2016—2020年沙尘天气对陕西省空气质量的影响特征

基于2016—2020年陕西省环境空气质量监测数据,分析沙尘天气对陕西省空气质量的影响特征。结果表明：(1)陕西省域沙尘天气过程每年发生9—19次,沙尘影响日每年20—46 d;春季为沙尘天气高发季,5月和3月为高发月;沙尘天气过程发生频数空间分布整体表现为自北向南、自东向西递减。(2)各城市沙尘天气过程持续时间2—120 h,关中城市持续时长总体高于陕北和陕南城市;不同沙尘天气过程PM10峰值浓度变化范围大,最高值出现在榆林(3 219μg·m^-3)。(3)2018年沙尘天气对陕西省PM₁₀年均浓度影响最大,2020年影响最小,年均浓度绝对贡献分别为9.3μg·m^-3和2.9μg·m^-3;各城市沙尘影响日超标占比66.7%—89.7%,污染等级以轻度和中度污染为主,严重和重度污染较少;榆林、延安和商洛的严重污染100%来源于沙尘天气,关中5市的严重污染20.5%—66.7%来源于沙尘天气。     

沙尘天气中气溶胶光学特性的时空分布特征

选取内蒙古境内额济纳旗、乌拉特中旗、东胜、朱日和、锡林浩特5个站的几次沙尘天气过程和晴朗天气下CE-318太阳光度计资料,计算出大气气溶胶光学厚度,结合气象资料分析在沙尘天气发生过程中气溶胶光学厚度的时空分布特征。分析结果显示,在沙尘天气发生过程中,气溶胶光学厚度是一个相当敏感的变量,其随沙尘的发生、发展和消亡表现出明显不同的日变化特征,且光学厚度值随着沙尘天气的发生和发展,在其空间分布变化上与沙尘天气本身的空间分布变化具有很好的一致性,可以很好的反映沙尘输送过程。此外气溶胶光学厚度与大气稳定度也有一致的日变化趋势。因此,对于大气气溶胶光学厚度的监测可以为沙尘天气的预报提供较为准确的客观依据。     

近年来北京沙尘天气特征及成因分析

针对2000-2002年北京沙尘天气增加和2003年沙尘天气迅速减少的现象,统计分析了近几年北京沙尘天气的特征和出现的特点,并从大气环流形势、气候特点、气象要素以及可能影响北京沙尘天气的沙源状况进行分析。2000-2002年春季,我国处于西北气流的控制之下,冷空气势力强,以西或西北路径影响我国。2003年春季亚洲东北部高压脊偏强和日本海气旋较弱,使得冷空气路径偏北,入侵我国的冷空气势力较弱,产生大风沙尘的动力条件减弱。气候特点分析表明,1999-2002年北方大部分地区降水量持续偏少,年平均气温偏高,造成土壤水分蒸发强烈,土壤干燥疏松。2002年冬季至2003年春季,北方地区降水量较常年明显偏多,北京周边地区的主要沙源地一直被积雪覆盖,植被覆盖度扩大,有效抑制了沙尘天气的形成。     

中国沙尘天气变化的时空特征及其气候原因

根据中国大陆1954-1998年338站沙尘天气频次（日数）资料、1948-1999年NCEP/NCAR850hPa位势高度资料、1950-1998年中国160站月降水和气温资料分析了中国沙尘天气与降水、气温及扰动涡旋的相关关系，分析发现，沙尘天气的出现与气温和扰动涡旋的关系密切，表现为沙尘天气频次与冬春气温存在显著的负相关，而与春季850hPa上的扰动涡旋有显著的正相关，基于上述关系建立了一个描述中国沙尘天气特征的指数：沙尘指数，通过分析发现沙尘指数能较好地反映中国北方除新疆以外地区沙尘天气的变化规律。     

