2003年10月至11月初南宁市空气轻微污染成因分析

2003年10月下旬至11月初，南宁市出现了持续数日的间歇性空气轻微污染过程，本文从大气环流形势、天气条件、贴地层逆温等方面对南宁市这次间歇性空气轻微污染过程的成因进行了分析，得出了造成这次南宁市空气轻微污染过程的一些初步结果。造成南宁市这次空气间歇性轻微污染的主要原因，是南宁市的高空为西北或偏西气流影响，地面受冷高压或高压脊控制，天气以晴天为主，地面风速小，湿度低，     

银川市大气边界层逆温影响因素及其与冬季PM2.5的关系

为了探究银川市大气边界层逆温特征和影响因素及其与冬季PM_2.5污染的关系,利用2015—2020年银川气象站探空、地面气象观测资料及银川市空气质量监测数据,在分析银川市大气边界层逆温及地面气象要素特征基础上,以冬季为研究时段,探讨逆温与地面气象要素对PM_2.5污染的影响。结果表明：(1)银川市清晨大气边界层较傍晚更易出现逆温,且逆温多为贴地逆温,贴地逆温较悬浮逆温强度大、厚度小;逆温频率和厚度冬季最大、夏季最小,逆温强度秋季最强、夏季最弱。(2)冬季晴天,地面平均风速1.0～1.5 m·s^-1、相对湿度30%～60%的气象条件下易出现逆温。(3)贴地逆温是影响冬季PM_2.5污染天气的主要气象因素之一,当逆温厚度超过596 m、强度超过1.4℃·(100 m)^-1时,易出现PM_2.5污染天气,且随着逆温厚度增大、强度增强,污染加重。(4)冬季PM_2.5污染天气下,清晨天空状况多为晴天,通常地面平均风速小于1.3 m·s^-1     

哈尔滨春季一次罕见重度霾天气成因分析

利用气象、环境、卫星遥感火点监测等资料,从环流形势、气象要素、污染物和污染传输特征等方面对哈尔滨2018年4月4日夜间至5日白天罕见重度霾天气成因进行分析。结果表明,此次重度霾天气首要污染物为PM2.5,污染最重时PM2.5浓度高达507μg?m-3,秸秆焚烧是污染物的主要来源,既有本地源又有外地源,利用HYSPLIT模型模拟出这次重度霾天气污染传输特征。重度霾时段,近地面风速小,为1.5m·s-1左右,最小为0.1m·s-1,风向呈弱气旋性辐合、湿度增大有利于形成霾。低层存在较强的贴地逆温,逆温层顶高度约为100m,逆温强度约为1.5℃/100m,不利于污染物在垂直方向上扩散。地面均压场和高空弱高压脊、暖锋锋区和暖平流为这次重度霾天气提供了有利的大气环流背景条件。     

2014年准格尔盆地西北缘一次寒潮大风天气分析

通过分析2014年准格尔盆地西北缘发生的一场寒潮大风天气,揭示了形成这次天气的环流背景、地面气压场特点,物理量垂直分布特征。结果显示,欧洲脊顶缓慢东南垮,西伯利亚槽受新地岛、泰梅尔半岛两股冷空气南下影响,槽体逆转南压西伸,使槽前西南急流异常强盛,造成区域大气逆温明显减弱,近地面快速升温。寒潮天气前期,地面高压前冷锋稳定少动,冷暖空气激烈对峙,形成强烈的气压差。强烈下沉气流使冷平流加速进入中低层大气,强冷空气在近地面猛烈爆发,是此次寒潮大风天气的主要成因。区域冬季大气逆温对下传冷空气动能的耗散、无强冷空气持续入侵,近地面降温升压快,造成大风持续时间较短。     

