,另外一些气象因素也对CO2浓度有一定的影响。     

凯里市蒸发量变化特征及影响因素分析

利用线性倾向性估计和Mann-Kendal检验方法,分析了凯里市1958-2009年蒸发量的变化特征,通过相关分析,结果表明：凯里市蒸发量在以35．8mm／10a的速率下降,年蒸发总量在1964年发生了突变,1968年显著减少;春、夏、秋三季季蒸发量20世纪60年代初期发生了突变,夏季突变最为明显;低云量、平均气温逐年递增、日照显著减少的变化趋势是蒸发量减少的最重要影响因子,相对湿度、水汽压、降水量对蒸发量影响不可忽视,风速对蒸发量的影响作用不大。     

近50年华北区8月降水异常的时空特征及其成因分析

利用1958-2007年8月华北53个气象站降水实测资料和NCEP/NCAR同期月平均再分析资料,采用EOF和REOF分析以及曼-肯德尔法等统计方法,分析了近50年华北区8月气候异常的空间分布特征和降水演变趋势,并对多、少雨年500 hPa平均位势高度场、850 hPa矢量风及水汽通量场等进行了对比分析.结果表明:(1)华北区8月降水的EOF分析前3个特征向量场较好地反映了降水异常的空间分布,分别为整体一致、南北相反和东西相反的空间结构;REOF旋转后的前6个空间模态表明了华北区8月降水异常的次区域分布特征.从时间变化趋势来看,华北区8月降水呈现递减趋势,1986年是降水由多雨期向少雨期转折的年份;近10年华北区8月降水较20世纪50年代减少近三分之一;各次区域近50年降水趋势不一致,华北南部变化不明显,东南区有增湿趋势,西北区和东北区干旱化趋势最为明显,对整个华北8月干旱化有主要贡献.(2)西太平洋副热带高压与华北区8月降水有密切关系.当西太平洋副热带高压偏强且位置偏西、偏北时,有利于我国中高纬500 hPa形成“西低东高”环流型,同时对流层低层偏南气流强烈发展,将大量水汽向北输送,造成华北区降水偏多;当西太平洋副热带高压偏弱、位置偏东时,华北区降水偏少.(3)华北区干旱化趋势主要源于1986年前后500 hPa环流的明显调整和维持.     

广西南宁市太阳辐射变化特征及影响因素分析

利用南宁市太阳辐射站1986～2011年的太阳总辐射、日照时数资料,分析南宁市太阳总辐射的气候变化特征.另外,利用南宁站同期的低云量、地温等要素,计算这些要素与太阳辐射的相关系数,采用最小二乘法拟合出各月的线性关系,分析其对太阳总辐射的影响.     

1960-2017年河西走廊东部寒潮时空变化特征

利用甘肃河西走廊东部5个气象站1960—2017年平均气温和最低气温逐日资料,采用线性趋势法、Mann-Kendall检验及Morlet小波分析等方法,从单站和区域角度出发,统计分析河西走廊东部地区寒潮的时空变化特征。结果表明:河西走廊东部单站寒潮次数及强度存在明显的空间差异,除武威站外寒潮频次自北向南逐渐减少,而寒潮强度则呈现南北两端强、中间弱的分布特征。单站寒潮主要发生在9月到次年5月,而区域性寒潮多发生在10月至次年5月,单站和区域性寒潮在春季最易发生,而最强区域性寒潮易出现在秋季。近58 a来,河西走廊东部民勤、永昌、武威3站寒潮次数均发生了由多到少的显著突变,突变点分别为1973、1973、2014年,且5站寒潮频次均存在41 a左右的周期变化;区域性寒潮频次呈现明显的"显著减少-波动变化-缓慢增加"阶段性年代际变化,但未发生显著突变,且具有42 a、15 a、8 a、4 a的变化周期。现行寒潮统计标准无法完全反映气温缓慢下降的冷空气活动。     

1981—2020年北京城市热岛效应时空特征及其影响因素分析

在气候变暖和快速城市化背景下,北京一直面临着城市热岛效应带来的环境问题。基于北京市1981—2020年逐日气温观测资料,采用线性回归、克里金插值和相关性分析等方法,研究了北京市城郊气温变化趋势以及北京市城市热岛强度(Urban Heat Island,UHI)的时空变化特征,并评估了气象因素、人口密度和土地利用/覆盖类型对城市热岛效应的影响。结果表明:近40 a来北京市城郊区的平均气温均呈上升的变化趋势,且城区气温增幅大于郊区,表明北京市UHI上升趋势显著。就季节而言,北京市冬季UHI最强(1.22 ℃),秋季次之,春、夏最弱,其中秋季UHI增幅最大。同时,北京市城市热岛效应范围也在逐渐扩大,其中城六区为高值区,热岛区由西北向东南方向延伸至城市副中心通州区,朝阳区和通州区增温趋势明显。2000年以来,北京市冬季UHI出现了显著的增加趋势,高值区UHI增加至1.6 ℃。此外,主成分分析表明人口、建设用地和气压对城市热岛效应的形成起促进作用,而风速和耕地是缓解城市热岛效应的重要影响因素。     

1961-2017年四川省夏季长周期旱涝急转演变特征及环流影响分析

基于NECP/NCAR再分析资料和四川省38个站点降水资料,结合长周期旱涝急转指数,分析了四川省夏季旱涝急转的时间演变特征及其与典型年份大气环流的联系.结果 表明:1)四川省夏季旱涝急转指数年际变化差异较大,旱转涝事件多于涝转旱事件,但发生旱转涝事件的可能性和强度降低,而涝转旱年强度更强;2)旱转涝年的旱期与涝转旱的涝...     

云南大气边界层高度演变及其与PM2.5变化相关性分析

基于ERA5 PBLH数据集、PM2.5观测数据和气温、相对湿度等多种气象观测资料,采用统计方法对1980—2020年云南省大气边界层高度（PBLH）变化特征、变化趋势,PM2.5浓度变化与PBLH的相关性进行系统分析。结果表明,受太阳直接辐射在一天中的变化影响,云南PBLH夜间变化平稳,白天波动较强;地气温差年代际变化与PBLH具有较好的一致性,2000年代至2010年代云南PBLH呈稳步升高趋势。降雨年内分布、地理位置的特殊性和天气系统等影响差异使得云南高海拔区域年内PBLH变化差异较小,干季PBLH较中、低海拔区仍明显偏低。云南四季PBLH大值中心多出现在昆明至楚雄,变化百分率多表现为增大趋势,春季整体增大趋势最明显,冬季变化百分率空间分布差异性最强。近地面层低温、高湿、弱风造成傍晚至夜间（18:00—01:00）PBLH快速下降,致PM2.5堆积到近地面层,PBLH对PM2.5浓度影响随之增强。各州/市PBLH与PM2.5的相关性和相关程度随季节和时次不同存在一定差异,02:00和08:00 PBLH与PM2.5基本表现为负相关,相关程度整体高于14:00和20:00;人类活动...