中国沙尘天气的区域特征

利用筛选的1954~2000年中国338个站沙尘天气资料及相关气候资料,从沙尘天气区划方面着重分析研究了我国沙尘天气的区域特征。结果表明： 1) 我国沙尘天气多发区分别位于以民丰至和田为中心的南疆盆地和以民勤至吉兰泰为中心的河西地区。不同类型沙尘天气的空间分布范围不尽相同,其中沙尘暴主要发生在与北方沙漠及沙漠化土地相联系的极干旱、干旱和半干旱区内。扬沙和浮尘天气除了在沙尘暴发生区的绝大部分地区出现外,还向其它邻近地区扩展,如扬沙可向东北地区和东南的黄淮海平原及以南地区扩展;而浮尘天气则主要向东南方向扩展,可涉及整个黄淮海平原和长江中下游地区。相比之下,上风方向的中高纬地区,如北疆和东北北部地区,浮尘天气发生甚少。2) 全国沙尘暴天气易发区可划分为北疆、南疆、河西、柴达木盆地、河套、东北和青藏等7个亚区。沙尘暴和浮尘在南疆区发生日数最多,而扬沙在河西区发生日数最多。     

兰州市沙尘和非沙尘天气降尘的粒度特征比较

选择兰州市典型沙尘天气和非沙尘天气收集两类降尘,并对其进行粒度测定。结果表明：两种类型降尘粒度特征差别明显。总体上看沙尘天气和非沙尘天气降尘都以粉砂为主,但沙尘天气降尘粒度比非沙尘天气降尘偏粗,分选更差。非沙尘天气降尘粒度频率曲线呈双峰态分布。而沙尘天气降尘则呈单峰正偏态分布特征,说明沙尘天气沉降物来源比较单一。沙尘天气和非沙尘天气降尘的粒度分布曲线与兰州黄土的十分相似,说明现代降尘是地质时代风尘活动的继续,现代风积作用仍在进行。而它们粒度参数之间的差异可能与降尘堆积物的粘土化过程有关。     

西北地区沙尘天气的时空特征及影响因素分析

利用1960—2005年西北地区135个台站的沙尘日数、月降水和气温资料,以及500 hPa高度场和太平洋海表温度资料,通过常规统计和诊断方法,分析了沙尘天气的时空特征及其影响因素。结果表明,除北疆北部外,西北地区大部分地方年平均沙尘日数在5 d以上,沙尘日数25 d以上的地方主要在南疆、青海西部、甘肃河西及中部地区以及宁夏、内蒙古中西部和陕北一带,而50 d以上沙尘高频区主要集中在塔克拉玛干沙漠周边地区以及巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠和毛乌素沙地一带。沙尘天气在春季发生最频繁,而很少发生在秋季。近46 a年沙尘日数总体上呈显著下降趋势,在沙尘天气高发区的下降趋势更为明显。20世纪70年代中期开始,沙尘天气发生频数由较多期跃变为一个相对较少期。当北太平洋地区位势高度偏低,青藏高原至新疆500 hPa高压脊异常偏强,亚洲大陆中高纬高度场较常年偏高时,西北地区沙尘日数偏少,反之亦然。当春季太平洋海温表现为厄尔尼诺(拉尼娜)典型态时,同期沙尘日数偏少（多）。     

西安沙尘天气特征及其对空气质量的影响

利用1971-2003年西安市常规气象观测资料、2001-2003年西安市区主要污染物日均浓度资料和2002年3月一次重度污染事件逐时的PM₁₀浓度资料,分析了西安市沙尘天气的时间分布特征及其对主要空气污染物浓度的影响。结果表明:西安市沙尘天气近30多年来总体呈波动式明显减少的趋势,但2001-2002年有所增多,2003年又减少。沙尘天气主要出现在春季,4月最多,占全年天数的22.6%。沙尘天气对西安空气质量影响显著,可使3~4月PM₁₀月浓度平均提高12.1%,在分析的一次强沙尘暴个例中,一小时内PM₁₀浓度最高增加了0.585mg·m^-3,达到0.970mg·m^-3,从而造成严重的空气污染事件。     

沙尘天气对榆林市环境空气质量的影响

基于2013-2018年榆林市沙尘天气和环境空气质量逐日数据,定量分析了沙尘天气对榆林市空气质量指数(AQI)、可吸入颗粒物(PM10)和细颗粒物(PM2.5)的绝对贡献和相对贡献率.结果表明:沙尘天气对榆林市AQI的贡献率为0.7％-11.1％(平均值±标准差6.4％±3.8％);对PM10的绝对贡献为 1.0-13...     

