A Study of the Relationship between Air Pollutants and Inversion in the ABL over the City of Lanzhou

By analyzing the pollutant concentrations over the urban area and over the rural area of the city of Lanzhou, Gansu Province, China, the relationships between the daytime inversion intensity and the pollutant concentration in the atmospheric boundary layer (ABL) are studied with the consideration of wind speed and direction, potential temperature, specific humidity profiles, pollutant concentration in the ABL, the surface temperature, and global radiation on the ground. It was shown that the daytime inversion is a key factor in controlling air pollution concentration. A clear and positive feedback process between the daytime inversion intensity and the air pollutants over the city was found through the analysis of influences of climatic and environmental factors. The mechanisms by which the terrain and air pollutants affect the formation of the daytime inversion are discussed. The solar radiation as the essential energy source to maintain the inversion is analyzed, as are various out-forcing factors affecting the inversion and air pollutants. At last, a physical frame of relationships of air pollution with daytime inversion and the local and out-forcing factors over Lanzhou is built.     

兰州城区冬季大气污染物日变化的数值模拟

应用嵌套网格空气质量预报模式系统(NAQPMS),模拟研究了兰州市2006年12月大气污染的日变化特征及其影响因素。在复杂地形条件下,兰州城区冬季大气污染日变化呈现白天高、夜晚低、峰值在中午的特点,NAQPMS较为合理地再现了这一特征。分析表明,在兰州冬季低风速的情况下,逆温出现频次的日变化特征与污染的日变化特征保持一致,说明逆温在冬季大气污染日变化中的作用显著。     

兰州城区稳定能量及其与空气污染的关系

从能量学的观点出发，提出了描述地面至特定高度大气层结构稳定度的参数－稳定能量，并给出了具体计算方法。根据1988－1992年兰州气象站逐日08：00（北京时，下同）的探空资料，计算了300－1000m每隔50m共15层的稳定能量。利用同期兰州市环境监测站自动监测系统监测的兰州城区3种主要空气污染物二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物（SO2、CO、NOX）的日平均浓度资料，计算了地面气象要素、低空气象参数、低空风和稳定能量等气象因子与SO2、CO、NOX之间的相关。结果表明：（1）用稳定能量来描述低层大气的稳定性更为合理一些；（2）在诸多气象因子中，稳定能量与SO2、CO、NOX浓度之间的相关性最显著；（3）稳定能量的年变化规律与空气污染浓度的年变化规律基本一致；（4）逐月看，各层稳定能量与SO2浓度之间均为正相关，除7月份以外，大多数层次均通过了α＝0．01显著性水平的相关性检验。     

Models-3空气质量模式对兰州市污染物输送的模拟

较详细地介绍了美国环保总局的第三代空气质量模式系统Models-3的特点,并且针对兰州市冬季采暖期污染严重的特点,选取2002年12月份的个例,将兰州市最新的大气污染源资料加入模式中．对模式进行调试并检验了该模式对兰州污染的模拟性能。从模式对SO2,NO2和O3等几种大气污染物浓度的模拟结果与监测资料对比分析,表明该模式系统较好地模拟出了SO2,NO2的空间分布格局,模拟结果与监测结果比较吻合,而且模式模拟的污染物浓度场比较均匀;模式模拟的O3的日变化规律与资料分析结论基本一致,也符合O3的生成机理。因此该模式系统对于复杂地形条件下的城市污染物输送具有一定的模拟能力。     

石家庄市主要大气污染物的数值预报

应用CAPPS城市大气污染潜势和污染指数预报系统，对石家庄市主要大气污染物（SO2，NOX，TSP）的污染指数（API）进行模拟分析，结果表明，用CAPPS作城市大气污染预报时，应加入污染物排放的时间系数（Ti)订正和经验系数（Ki)订正，对北方城市而言，还须加入扬尘百分率（F）订正，用加入Ti,Ki和F订正后的CAPPS预报系统，对石家庄市大气污染物（SO2，NOx,TSP)进行模拟，结果SO2，NOx,TSP三种污染物的预报值与其监测值的相关系数分别提高到0．951，0．854和0．880。     

格尔木市低空逆温特征及其对空气污染物浓度的影响

利用2015—2017年格尔木市L波段雷达探空站的探空资料,分析格尔木市低空逆温的基本特征,并与不同气候区的西宁市、玉树市做对比;结合2016—2017年格尔木市逐日空气污染物浓度(SO_2、NO_2、O_3、PM_(2.5))资料,研究低空逆温对空气污染物浓度的影响。结果表明:07时、19时格尔木市年均逆温发生频率分别为67%、24%,以贴地逆温为主,秋、冬季发生频率高于春、夏季;逆温厚度表现为早间高于晚间,冬季最厚,夏季最薄,07时各季节贴地逆温厚度高于悬浮逆温,19时秋、冬季悬浮逆温厚度高于贴地逆温;逆温强度表现为贴地逆温大于悬浮逆温;07时悬浮逆温的起始高度和终止高度(分别为331 m、571 m)小于19时(分别为662 m、851 m),均在冬季达到最大;07时柴达木盆地逆温发生频率最高(67%)、强度最大(2.07℃/100 m)、厚度最薄(267m),19时逆温发生频率少于河湟地区,但多于三江源地区(24%),强度最小(2.18℃/100 m),厚度最厚(127 m);逆温对SO_2、NO_2、O_3、PM_(2.5)浓度有显著影响,但对PM_(2.5)的影响效果不如风速明显。     

