Dust Storms in North China in 2002： A Case Study of the Low Frequency Oscillation

The low frequency oscillation in both hemispheres and its possible role in the dust weather storm events over North China in 2002 are analyzed as a case study. Results show that the Aleutian Low is linked with the Circumpolar Vortex in the Southern Hemisphere on a 30-60-day oscillation, with a weak Circumpolar Vortex tending to deepen the Aleutian Low which may be helpful for the generation of dust storm events. The possible mechanism behind this is the inter-hemispheric interaction of the mean meridional circulation, with the major variability over East Asia. The zonal mean westerly wind at high latitudes of the Southern Hemisphere in the upper level troposphere may lead that of the Northern Hemisphere, which then impacts the local circulation in the Northern Hemisphere. Thus, the low frequency oscillation teleconnection is one possible linkage in the coupling between the Southern Hemisphere circulation and dust events over North China. However, the interannual variation of the low frequency oscillation is unclear.     

Erratum to：A Case Study of the November 2012 Mixed Rain-Snow Storm over North China

正Erratum to:Acta Meteor Sinica DOI 10.1007/sl3351-013-0510-3The original version of this article unfortunately contained a mistake.The presentation of DOI number was incorrect.The corrected DOI number is 10.1007/sl3351-013-0512-1     

中国3个典型城市气溶胶光学厚度地基观测及其MODIS气溶胶产品精度分析

利用中国太阳分光观测网的观测资料结合MODIS(中分辨率成像光谱仪)的气溶胶产品分析了北京、兰州、上海3个典型区域城市的气溶胶光学特性。结果表明:北京AOD(气溶胶光学厚度)年平均为0.41±0.35,春夏高,秋冬低,Angstrm波长指数α年平均为1.40±0.85表现为细模态粒子,MODIS的光学厚度为0.52±0.39与地面观测相关系数为0.91,存在系统性高估;兰州AOD年平均为0.55±0.21,夏季最低,秋冬较高,α年平均为0.95±0.20表现为粗模态粒子,MODIS光学厚度为0.43±0.21与地面观测相关系数仅为0.07,存在系统性低估;上海AOD年平均为0.55±0.21,无明显季节变化,α平均为1.03±0.25,MODIS光学厚度为0.74±0.30与地面观测相关系数为0.75,存在系统性高估。城市地理位置和复杂地表等原因造成反照率的不确定,MODIS气溶胶产品在这3个城市的反演效果仍有很大提升空间。     

基于飞机和MODIS观测的华北地区气溶胶标高分析

为研究华北地区的气溶胶分布情况,利用2012—2014年飞机观测资料和MODIS卫星资料,对石家庄等地的气溶胶标高进行了分析。结果表明:(1)与飞机观测资料对比后认为可以利用MODIS光学厚度和常规能见度资料计算气溶胶标高;(2)华北地区春夏季气溶胶标高一般大于秋冬季;6个主要城市中,位于平原地区的城市气溶胶标高较低,西北山区城市标高较高;(3)在不进行飞行探测,仅使用地面资料和卫星资料,通过计算得到气溶胶垂直分布是可行的,尤其是在对流层中层的结果比底层更可信;(4)分别使用观测资料与拟合数据计算光学厚度,分析其误差后,确认在计算光学厚度的过程中可以使用气溶胶数密度指数递减假设。     

2010—2012年我国西北地区沙尘个例气溶胶特征分析

利用2010—2012年间中国西北地区敦煌、民勤和塔中3个站点的CE-318太阳光度计观测资料,反演获得了气溶胶440 nm波段的大气气溶胶光学厚度（AOD）及440—870 nm波长指数（Alpha）,同时结合Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS)卫星L1B产品及环境颗粒物监测仪Tapered Element Oscillating Microbalance(TEOM)观测的PM10数据,挑选出2010—2012年间沙尘天气特征明显的6个日期,并对这6天的气溶胶光学特性、PM10浓度变化特征及沙尘气溶胶来源进行了分析。研究结果表明：MODIS卫星图有明显沙尘天气过境时,当天的AOD值较高,Alpha值则较低,且AOD和Alpha表现出相反的变化趋势。这表明在这3个站点沙尘气溶胶占主导,PM10浓度变化与AOD变化趋势有较好的正相关性。Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory（HYSPLIT）后向轨迹分析表明,气团大多起源于塔克拉玛干沙漠或干旱、半干旱区。     