南疆盆地沙尘气溶胶光学特性及我国沙尘天气强度划分标准的研究

依据气溶胶光学厚度测量原理,利用布设于塔里木盆地腹地塔中和盆地西南边缘和田气象站的2部CE318自动跟踪太阳光度计于2002年6月至2003年11月期间的探测结果,结合地面气象实测资料,分析了南疆盆地大气气溶胶的光学特性。同时结合我国已有的沙尘气溶胶光学特性的研究成果,初步提出了依据气溶胶光学厚度判断沙尘天气强度的标准。结果表明:塔中、和田气溶胶光学厚度随波长的增大多呈现减小趋势,塔中个别季节有些例外;2站气溶胶光学厚度的日变化基本保持对称的抛物线形,在春、夏季尤为明显;Angstrom浑浊度系数β的拟合曲线显示β随能见度增大而减小,波长指数α随能见度的变化趋势说明弱沙尘天气下,大气中主要弥漫着小粒径的气溶胶颗粒,而强沙尘天气则以大粒径为主;沙尘气溶胶光学厚度随晴空、浮尘、扬沙、沙尘暴依次增加;沙尘天气发生时,气溶胶光学厚度的临界值基本为晴空值的两倍,沙漠地区气溶胶光学厚度≥1.1206,北京≥0.3174。而发生沙尘暴的阈值则有很大不同,沙漠区气溶胶光学厚度至少 > 3.0,北京由于大气污染等因素,其判断沙尘暴发生的阈值为1.9982。另外笔者认为AOD与水平能见度之比值能够较全面地考虑水平和垂直两个方向的要素变化,衡量沙尘天气强度更具有合理意义,值得更深一步的探讨。     

Vertical distribution characteristics of dust aerosol mass concentration in the Taklimakan Desert hinterland

The different height mass concentrations of dust aerosol data from the atmosphere environment observation station （Ta- zhong Station） was continuously observed by instruments of Grimm 1.108, Thermo RP 1400a and TSP from January of 2009 to February of 2010 in the Taklimakan Desert hinterland. Results show that： （1） The mass concentration value of 80 m PMl0 was higher, but PM2.5 and PM1.0 concentrations at 80 m was obviously lower than 4 m PMl0, and the value of 80 m PM1.0 mass concentration was the lowest. （2） The PM mass concentrations gradually decreased from night to sunrise, with the lowest concentration at 08：00, with the mass concentration gradually increased, up to the highest concentration around 18：00, and then decreased again. It was exactly the same with the changes of wind speed. （3） The high monthly average mass concentration of TSP mainly appeared from March to September, and the highest concentration was in April and May, subsequently gradually decreased. Also, March-September was a period with high value area of PM monthly average mass concentration, with the highest monthly average mass concentration of 846.0 p.g/m3 for 4 m PM~0 appeared in May. The concentration of PM10 was much higher than those of PM2.5 and PM1.0 at 80 m. There is a small difference between the concentration of PM2.5 and PM~ 0. Dust weather was the main factor which influenced the concentration content of the different diameter dust aerosol, and the more dust weather days, the higher content of coarse particle, conversely, fine particle was more. （4） The mass concentration of different diameter aerosols had the following sequence during dust weather： clear day 〈 blowing dust 〈 floating and blowing dust 〈 sandstorm. In different dust weather, the value of PM~o/TSP in fine weather was higher than that in floating weather, and much higher than those in blowing dust and sandstorm weather. （5） During the dust weather process, dust aerosol concentration gradually decreased with particle size decreasing. The dust aerosol mass concentration at different heights and diameter would have a peak value area every 3-4 days according to the strengthening process of dust weather.     