秸秆焚烧导致的江苏持续雾霾天气过程分析

利用常规观测资料和NCEP再分析资料,从污染情况、环流背景、地面气象要素特征、水汽、热力及动力条件等几个方面对江苏2012年6月中上旬持续雾霾天气进行了分析。结果表明:江苏及周边省市秸秆焚烧造成大量的气溶胶粒子悬浮于空中,是造成江苏出现持续不同程度的霾天气的主要原因,同时也为雾滴形成提供了丰富的凝结核;中高层冷空气强度未能完全破坏底层相对稳定的层结,较小的风速和较大的湿度有利于雾霾的发展,重度霾或雾风速多在3 m/s以下,且相对湿度在80%以上。频繁的弱降水过程对雾的形成和霾的加重起到了重要的作用;低层的逆温或近中性层结的维持,为雾霾持续存在提供了有利的层结条件,且浓雾形成主要有辐射贴地逆温和平流逆温两种形式;垂直上升运动与雾霾的发展之间有着互相影响的紧密联系,在具备一定的水汽条件时,底层弱的上升运动有利于雾体的向上发展从而促进雾的加浓。后向轨迹模拟雾霾相对较严重的6月10日污染轨迹表明沿江和苏南地区污染物浓度上升除了本地悬浮颗粒物外,安徽境内的污染物的输送也是一个重要因素,而北部地区更多还是本地的污染源。     

南宁市灰霾天气概念模型及预报研究

通过对2000年以来南宁市9个气象站中出现4站及以上的灰霾天气个例共50个过程的地面资料、探空资料分析和环流形势图进行总结分析,得出灰霾天气出现时,探空层结和地面要素的特征,并将南宁市出现灰霾天气的大气环流形势分为干型和湿型两大类,其中湿型又可分为三小类:(1)高后型;(2)弱冷空气型;(3)副高型,总结出每一类灰霾天气的发展、严重和消散阶段的环流和地面要素、探空层结特征,并根据研究结果,得出南宁市灰霾天气的客观预报模型。     

河北平原一次持续大雾天气分析

利用气象观测资料和NCEP 1°×1°资料,从天气背景、温湿特征、层结条件、动力热力学特征等方面分析了2007年11月7～13日河北平原1次持续大雾的成因.结果表明:这次大雾是在较为稳定的大气环流背景下产生的,中高层以纬向环流为主,冷空气以扩散形势影响华北地区;地面夜间风速在0～2 m/s,充足的水汽及地面辐射冷却作用有利于大雾的形成和维持;大气层结是对流稳定的,同时近地面层为逆温结构;近地面层的弱辐合及持续微弱的暖平流十分有利于逆温层的维持,对于大雾长时间维持具有重要作用.大雾多发生在地面辐合线偏向冷空气一侧.本次大雾性质复杂,持续大雾由平流辐射雾-辐射雾-平流雾3个阶段构成,不同阶段大雾逆温强度及湿层厚度有所不同.     

成都一次持续性污染天气过程的气象条件分析

本文利用气象台站资料和NCEP再分析资料对2017年12月18日～2018年1月2日成都出现的一次持续性污染天气过程的气象条件进行了分析。结果表明,此次污染过程是一次中到重度污染,局部时段出现了严重污染。500hPa环流形势及其调整与此次污染状况的发展有着密切的联系,其中500hPa高压脊前西北气流下沉区所产生的下沉逆温层和等温层是导致此次污染过程的主要因素。随着环流调整,低槽东移,受槽前西南气流影响,污染状况得到了改善,并最终结束了此次污染过程。此次污染天气过程中,贴地逆温及静风的稳定大气抑制了污染物的扩散,但对污染天气的生成及演变并未起主导作用。此外,有四次冷空气进入盆地的过程出现。冷空气主要来自四川盆地北部和东部,使污染状况得到缓解,但并未对污染过程的结束起到决定性的作用。      