兰州市冰雹预报方法研究及系统介绍

采用近10a5～9月天气资料为样本,结合兰州地形、地貌、地理位置以及兰州冰雹时空分布、天气气候等特点,应用高空、地面、数值预报产品,以区域内任一点的冰雹为预报对象,以24h不漏报为原则,以自动和人机交互结合的方式进行消空条件、入型条件、启动系统、冰雹有无的判别,制作了兰州冰雹天气的短期(短时)预报工具,主要侧重于为人工消雹作业提供预警、预报信息。2004年5月业务试运行中,成功预报2次局地小冰雹,准确率达67％。     

复杂地形城市冬季大气污染的数值模拟研究

采用中尺度大气动力模式与大气扩散模式相结合的方法，针对复杂地形条件下兰州市冬季无明显冷空气入侵天气过程时段（1994年12月2－3日）的大气污染状况，进行污染物（二氧化硫和烟尘）浓度分布的数值模拟研究，分析了模拟的风场的气温层结随时间的变化以及污染物浓度的分布及其变化，进一步分析了模拟的风场和气温层结与污染物浓度分布的关系。结果表明，该模式系统对兰州市大气边界层结构及污染物浓度的分布有较好的模拟能力，并证明了该模式系统可适用于兰州市大气质量预测预报研究。     

气象条件与西安污染物的关系及预报方法

对西安1998～2000年的主要污染物PM10的实测浓度值结合部分气象条件进行分析,得出:(1)年内冬季采暖期浓度较高,夏季汛雨期浓度较低,3a来空气质量逐渐好转;(2)污染浓度与降水和风速的关系较为复杂,但仍有规律可循;(3)污染物浓度与某些逆温层特征相关较好;(4)污染物与能见度相互影响.并给出了部分气象条件的预报方法.     

兰州市气温对脑卒中发病的滞后效应研究

通过收集兰州市2010-2013年每日脑卒中发病资料,结合同一时间段的气象资料,利用分布滞后非线性模型分析气温与人群脑卒中发病的关联性,分析不同气温和不同滞后天数对脑卒中发病可能的影响。结果表明脑卒中发病与气象因素关系密切,气象因素与脑卒中病例数据的相关分析表明兰州市脑卒中每日发病人数与气温、气压和相对湿度均存在相关性,气温在不同滞后日与脑卒中的关联呈非线性,不同类型脑卒中与气温的关联强度存在差异。对于脑出血患者而言,低温在当天就表现出危害效应,随后发病风险不断增加,滞后2～3 d时达到最大,可持续至低温发生后的第30天。脑梗塞的发病过程与脑出血存在一定差异,高温和低温均会引起发病风险增大,并且气温效应在当天就能发生,在滞后3～5 d内最强。低温对女性或者19～64岁者的影响更大,而高温对≥65岁者的影响更大;低温对不同类型脑卒中发病均有影响,高温仅对缺血性脑卒中发病有影响。气温对不同年龄、性别人群的脑卒中发病影响存在差异,对不同类型的脑卒中发病影响也有所不同。气温是作为外因通过影响机体功能而致人发病的。     

海口市空气污染特征分析及预报检验

利用海南省二次开发的CAPPS2.0模式，对2006年1月1日-2007年1月1日海口市逐日PM10、SO2、NO2污染浓度监测资料进行输出分析，得出海口市空气污染的变化特征。结果表明，污染物SO2和NO2的预报效果较好，而PM10预报效果较差。因此采用多元线性回归分析方法建立污染物浓度与气象要素的预报方程，并对PM10进行优化和校正，从而提高预报准确率。     

海口市空气污染特征分析及预报检验

利用海南省二次开发的CAPPS2.0模式,对2006年1月1日~2007年1月1日海口市逐日PM10、SO2、NO2污染浓度监测资料进行输出分析,得出海口市空气污染的变化特征。结果表明,污染物SO2和NO2的预报效果较好,而PM10预报效果较差。因此采用多元线性回归分析方法建立污染物浓度与气象要素的预报方程,并对PM10进行优化和校正,从而提高预报准确率。     

