西安地区混合层厚度变化特征及对大气污染的影响西安地区混合层厚度变化特征

利用2007—2011年西安泾河基准气候站逐日地面常规气象资料,采用统计方法,对比分析西安地区日最大混合层厚度的变化特征及对大气污染的影响,结果表明：西安年平均混合层厚度日变化在158～1 343 m之间,呈现出夜间小,正午前后大的变化趋势;日最大混合层厚度总体呈逐年递增趋势,2011年有所减小,冬半年低夏半年高;年平均日最大混合层厚度与同期降水日呈反向变化,日最大混合层厚度与空气污染物质量浓度有明显的负相关关系。

     

重庆市多年大气混合层厚度变化特征及其对空气质量的影响分析

根据2000—2005年逐日4个时次的常规气象资料,采用国家标准GB/T 3840—91中规定的方法计算并分析了重庆主城区大气混合层厚度的频率分布、时间变化等基本特征;在此基础上,进一步以2005年为例分析了混合层厚度与空气污染指数的相关关系。结果表明:重庆市大气混合层厚度以0—800 m范围出现频率最高,多年平均值为428 m;混合层厚度的季节变化和日变化特征明显。与1980—1990年相比,2000—2005年期间年平均混合层厚度总体上有所增加。混合层厚度与空气污染指数的相关性分析显示,月平均混合层厚度和月平均API呈显著负相关(r=-0.72);分析表明,大气混合层厚度是影响城市空气质量的重要因素。     

北京地区平均最大混合层厚度的时间变化特征

大气混合层厚度是大气环境质量影响预测中所需的重要参数。应用Holzworth干绝热法计算最大混合层厚度的基本原理,采用王式功等提出的逐步逼近法计算了北京观象台站1970—2007年的最大混合层厚度,分析了最大混合层厚度38年的变化和月平均值的年变化特征,同时应用2004—2007年同期的北京地区空气质量等级与同期大气混合层厚度逐月分布频率进行比较。结果表明,北京观象台的平均最大混合层厚度自1970—1998年有逐年减小趋势,1998年达到最小值,而从1998—2007年有逐年增加趋势,年平均最大混合层厚度与年降水日数有较为明显的负相关关系。最大混合层厚度的年变化表现出冬季低和夏季高的特征,且在夏季的7月和8月出现一个相对的低谷。空气质量等级与同期大气混合层厚度逐月分布频率表明,较高的最大混合层厚度出现频率较大的月,空气质量等级为1级和2级出现的频率高,而较低的最大混合层厚度出现频率较大的月,其空气质量等级为3级和4级出现的频率高。     

青岛混合层高度变化特征及与空气污染的关系

选取青岛2000—2015年逐日地面观测资料和环境监测中心站2011—2015年逐日主要大气污染物浓度资料,分析了青岛大气混合层高度和大气稳定度的变化特征,对青岛日最大混合层高度与空气污染物浓度进行相关分析。结果表明：近16a来,青岛大气混合层高度年际变化呈逐渐减小的趋势,日变化呈现单峰结构;大气稳定度以D类的出现频率最高,深秋到初冬大气较为稳定,4—8月A,B,C类稳定度较其他月份升高;清晨和傍晚大气以中性层结为主,中午弱不稳定发展,夜间稳定层结明显增强。空气污染物质量浓度与日最大混合层高度有明显的负相关关系,污染物质量浓度越大,日最大混合层高度越小;反之,污染物质量浓度越小,日最大混合层高度越大。     

兰州市区最大混合层厚度变化特征分析

根据Ｈｏｌｚｗｏｒｔｈ干热曲线法求最大混合层厚度的基本原理,提出了两种计算最大混合层厚度的方法－求解二元一次方程组法和逐步辐近法。利用此方法和兰州市气候站１９８８～１９９２年逐日的气象观测资料,计算并分析了兰州市城区最大混合层厚度的时间变化特等,其月平均值的年变化呈单周期型,即１２月最低（７１６ｍ）,５月份最高（２０７４ｍ）;旬平均值的年变化真挚基本上与月平均值的年变化一致只是在４月下旬和６月下旬     