2015年春季华北黄淮等地一次沙尘天气过程分析

利用常规气象观测资料、环境观测资料和ECMWF预报模式、CUACE/dust沙尘模式等资料和预报结果,对2015年3月27—30日华北、黄淮等地沙尘天气过程的天气形势、形成原因和模式预报等结果进行了分析,结果表明：此次沙尘天气过程由东北气旋快速变化引起的冷空气南下造成了华北、黄淮等地的沙尘天气,而后活跃的暖空气盛行一支南风把沙尘又携带返回传输至华北、黄淮一带地区;预报员对这种天气形势的快速变化预计不够充分,加之数值模式对正北路径的漏报,致使对28日的华北、黄淮等地大面积沙尘强度及区域预报偏弱,而后预报员和模式也没有充分考虑南风造成的沙尘从南向北回流传输情况的影响,特别是霾天气的同步发展更容易造成对沙尘天气的忽略,所以春季应通过PM10和PM2.5浓度的同时检测来辨识沙尘、霾和混合型天气,通过首要污染物是否为PM10来判断主要污染类型。     

天津市秋季典型环境污染过程个例分析

选择天津市秋季典型PM10污染过程2010年10月3—12日环境空气质量监测资料和常规气象资料、探空资料及NCEP资料,研究大气环境天气背景场、大气层结稳定度的特征及其对污染过程的影响。结果表明：高低空环流背景场与污染过程密切相关。在污染上升阶段,层结稳定度迅速增加,500 hPa高空处于槽前,地面在华北地形槽中,高低空风速辐合;在污染峰值阶段,层结稳定,逆温层加强,环流场稳定少变,地面风力微弱;在污染下降阶段,层结稳定程度骤降,地面冷锋和高空槽过境,降水出现,高低空偏北风增大。同时,PM10污染过程与多项层结稳定度参数显著相关,与对流凝结高度单相关系数为0.84,因此,高低空环流背景场的配置和层结稳定度变化是PM10污染出现的主要原因。     

MODIS遥感中国近海气溶胶光学厚度的检验分析

基于中分辨率成像光谱仪(TERRA/MODIS)的一级数据和相应的辅助数据,利用MODIS/ARIS预处理软件包(IMAPP)中的气溶胶软件反演得到中国近海气溶胶的光学厚度,与AERONET太阳光度计的反演结果作对比分析,验证了此反演方法的可行性.研究了2002年10-11月中国近海气溶胶光学厚度和Angstrom指数(表征粒子谱宽度)的变化特征,进一步结合气块后向轨迹分析和地理环境背景场信息讨论了卫星反演气溶胶光学参量的适用范围和误差来源,结果表明:IMAPP反演得到的气溶胶光学厚度,在东海和日本以南等广阔海域与气溶胶地基观测网(AERONET)的观测结果基本一致;在渤海和黄海近海岸一带反演值偏高,其主要原因是该海域存在二类水体的影响.     

2010-2011年鞍山市能见度特征

利用2010年6月至2011年5月鞍山大气成分观测站的能见度资料,统计分析能见度与PM₁₀、PM_2.5、PM_1.0质量浓度、风速、降水强度和气溶胶光学厚度等气象要素的相关性。结果表明：鞍山市能见度月均值从8月份开始呈上升趋势,11月份达到峰值后开始显著下降,2月份达到最低值,自3月开始又出现较大幅度增长,进入夏季后略有下降;PM_2.5/PM₁₀、PM_1.0/PM₁₀比值与能见度呈反相关,能见度增大,PM_2.5/PM₁₀、PM_1.0/PM₁₀比值减小,且PM_1.0/PM₁₀的减小趋势更大,说明影响能见度的颗粒物以细粒子为主。平均风速与能见度变化趋势基本一致,与PM_2.5/PM₁₀、PM_1.0/PM₁₀的变化趋势呈反相关。随着雨强的增大,降水日能见度平均值随之减小,降水前一日和后一日的能见度平均值均大于降水日,且降水前一日及后一日的能见度改变量及改变率的绝对值随着降水强度的增加而增加。波长指数的变化说明影响鞍山能见度变化的污染物粒子整体较稳定,能见度与AOD成明显的反相关。     