兰州市2000年污染源分担率分布特征分析

利用 2 0 0 0年兰州市城区 1km 1km网络化污染源的调查资料 ,对每一网格内影响该市的大气污染源排放量进行了分担率计算 ,结果表明 :兰州城区污染物排放量分担率呈“区域”状连片分布 ,分担率分布广 ,影响范围大 ,从整体看 ,分担率分布出现了 3个中心 ,分别出现在西固电厂南部、城关区铁路局和七里河西站一带 ,与地形走向 ,人口密度分布相一致。     

背风波和逆温层效应对兰州小高压形成环境的影响研究

利用兰州和民勤两站干年(1995年)、湿年(1994年)的5~6月08:00和20:00气象观测资料,采用Scorer背风波参数等方法对兰州小高压的形成、发展机制进行动力和热力学诊断分析。分析表明,兰州存在明显的背风波效应和下沉逆温;民勤有较强的逆温层特征,逆温频数多且强度大,辐射和扰动逆温较明显,它们的背风波和逆温层特征影响着兰州小高压的形成、尺度和位置。兰州小高压是青藏高原大地形和大气环流共同作用的一种边界层现象,与青藏高原北部较强的逆温和背风波效应有着重要的关系,运用中尺度天气学方法得出兰州小高压的预报流程,以建立其诊断和预报的概念模型。     

兰州市南山绿化地裸地冬季地表辐射及能量收支对比

利用2005年12月7~29日在兰州市皋兰山顶获取的地气相互作用观测资料,对比分析了冬季典型晴天和平均状态下绿化地与裸地地表辐射、能量收支及土壤温、湿度的日变化特征。结果表明:绿化地和裸地太阳总辐射、大气长波辐射很接近,地表短波和长波向上辐射因不同下垫面特征不同而差异较大;地表能量平衡绿化地、裸地均以感热输送为主,土壤热通量和潜热输送很小,尤其是潜热通量,峰值往往不超过10 W.m-2;观测发现绿化地感热比裸地高,这一反常现象值得进一步研究证实;观测期平均特征与晴天比较接近,表明云和降雪的扰动影响有限;绿化地、裸地地表日平均反照率相对稳定,绿化地日平均反照率在0.20~0.28之间变化,裸地在0.25~0.31之间变化,平均值分别为0.21和0.29。     

兰州市区地质灾害与暴雨强度

对兰州市区地质灾害的分布、成因、特点进行了分析,着重研究了兰州市区山洪灾害和强度暴雨的时空分布、产生强度暴雨的天气系统以及山洪灾害和暴雨强度之间的关系,确定了临界降雨量指标,提出了防治对策,这对我市开展地质灾害气象预报预警工作是十分必要的。     

大气污染物含量分布与环境气象条件的关系

将1981—1986年我国大气降尘量、SO_2、NO_x及降水物pH平均值的分布特征与同期的平均雨量、雨日、相对湿度和地面风场等的分布作了对照,发现其间存在一定关系,当上述环境气象场发生变动或出现反常时,这些大气污染物的分布也将发生变化。     

A Study of the Relationship between Low-level Jet and inversion Layer over an Agroforest Ecosystem in East China Plain

1.IntroductionWindprofilewiththerelevantlow--leveljet(LLJ)isoneofthemostimportantfactorsthatcharacterizethestructureoftheatmosphericboundarylayer.TheLLJswerereportedinEurope(SladkovicandKanter,1977;Krausetal.,1985),Africa(Anderson,1976;Hart,etal.,1978),NorthAmerica(Stull,1988;Arrittetal.,1997),Australia(MalcherandKraus,1983;Garratt,1985)andEastAsia(Wangetal.,1996;ChenandHsu,1997).DifferentinvestigatorsuseddifferentcriteriaforidentifyingtheLLJs.SomerequiredwindspeedgreaterthanaParti…     

近50年兰州城乡气温变化特征及其周末效应

利用兰州站和相邻的榆中站分别代表城市和乡村,采用其近50年逐日温度资料,应用周期分析方法,研究了两地气候变化特征及其周期性。结果表明:兰州年平均气温以0.34℃/10a显著升高,城市“热岛效应”显著,其变暖速率明显比临近乡村站快。规律性的工作日和双休日影响了城市气温变化,造成了明显的周末升温、7天周期的显著“周末效应”。     

山谷城市大气边界层结构及输送能力

利用甘肃省—中国科学院科技合作项目“兰州市大气污染及对策研究”于2000年12月10～17日在兰州市城区用系留气球观测的大气边界层风速、风向、温度、湿度资料以及同期自动气象站观测资料和常规气象站辐射观测资料等,分析了山谷城市边界层大气的风速、温度、湿度结构特征,揭示了兰州市上空日夜维持的大气逆温的结构特征及其强度和分布特征的动态规律。提出了形成兰州山谷这种特殊大气逆温层的各种客观环境因素。最后还给出了在兰州市目前的小气候和地理环境条件下边界层大气的总体稳定度和Froude数的特征,由此初步定性讨论了兰州市大气边界层湍流运动和水平平流运动这两种主要输送形式的输送能力。