1961-2010年安徽省大气环境容量系数变化特征分析

基于1961-2010年安徽省气象台站的定时观测资料,采用国标法计算安徽省近50年大气稳定度、混合层厚度和大气环境容量系数,并结合合肥市空气质量逐日观测数据初步分析了大气环境容量系数对空气质量的影响。结果表明：安徽省大气稳定度以中性类居多,稳定类其次;近50年来,中性类稳定度呈明显下降趋势,不稳定类和稳定类呈显著上升;不稳定类和稳定类有明显的季节差异,中性类不明显。年平均混合层厚度显著下降;春季混合层厚度在2000年左右发生转折,夏、秋、冬三季下降趋势显著;春、夏季混合层厚度高于秋、冬季,冬季最低,春季最高。安徽省大气环境容量系数以沿淮中部、大别山区南部和沿江中西部最大,淮北大部、大别山区北部和江南南部最小,各地均呈现一致的显著下降趋势,并具有明显的年代际变化特征。年内大气环境容量系数呈"双峰型"分布,秋、冬季为低值时段,大气对污染物容纳能力较差,不利于扩散和清除,空气质量较差。总的来看,1961-2010年安徽省大气稳定度显著增加,混合层厚度较明显下降、风速快速减弱是全省大气环境容量系数变小、大气自净能力减弱的最主要原因。     

邢台市大气稳定度和混合层厚度特征研究

基于1981—2010年邢台市逐日4个时次地面气象观测资料和2014年的同期逐日空气污染API值及气象观测数据,运用修正的Pasquill稳定度分类法和混合层厚度计算方法得出邢台市近30年大气稳定度和混合层厚度变化特征,结果表明:近30年邢台市大气不稳定类呈1.16%/10a增长,中性类呈-1.40%/10a下降,稳定类变化趋势不明显,月变化以中性类和稳定类为主,日变化受太阳辐射强度的影响明显。混合层厚度主要受风速影响,平均厚度460.09m,月变化呈"单峰型"分布。在02:00、08:00、14:00和20:00四个时次上混合层厚度都具有春季大于夏季大于冬季大于秋季的分布特点。经验证发现混合层厚度和不同稳定度等级的出现频率是影响空气质量的重要因子。     

龙门县近45年气温变化特征

利用龙门县气象观测站1964-2008年逐日的气温资料,分析了龙门县近45年来气温的变化特征,结果表明：龙门县年平均气温呈波动性上升趋势,增温倾向率为0.010℃／年,近10年平均与前35年平均相比上升了0.4℃,气候变暖贡献最大的是冬半年,夏半年增温不明显;年平均最高气温增温倾向率高于最低气温且气温的日变化呈增加趋势,这与我国许多地区不一致;高温天气更趋频繁,近10年平均与前35年平均相比高温13数平均增加了9.2d／年,低温天气有所减少。     

中国典型代表城市空气污染特征及其与气象参数的关系

基于2000年6月至2013年8月中国120个环境保护重点城市的空气污染逐日监测数据及同期地面气象观测资料和探空资料,分析了中国典型代表城市的空气质量状况及其与污染气象参数的相关性。结果表明:中国典型代表城市的AQI整体呈由北向南减小的空间分布特征,北方城市API的季节分布呈"冬高夏低"型,且变幅明显大于南方城市。北方城市的逆温层厚度整体较南方城市高,且代表城市的逆温层厚度在年际尺度上均呈"U"型分布,并呈现"冬半年强夏半年弱"的特点。中国典型代表城市最大混合层厚度与逆温层厚度呈反位相关系,北方和南方地区高海拔城市最大混合层厚度较高,变幅大;南方地区低海拔城市则相反。污染气象参数与API关系密切。可见,北方城市冬季污染重,是由取暖引起的污染排放量增加和由污染气象参数反映的大气边界层扩散能力降低双重作用造成的,可以为空气污染潜势预报提供参考。     

西安边界层逆温特征及其与空气污染的关系

利用2007—2011年西安泾河探空站逐日07、19时探空资料和同时期空气污染物质量浓度资料,分析西安边界层逆温的变化特征及其与空气污染的关系。结果表明:西安一年四季都有逆温出现,冬季逆温最多,夏季最少,早晨多于晚上;逆温强度在0.7~1.5℃/100m,冬季逆温强度最大,夏季最小;晚上逆温强度大于早晨;中等强度逆温最多;冬季的逆温层厚度最大,夏季最小,早晨的逆温层厚度均明显高于晚上;造成西安市空气污染的首要污染物是PM10,其次为SO2,再次为NO2;有逆温时的空气污染物月质量浓度值均高于无逆温时,主要污染物PM10的月质量浓度的变化与逆温厚度、强度成正比,呈现出冬半年高夏半年低的变化趋势,在逆温厚度最厚、强度最强的月份中,空气污染物质量浓度值也最大。逆温层是影响西安地区空气质量的主要气象因子之一。     