中国地市旅游经济差异的时空演变特征

利用Theil指数分解及GIS空间分析等方法,比较分析了近年来中国地市入境、国内旅游经济差异的时空演变特征。结果表明,两者的高度空间集中性都具有总体下降的趋势,且其时空演变过程以东部地带内的差异和变化为主要来源;入境旅游经济较之国内旅游经济具更强的空间极化特征及更慢的差异缩小趋势,入境旅游经济的空间极化格局以点状高度集中分布为主要特征,国内旅游经济的空间极化格局主要呈轴状延伸趋势;在缩小东、中、西部地市间社会经济差异的作用上,前者并不明显,后者的空间经济效应相对明显,但作用程度有限。     

清代西北地区的沙尘天气

通过对《清史稿》、《清实录》、西北各地清和民国时期所修的地方志及其他史籍较为系统全面的查阅,经过整理和分析,最后确定从历史文献中可识别出清代西北地区共有62次沙尘天气事件。根据这62次沙尘天气事件的分析发现:清代西北地区沙尘天气的发生在时间上呈明显的波状起伏,1650至1710年代和1810至1910年代西北地区沙尘天气出现较频繁,1710至1810年代西北地区沙尘天气发生较少;就季节而言,春季是清代西北地区沙尘天气发生的最集中季节;就空间分布而言,清代西北地区的沙尘天气大致有4个多发地带:即以西安、渭南为中心的关中平原地区,以镇原、庆阳为中心的陇东黄土高原地区,以中卫、古浪、永登、山丹为中心的河西走廊地区,以米脂、子长为中心的陕北黄土高原地区;清代西北地区沙尘天气的发生与气温变化关系紧密,但与降水变化的关系不明显。     

中国明清时期疫病时空分布规律的定量研究

依据《中国三千年气象记录总集》、《中国灾荒史记》、《人类灾难纪典》等文献中有关疫病的史料,从地理学的角度定量探讨中国历史上疫病的高发期——明清时期疫病的时空分布规律,以期为研究传染病与环境变化的关系和传染病的控制提供理论依据。研究发现明清时期疫病的发生越来越频繁,1840年以后,疫病发生的频率和影响范围呈现明显的上升趋势,在1580~1589年、1639~1648年、1813~1822年、1857~1866年分别出现四个高峰。疫病的空间分布呈现出由东部沿海地区向内陆地区递减的规律。从发病范围来看,东中部所有的省市都发生过疫病,北京市、天津市、上海市、海南省、福建省、安徽省、江西省、山东省和浙江省发病县数达80%以上。从发病年数来看,黄河和长江中下游地区疫病的发生频率明显高于其他地区。整体上看,华北地区、江浙地区、福建省等东部沿海地区和海南省年均发病县数比较高,表明这些区域疫病的发生频率高,影响范围广。     

兰州市沙尘天气污染特征及潜在源区

为了解兰州市沙尘天气期间大气污染特征,选取2016—2017年兰州市国家大气环境监测网络系统21个监测站点逐小时数据,对沙尘天气过程中的污染物特征进行分析。在此基础上,结合地面气象参数,运用HYSPLIT模型聚类计算和激光雷达观测等手段,对颗粒物来源和传输过程进行潜在源区贡献因子（PSCF）和浓度权重轨迹（CWT）分析。结果表明：兰州沙尘天气主要受西北方向、东偏北短距离传输、北部内蒙古路径3类气团影响,其中西北方向气团影响沙尘天气持续时间较长,沙尘过程中消光系数最高,环境空气质量转差显著,其他两类气团影响沙尘天气持续时间较短,有利于污染扩散;沙尘天气发生前期PM₁₀与气态污染物呈现正相关,沙尘天气过程中为负相关,沙尘天气后则再次转为正相关,沙尘天气对气态污染物浓度有降低效果;春季兰州地区颗粒物潜在区分布相对集中,主要来自于兰州西北部河西走廊,PSCF值大于0.7;冬季颗粒物潜在源区分布范围较广,PSCF值集中在0.7~0.9,其中对PM₁₀较大贡献区集中在新疆东南部,贡献值240~320 μg·m^-3。     

1990-2011 年山东省旅游节庆的时空变异特征及机理

以山东省为研究区域, 运用半变异函数、克里格空间插值等地统计学分析方法, 分析了1990、1999、2005、2011 年4 个时间点上旅游节庆活动的时空分布规律、结构特征及变异性, 并建立了拟合模型。结果表明:① 旅游节庆数量空间不均衡显著, 总体上呈现出“东高西低”的“三级阶梯状”分布格局;② 空间结构特征明显, 正负相关并存, 并随滞后距离的增加, 正相关性削弱, 负相关性增强;③ 与1990 年相比, 2011 年基台值增加了20.61 倍, 变程值由115.5 km增至335 km, 结构方差比则由69%下降至26%, 随机性因素的影响减弱, 而结构性因素的作用增强;④ 所有方向的分维数值呈下降趋势, 其空间差异性增大, 且全方向和东—西方向的差异性最大, 其余方向相对均衡, 其发展空间格局的板块状异向性分布特征明显;⑤ 经济发展水平、旅游供给能力、交通可达性是引起山东省旅游节庆差异演化规律的3个主要因素。     