粤东一次罕见持续性大雾天气过程的分析

采用高分辨率的探空、地面实测资料以及NCEP/NCAR再分析资料,对2010年2月23日—3月6日粤东地区一次罕见的持续性大雾天气过程进行了分析,结果表明:此次连续性大雾天气过程是由辐射雾和平流雾组成;探空资料的分析表明,大雾期间大气层结呈现对流稳定或弱的不稳定特性,同时近地面层存在明显的逆温结构;大雾期间850 hPa华南沿海西南方向气流的存在为这次过程提供了充足的水汽条件;地面不断有弱冷空气的入侵,使低层大气变得弱不稳定,并维持了冷的下垫面,但没有完全破坏近地面层的逆温;在深厚逆温条件下,持续的低空西南支暖湿水汽输送和适量的水汽辐合,导致水汽凝结,使得粤东地区的大雾和毛毛雨维持;持续强劲的暖湿气流和弱冷空气的不断入侵维持冷的下垫面,使雾雨天气在华南沿海长时间维持;大雾后期,强冷空气入侵破坏了大气的层结和逆温条件,大雾天气消散。同时,当Δθse 850～1 000<0时,将出现雾雨天气。     

利用MM5模式及NCEP资料对沈阳一次污染天气的数值模拟

利用NCEP/NCAR再分析资料和中尺度天气模式MM5对2010年1月14—19日沈阳大气污染天气系统进行模拟分析。对此次天气过程的地面和高空气压场、地面至高空各高度层随时间变化的水平风场及垂直剖面风场、垂直方向温度廓线等气象要素进行分析和模拟,描述大气污染中天气系统的变化过程,分析造成大气污染的气象要素变化。结果表明：此次污染天气过程对应地面场为长白山高压、地形槽环流型;500 hPa高空天气形势为两槽一脊,地面风场主要受高压辐散气流控制;地面至高空不同高度的水平风场均有偏南风切变和偏西风切变,垂直剖面风场对应有下沉气流,地面至高空的温度廓线出现明显的逆温。这些气象条件共同造成了持续污染天气。而500 hPa位势高度场持续长时间两槽一脊的环流形势,是造成长时间污染天气的主要原因。     

乌鲁木齐一次持续空气重污染过程气象成因分析

本文对乌鲁木齐市2010年12月28日至2011年1月16日出现的一次典型持续重空气污染过程的天气形势和主要气象要素进行了分析。结果表明:大气环流背景和低空逆温层的生消与大气污染状况有很好的关联性。傍晚到夜间多稳定大气层结及以小风或静风为主的地面风场特征易促进污染性天气的发生。在出现接地时,最易出现污染天气。空气污染指数与逆温强度和近地层大气逆温层底高关系密切,逆温层顶高在500~1000m时,利于大气污染的形成。     

陕西关中两次霾重污染过程气象条件分析

应用常规观测资料、污染物浓度资料和NCEP 1°×1°再分析资料从环流形势、边界层特征和扩散条件等方面对2013年和2016年两次持续性霾重污染过程进行对比分析。结果表明:①2013年过程和2016年过程在500hPa高空上分别为阻塞环流型和纬向环流型,关中地区受偏西气流影响、地面气压场较弱、大气层结均比较稳定;②2013年过程西安贴地逆温层顶高度低、相对湿度大、气温低、不利于大气垂直湍流交换,污染物容易堆积,这也是2013年过程比2016年过程重污染持续时间长、污染浓度高的原因之一;③两次过程西安平均风速均小于2m/s,具有显著的低风速特征,且东北风为其主导风向。持续东北风引起上游污染传输和低风速导致的本地污染累积是造成2013年过程污染浓度更高的重要因素;④2013年过程结束是受强冷空气影响,来自高空的干洁大气下沉到地面,置换了边界层的污染空气,使空气质量得到根本改善;而2016年过程是受高原槽东移影响,雨雪天气的沉降作用使得霾消散。     

雾霾天气个例气象条件对比分析

应用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料和L波段探空资料从环流形势、扩散条件和边界层特征3个方面对2013年两次雾、霾天气个例进行对比分析,结果表明:500hPa西北气流冷平流、地面弱风场、垂直速度呈弱上升-下沉的垂直分层特点和逆温是两次雾、霾天气出现和维持的共同特征。地面西北风、850hPa弱冷平流、近地层浅薄的接地逆温(100~200m)和湿层与霾天气对应,地面偏东风、850hPa暖平流、925hPa以下深厚的悬浮逆温(400m)和湿层与雾天气对应,霾过程较雾过程逆温强度强,上升运动高度高。消散时雾较霾下沉运动中心高度低,强度弱;霾消散时接地逆温特征变化不大,雾消散时悬浮逆温有底部抬升和大气稳定层结向中性层结转变的变化特征;但均有下沉气流接地、垂直风切变较强和高层低露点干空气下传到地面的特点。     