MM5/CALMET系统对陕西大气稳定度的模拟

采用MM5/CALMET模式模拟延安、西安和汉中2015年逐时大气稳定度和混合层厚度,并与国家标准推荐的帕斯奎尔方法计算结果进行对比。结果表明:采用MM5/CALMET模式模拟大气稳定度和混合层厚度方法基本可行,模拟的大气稳定度分布与帕斯奎尔方法计算结果基本一致,平均误差在10%以内;两种方法所得混合层厚度月变化趋势相近,相关系数最高可达0.947;延安、西安和汉中3站两种方法对比结果各不相同,需要对比更多测站和更长时间的数据来进行结果订正,方可应用于大气污染预测和环境气象业务中。     

宁波市大气混合层厚度变化特征及其与空气污染的关系

基于2001—2014年宁波市每日4个时次(02时、08时、14时、20时)的常规气象观测资料和同期宁波市环保局空气污染物(SO_2、NO_2、PM_(10))浓度的日监测数据,采用最小二乘曲线拟合法计算了2001—2014年宁波市大气混合层厚度,并分析了大气混合层厚度的时间变化特征及其与空气污染的关系。结果表明:2001—2014年宁波市年平均大气混合层厚度波动变化明显,大气混合层厚度极大值和极小值分别出现在2004年、2007年,分别为866.1 m和746.1 m。水平风速对宁波市大气混合层厚度的影响较大。春季和7月、8月宁波市大气混合层厚度较大,秋季和冬季大气混合层厚度较小,而6月大气混合层厚度最小。大气混合层厚度在中午达最大值,夜间达最小值,大气混合层位于500.0—1200.0 m高度的出现频率最高。随着大气混合层厚度增大,污染物浓度被稀释。夏季,大气混合层厚度对PM_(10)、SO_2和NO_2浓度的调节能力较强。由于输入性污染的影响,冬季PM_(10)与SO_2浓度的极大值明显高于夏季,同时大气混合层厚度的变化对PM_(10)和SO_2浓度的增减效应比夏季明显削弱,但对NO_2浓度的影响较小。另外,当大气混合层厚度位于500.0—1200.0 m高度时,在同一大气混合层厚度下,同一污染物浓度的变化范围较大。     

绵阳城区一次连续重污染过程的气象条件分析

基于高密度逐时气象观测资料以及国家环境保护部公布的空气质量日报,对绵阳城区2014年1月9日至2月4日一次污染过程的气象条件,分3种类型(轻度污染型、中度污染型、重度污染型)进行研究。结果表明:整个过程风速和混合层厚度与空气质量指数均呈负相关,相关系数为-0.637、-0.487;分类型讨论时,仅轻度污染型风速与空气质量指数呈负相关,相关系数为-0.739;风速日变化均呈现"单峰型"的特征,峰值出现在12:00—18:00之间;风向以东南、西北气流为主,东南气流能加重空气污染;混合层厚度表现为"早晚低,午后高"的日变化特征,轻度型的混合层厚度平均高583.78m,中度型反比重度型低6m,分别为481.92m,487.69m;溃变理论V-3θ图对连续重污染过程的转折性天气起到较好的预报和指示作用,主要表现在强对流和降水天气两类。     

内蒙古呼包鄂地区近56年来大气环境容量变化特征分析

为探讨内蒙古呼包鄂地区大气对污染物承载能力的变化,科学评价气候变化对大气环境的影响,利用1961—2016年呼包鄂地区8个国家气象站降水量、风速、云量资料,分析了该地区气象条件的变化特征及大气环境容量的时空分布特征,并对大气环境容量与气象要素之间的相关性进行了分析。结果显示:呼包鄂地区大气环境容量1月的最小、4月的最大,春季的>秋季的>夏季的>冬季的,年平均大气环境容量为62.4 t/d/km^2;月、季、年平均大气环境容量呈波动减小趋势,特别是20世纪70年代末期之后减小趋势更为显著;有明显的空间分布特征,由城区向郊区逐渐增大,城郊差异冬季最为明显,夏季差异最小;大气环境容量与降水相关性差,与风速和日最大混合层高度呈显著的正相关关系,特别是与风速相关性更显著,与小风日数呈显著的负相关关系。     

乌鲁木齐市冬季混合层厚度及对大气污染影响的个例分析

利用国标法、罗氏法对乌鲁木齐市2008年1月11—13日的混合层厚度进行了计算,并用实测的混合层厚度验证了两种方法在乌鲁木齐的应用效果,最后分析了混合层厚度对大气污染的影响。结果表明:国标法、罗氏法计算的混合层厚度比实测的偏大,在用国标法与罗氏法求一个地区的混合层厚度时,进行大气稳定度分级及选用地面风速时要适当进行调整;观测期间乌鲁木齐市的平均混合层厚度在154 m左右,最大值在350 m左右;相对于地面风速,地面气温对混合层厚度的影响较为明显;混合层厚度对大气污染具有显著影响。     