中国历史文化名村的时空分布特征及成因

古村落是具有文化遗产性质的乡村聚落,选取古村落发展中最具代表性的国家级历史文化名村来分析中国古村落的空间分布特征,探讨其影响因素和分布原因,从而进一步引导中国乡村地区的同步发展,促进城乡一体化进程。研究表明:① 我国历史文化名村主要沿河流分布、多是历史上的经济文化中心、交通要塞和文明的发祥地,并形成了3 大集中区、3 大相对集中区和4 大过渡扩散区,孕育了6 个文化区;② 中国历史文化名村建造时间跨度较大,但多集中在唐宋明清4 个朝代,明朝保留下来的古村落最多,分布范围最广;③ 造成中国历史文化名村分布不均衡的主要原因有资源禀赋特点、评定标准的局限、依托腹地的经济发达程度和区域政策导向。     

青海省降尘量时空分布及其影响因素分析

大气降尘在生活中随处可见,与人们的生活息息相关。本研究应用青海省8个监测站2004-2010年降尘量资料及气候和社会资料,对青海省降尘量时空分布规律及其影响因素进行灰色关联度和主成分分析。结果表明,青海省降尘量城市大,偏远的瓦里关山小;月降尘量4月峰11月谷;季节降尘量春季＞夏季＞冬季＞秋季;年降尘量玛多和西宁呈下降趋势,共和与平安呈增加趋势,而瓦里关本底台、德令哈、同仁和格尔木降尘量年际间变化趋势不明显。沙尘天气出现频率年际和年代际变化均呈减少趋势。气候因素与降尘量的关联度自青海省东部向西部逐渐增大;社会因素中与降尘量的关联度大于0.900的因子有造林面积、木材采伐量、房屋建筑竣工面积、烟尘排放量、植被盖度综合指数、人口、工业粉尘排放量和农作物播种面积;对与降尘量的灰色关联度大于0.8的19个社会、气候因子进行主成分分析表明,气候因子的载荷值明显高于社会因子,气候因素对降尘量的影响集中而突出,而社会因素影响复杂而分散。     

新疆沙尘天气的演化特征及影响因子

利用1961-2003年新疆90个气象站地面观测资料,分析了新疆沙尘天气的空间分布特征及演变规律,并构建多元线性回归沙尘因子模型,探讨了气温、气温日较差、气压、平均风速、降水量对沙尘天气的影响程度.新疆沙尘天气的高发区在塔克拉玛干沙漠及南缘,年沙尘日数南疆是北疆的7倍.沙尘天气的高发时段在3～9月,43年内呈明显递减趋势.北疆、南疆沙尘天气的历史演变有着较好的10～15年和8～10年的振荡周期.北疆沙尘天气的主要影响因子是平均风速和气温日较差、降水量,春季明显受气温和平均风速的影响,夏季主要受平均风速和气温日较差的影响.南疆平均风速和降水量的影响占主导地位,春季气温日较差的影响也比较显著.另外,南疆春季沙尘天气对日照时数有着显著的影响.     

武汉城市圈典型城镇耕地资源时空演变特征

利用GIS空间分析技术,选择武汉城市圈内的嘉鱼县鱼岳镇为研究区,以2005年和2010年两期土地利用数据为数据源,分析鱼岳镇耕地资源时空变化与数量特征。结果表明,鱼岳镇耕地减少速度较快,耕地连片度明显降低,不同土地利用类型与耕地间的转换差异明显,城镇用地和林地是耕地流失转换的主要方向;而农用地整理和未利用地开发则是耕地增加的主要土地整治方式。研究期间,鱼岳镇耕地流失速度过快,有效后备资源供给不足,耕地供需基本处于一种失衡的状态,应以"开源节流"的理念科学引导耕地资源的可持续利用。