2010年7月下旬甘肃省持续高温天气成因

利用实时观测资料和物理量诊断对2010年7月26～31日出现的甘肃区域性持续高温天气成因进行了分析。结果表明,对流层上层青藏高压、中层大陆高压、低层高原暖脊、地面热低压是造成这次持续高温天气的主要影响系统。青藏高压季节性北抬与东移,为持续高温天气的发生发展提供了大尺度环流背景条件;青藏高压与大陆高压相互叠加形成深厚的暖性高压系统,由其引起的晴空区辐射增温和下沉绝热增温,是造成持续高温天气的直接原因;高原暖脊和地面热低压发展东移引起的地面气温上升,是造成这次持续高温天气的重要原因;另外,大气湿度小,上层辐合、低层辐散、强反气旋环流并伴有下沉运动的空间动力场结构是这次持续高温天气形成的重要条件。     

2016年冬季河南三次持续污染过程的环流及关键气象要素特征

2016年11月28日—2017年1月11日,河南省出现了3次持续多日的中度及其以上的污染天气过程,分别为2016年11月28日—2016年12月5日、2016年12月15日—21日、2016年12月28日—2017年1月11日,尤其最后一次,持续时间长达15 d。第二次污染过程的后4 d,严重污染自北向南发展到全省。为了今后对持续污染天气的预报有所参考,对3次污染过程的气象要素演变及高空地面形势进行详尽分析,总结具有预报意义的天气学特征:当昼夜温差下降到4～6?℃、温度露点差下降到0～5 ℃、风力约为2?m·s~(-1)、气压变幅5?hPa时,可能会产生严重污染天气;污染期间,500?hPa高度正距平达5 dagpm以上,海平面为负距平或与常年同期相当,逐日高空环流显示,河南境内多短波槽活动或长期受偏西到西南气流影响,地面一般为均压场或鞍型场,气压梯度小,风力弱,当高低空在此形势配置下时,均有利污染天气的出现或加重;当925?hPa与1000?hPa的风切1.5 m·s~(-1),近地层湍流扩散弱,大气维持静稳状态,有利污染天气的发生发展;L波段探空显示,当200 m以下有逆温,100 m以下风速3 m·s~(-1),贴地层相对湿度在50%左右时,有可能出现重污染天气;在污染持续期间若出现小雨量级降水时,污染会有所减弱,但不会彻底清除;当高空转为较强西北气流或地面有强冷空气南下时,即气压梯度显著增加、风力明显加大,污染天气将彻底结束。     

珠江三角洲秋季大气边界层温度和风廓线观测研究

根据2004年10月珠江三角洲3个代表性观测点大气边界层观测资料, 分析了珠江三角洲秋季大气边界层温度和风廓线特征。结果表明:珠江三角洲秋季气温递减率较低, 逆温出现频率较高, 强度较弱, 海风使珠江口贴地逆温的出现时间推迟、低空逆温的出现频率增加。珠江三角洲秋季受多种局地环流影响, 边界层内风廓线比较复杂, 晚上城市群与非城市群地区风向有明显差别; 城市群和珠江口多次分别观测到城市热岛环流和海风环流。     

广州市一次霾污染过程及其气象成因分析

利用空气质量监测资料、地面气象观测及微波辐射计数据,对2017年1月1—8日广州市出现的一次灰霾污染过程进行了分析。结果表明:(1)1月1—8日逐日灰霾时出现6~17个,共出现74个,主要是轻微和轻度级别,占全部灰霾时的95.9%,其中5日出现了3个时次的中度灰霾;(2)灰霾污染期间颗粒物PM2.5和PM10均超标,5日颗粒物PM2.5和PM10质量浓度14:00—17:00 4个时次达到重度污染级别,广雅中学站5日14:00 PM2.5质量浓度最大值达292μg/m3(严重污染),超标3.89倍,颗粒物PM10最高质量浓度达238μg/m3,超标1.59倍;(3)受地面均压场控制,近地层平均风速较小,4和5日平均风速1.5 m/s左右;4和5日多次出现逆温,4日02:00出现贴地逆温,09:00逆温出现在850~1 000 m,5日02:00和09:00均为贴地逆温;贴地逆温高度均为100 m左右。霾污染期间空气相对湿度较大,有88.1%时次达90%以上。     