Optical Properties and Source Analysis of Aerosols over a Desert Area in Dunhuang,Northwest China

Aerosol observational data for 2012 obtained from Dunhuang Station of CARE-China(Campaign on Atmospheric Aerosol Research Network of China) were analyzed to achieve in-depth knowledge of aerosol optical properties over Dunhuang region. The results showed that the annual average aerosol optical depth(AOD) at 500 nm was 0.32 ± 0.06, and the ?ngstr?m exponent(α) was 0.73 ± 0.27. Aerosol optical properties revealed significant seasonal characteristics. Frequent sandstorms in MAM(March–April–May) resulted in the seasonal maximum AOD, 0.41 ± 0.04, and a relatively smaller αvalue, 0.44 ± 0.04. The tourism seasons, JJA(June–July–August) and SON(September–October–November) coincide with serious emissions of small anthropogenic aerosols. While in DJF(December–January–February), the composition of the atmosphere was a mixture of dust particles and polluted aerosols released by domestic heating; the average AOD and αwere 0.29 ± 0.02 and 0.66 ± 0.17, respectively. Different air masses exhibited different degrees of influence on the aerosol concentration over Dunhuang in different seasons. During MAM, ranges of AOD(0.11–1.18) and α(0.06–0.82) were the largest under the dust influence of northwest-short-distance air mass in the four trajectories. Urban aerosols transported by northwest-short-distance air mass accounted for a very large proportion in JJA and the mixed aerosols observed in SON were mainly conveyed by air masses from the west. In DJF, the similar ranges of AOD and α under the three air mass demonstrated the analogous diffusion effects on regional pollutants over Dunhuang.     

2004年北京市沙尘天气对空气质量影响的对比分析

北京市环保局近几年的空气质量监测报告表明：PMIO污染显著,一直居高不下,是最主要的污染物,全年中其占首要污染物的天数超过90％;SO2的污染趋势已经得到控制;NO2的污染状况改善相对较小,但整体呈现缓慢下降的趋势。通过对2004年春季北京市发生的3次沙尘天气过程的分析与比较,结合北京市3月份的空气污染物浓度（或指数）的变化情况,总结了沙尘天气对空气质量的影响情况,为今后北京地区沙尘天气的空气质量预报提供参考。     

2006年中国地区大气气溶胶浓度分布特征的模拟研究

结合2006年最新的气溶胶排放源资料,以NCEP/NCAR再分析资料为气象场,驱动大气化学传输模式MATCH（Model of Atmospheric Transport and Chemistry）,模拟了2006年中国地区硫酸盐、黑碳和沙尘气溶胶的质量浓度分布及其季节变化。模拟的气溶胶光学厚度（AOD）结果与CSHNET观测网数据比较分析后发现,基于21个观测站的61组月平均数据与相应模拟结果的相关系数为0.63。模拟结果表明：2006年中国地区硫酸盐气溶胶高值区主要分布在中国的四川盆地、华北及长江流域等工业较发达地区,而且具有明显的季节变化,四川盆地及长江以南地区,硫酸盐气溶胶1月份浓度高于7月份,长江以北的大部分地区,7月份浓度高于1月份;黑碳气溶胶主要分布在黄河、长江中下游地区及华南等地区,1月份浓度高于7月份;沙尘气溶胶主要分布在内蒙古中部沙漠地区,4月份浓度最高,7月份次之,其他月份较少。