基于格点资料的四川大气混合层高度特征及与空气质量的关系

基于2018年1月~2020年12月中国气象局陆面数据同化系统（CLDAS）资料,利用罗氏法计算四川省大气混合层高度,分析其时空分布特征,并结合大气环境空气质量监测数据,讨论大气混合层高度变化与空气质量的关系。结果表明：四川省大气混合层高度呈西高东低分布特征。盆地与攀西地区、川西高原大气混合层高度季节变化有显著性差异,盆地春季最高,秋季最低;川西高原和攀西地区秋季最高,夏季最低。四川省各地区大气混合层高度月、日变化趋势基本一致。四川省大气混合层高度与O₃质量浓度呈显著正相关关系,与PM_2.5质量浓度呈显著负相关关系。     

气象因素对汕头市大气O3污染的影响

利用2014年到2016年汕头市O_3的逐日浓度资料,分析了O_3污染的时间变化特征,并结合汕头市国家基准气象观测站的同期地面气象资料,分析了风、混合层厚度、降水、大气环流等气象因素对O_3污染的影响,同时探讨了影响污染物浓度变化的原因。结果表明:不同于北方多数城市夏季O_3污染严重,汕头市的O_3污染秋季(9—11月)最严重,初夏(6月)污染较小,这与汕头的地理位置和气候条件有关。O_3浓度呈单峰型日变化,午后15:00左右浓度最高,夜间浓度较低。风速对O_3既有扩散作用,又有混合作用,当日均风速为1.7 m/s时O_3的平均浓度最大;O_3日均浓度与14时混合层厚度呈显著正相关,午后混合层厚度对O_3日内峰值有很大影响;O_3平均浓度在相对湿度60%时达到最大,高相对湿度不利于O_3体积分数的积累;降水对O_3的去除效果随着降水量级的增大而增大,汛期降水的去除效果与总体去除效果基本一致,而非汛期强降水(中雨以上)去除效果更加显著;出现轻雾时O_3浓度接近平均,出现霾时O_3浓度较高,出现大雾时不利于O_3的生成;当汕头市地面为冷高压脊、850 hPa为东北风场、500 hPa为副热带高压控制时,有利于光化学反应,易造成O_3污染。     

1960～2011年广东省沿海实测SST变化的特点

采用回归相关方法,分析1960～2011年广东省沿海5个海洋站的年平均海面温度(SST)变化的特点,结果发现:1)广东沿海的年平均SST呈准同步变化;2)年平均SST呈显著上升趋势,近52年平均上升率为0.019℃/年;3)广东沿海SST与广东陆地气温呈准同步变化趋势.     

近51年西安地温变化特征

利用1961—2011年西安0~40cm浅层逐月平均地温、地面最高、最低温度和1981—2011年深层80cm、160cm和320cm逐月平均地温观测资料,采用气候倾向率、滑动t检验、功率谱等气候统计方法,研究了西安平均地温的变化趋势、变化周期、气候突变和异常年份等。结果表明:在全球气候变暖背景下,西安各层年、季平均地温除夏季各浅层呈降温趋势外其余均为升温趋势,升幅为0.11~0.56℃/10a,0~20cm各层及160cm平均地温升温率为春季最大,40cm、320cm为冬季最大,80cm为秋季最大,各层均为夏季最小。地面最高年平均温度呈略下降趋势,最低呈明显升高趋势。浅层0~40cm年平均地温存在显著的2.3年、3.6~4.6年的变化周期以及32年的长周期震荡。年平均地温在1993年或1994年发生了突变;浅层春季平均地温在20世纪90年代中后期发生了突变,夏季在20世纪70年代末或20世纪90年代中期发生了两次突变,秋冬季基本未出现突变;深层各季在20世纪90年代中期发生了突变。年平均地温除160cm未出现异常年份外,80cm在1993年出现异常偏低年,其余各层在21世纪00年代初中期出现异常偏高年;春季多偏高年份,夏季多偏低年份,冬季异常年份最多。地温和气温变化的相关性达到0.82以上,说明气温的变化是影响地温变化的主要因素。     

成都大气混合层厚度的计算和分析

用国家标准ＧＢ／Ｔ１３２０１中规定的方法计算了成都１９８０￣１９９１年的大气混合层厚度，并用干绝热法和罗氏法计算了成都１９８８年的大气混合层厚度，结果表明：成都大气混合层厚度逐年变化不大，有明显的季节变化和日变化，大气稳定度是决定混合层厚度的主要因子。３种方法的对比表明：罗氏法比国家标准法更接近干绝热法的结果，因此在有常规地面观测资料的地方用罗氏法更准确些。