2007年1月初河北省连续大雾的成因分析

对发生在2007年元旦期间河北省大部地区的连续大雾天气从高低空环流形势、物理量场及气象要素场变化等方面进行了分析。发现这次大雾天气发生在500hPa中纬度平直偏西气流、中低层西北气流或弱高压环流以及地面高压前部弱气压场控制的大气环流形势下。大雾前期出现了明显降雪,雪后融化使近地面层湿度迅速增加;大雾期间,夜间辐射明显,近地层大气有逆温层结建立。水汽聚集在近地层通过地面蒸发和辐射冷却而达到饱和。充足的水汽和近地面明显的水汽饱和是河北大部分地区出现连续大雾的重要原因之一。而且这次大雾天气过程近地面层呈弱稳定状态,中高层为稳定状态。     

贵阳市两次空气污染过程的气象条件分析

利用环境空气质量指数(AQI)、降水量及大气环流场资料对2013年贵阳市2次空气污染过程进行分析,从天气形势和空气污染演变角度分析气象因子在其中的作用。结果表明,2次污染过程中动力和热力气象因子均为其维持和发展提供有利条件,但存在异同。相同之处在于:2次污染过程中贵阳市均处在地面静止锋后,地面风速较小,不利于近地面空气污染物向区域外的水平输送;2次污染过程中贵阳上空均处在高空脊前的异常下沉气流区,配合对流层中低层的异常水平风速垂直梯度减小,均利于减小大气的斜压性、减弱天气尺度扰动的发展,同时异常逆温层的存在使大气近地层更加稳定,均不利于空气污染物的垂直混合、向高空扩散,加强了污染物在近地面集聚。不同之处在于:2次污染期间贵阳市上空分别存在不同程度的低层单层逆温和中、低层双层逆温,逆温增强时段与污染最重时段相对应,逆温层的存在大大增强了大气层结稳定度,为污染过程的维持和发展提供有利的气象条件;2次污染过程中风场的三维特征对演变过程中逆温层的影响各异,第1次过程中对流层中层偏南风利于将南方的暖湿气流输送到贵阳市上空,利于逆温层的增温、增湿和发展、维持,而第2次过程中高、低空一致的偏北风,在近地层易形成冷垫、抬升暖空气,加强逆温层的维持和发展。     

2017年冬季长沙一次重度霾污染天气过程气象成因分析

利用空气质量监测资料、常规气象资料,根据气象条件的水平和垂直扩散能力,以及地面湿度和动力条件等分析了2017年1月27—29日长沙地区这次严重空气污染事件的污染特征。结果表明:污染发生时段,南支槽不断加深东移,槽前势力强盛的西南气流将孟加拉湾一带的水汽向长沙地区输送,进一步增加了该地区的空气湿度。同时,持续东移的脊前暖平流对长沙中低层大气增温有显著影响,为稳定的大气层结创造了有利条件。长沙处于弱高压的底后部,受大范围的弱鞍型场及均压场控制,地面有暖倒槽发展,且由于高压较弱,导致地面和低空的风速较小,不利于污染物的水平扩散,同时有利于夜间地面的辐射降温。稳定的大气环流形势为霾天气和严重污染提供了持续稳定的大气环境场,逆温结构和稳定温度层结在一定程度上减弱了大气在垂直方向上的湍流交换和热力对流,大气中的污染颗粒不易扩散,为此次污染事件的维持、加剧提供了重要的气象条件。长沙地区处在罗霄山脉和雪峰山脉之间的湘江故地,受周边地形阻挡的影响,污染物在下沉气流的控制下聚集到长沙地区后,很难通过水平输送离开,这也是造成此次霾污染的原因之一。