南海夏季风撤退期的气候特征I——40年平均

近年来广州地区的气溶胶污染日趋严重,灰霾天气主要出现在10月～次年4月。大气灰霾导致能见度恶化。自1980年代初开始,该地区的能见度急剧恶化,灰霾天气显著增加,其中有3次大的波动,分别代表广州地区经济发展相伴随的粉尘污染、硫酸盐加粉尘污染、光化学过程的细粒子加硫酸盐加粉尘的复合污染时期。雾和轻雾造成的低能见度的长期变化趋势,没有由于人类活动影响或经济发展影响带来的趋势性变化,其波动主要反映了气候波动固有的年际和年代际变化。广州地区能见度的恶化主要与细粒子有关,PM10有一半季均值超过国家二级标准的日均值浓度限值,而PM2.5季均值全部超过美国国家标准的日均值浓度限值,细粒子浓度甚高。另外PM2.5占PM10的比重非常高,可达62%～69%,尤其是旱季比雨季更高。     

细粒子污染形成灰霾天气导致广州地区能见度下降

用NCAR/NCEP1958～1997年共40年资料对南海夏季风撤退的气候特征进行了分析。8月上旬西伯利亚冷空气开始南进,由于青藏高原的阻挡作用,在我国东部大陆推进得很快,到达南海后继续向南推进,最后导致9月中旬左右南海夏季风从南海撤退。就个别年份而言,最早的撤退时间是8月中,最晚的是10月中,可以差两个月。南海夏季风撤退与建立过程是很不相同的,南海夏季风和夏季风雨带的建立都是爆发性的,在全区域几乎是同时建立,但撤退是由北向南缓慢撤退的,历时一个月左右。在撤退期间,南海降水形势变化不大,但在撤退之后,南海夏季风雨季转变为ITCZ雨季,其相应和雨区随着太阳南移向南推进。南海夏季风撤退后,南海降水30～60天振荡明显减弱,而准两周振荡仍比较活跃。     

珠江三角洲大气灰霾导致能见度下降问题研究

大气气溶胶的气候效应和环境效应研究是当今国际科技界的热门话题.近年来珠江三角洲地区的气溶胶污染日趋严重,一年四季长期稳定存在气溶胶云,重污染区偏于珠江口以西的珠江三角洲西侧.灰霾天气主要出现在10月至次年4月.大气灰霾导致能见度恶化.自20世纪80年代初开始,该地区的能见度急剧恶化,灰霾天气显著增加,其中有3次大的波动,分别代表与珠江三角洲经济发展相伴随的气溶胶污染、硫酸盐加气溶胶污染、光化学过程的细粒子加硫酸盐加气溶胶的复合污染时期.雾和轻雾造成的低能见度的长期变化趋势,没有由于人类活动影响或经济发展影响带来的趋势性变化,其波动主要反映了气候波动固有的年际和年代际变化.珠江三角洲能见度的恶化主要与细粒子关系比较大,PM10有一半月均值超过国家二级标准的日均值浓度限值(150 μg/m3),而PM2.5月均值全部超过美国国家标准的日均值浓度限值(65 μg/m3),尤其是10月至次年1月的月均值浓度几乎超过标准限值的1倍,细粒子浓度甚高.另外PM2.5占PM10的比重非常高(58%-77%),尤其是旱季比雨季更高.与15 a前的资料相比较,细粒子在气溶胶中的比重有明显增加,因而在目前珠江三角洲的气溶胶污染中,主要是细粒子的污染.     

广州地区旱季一次典型灰霾过程的特征及成因分析

通过研究2009年11月广州市气溶胶颗粒物质量浓度(PM10、PM2.5、PM1)、黑碳浓度、散射系数(Scatter)等大气成分要素,以及微波辐射计、激光雷达及风廓线雷达所探测的风、温、湿等边界层结构,统计分析广州旱季一次典型灰霾过程(2009年11月23—29日)中气溶胶颗粒物及其光学特性的时空变化特征,并配合天气形势背景、边界层结构对其形成原因进行详细分析。在典型灰霾过程中,黑碳浓度高达58.7μg/m3,散射系数高达1 902.7 Mm-1,PM10浓度高达423.5μg/m3,PM2.5浓度高达355.7μg/m3,PM1浓度高达286.5μg/m3。通过对同期的气象条件分析表明在广州地区旱季,区域性污染过程,特别是灰霾天气的形成具有以下三种气象条件:大气边界层高度较低;高压变性出海的天气形势与之密切相关;在偏东和偏南气流带来的高湿度环境下,气溶胶吸湿增长效应显著,导致出现严重灰霾天气。     

广州地区春季污染雾的化学特征分析

使用2005年2～3月在广州地区采集的雾水样品资料,分析了广州地区污染雾雾水的化学组分;对3次典型污染雾过程雾水的离子浓度及其可能的来源进行了分析。广州地区的污染雾雾水中的诸离子浓度远高于雨水中的值,因而,雾不但造成视程障碍,而且是高浓度污染的液态颗粒物,对人体健康十分有害。在雾水中浓度最高的阴离子是SO4=, 其次是NO3-;在阳离子中Ca++、NH4+的浓度最高。雨水比雾水更酸,说明虽然雾水中的离子浓度较雨水高得多,但大量的离子成分中存在更多的缓冲物质,比如说NH4+和Ca++。雾水中的Ca++、SO4=、Mg++有明显的富集现象,广州地区的污染雾雾水主要受大陆环境和人类活动的影响。这期间广州地区出现严重污染雾与水汽充足和大量气溶胶污染粒子的存在直接有关。     

2010年广州亚运限行减排对大气环境的影响

通过对亚运会、亚残运会期间限行减排各个阶段的广州和相邻城市监测到的污染物浓度以及同期的天气背景进行分析,探讨污染源、城市的地理位置、天气条件和限行减排对亚/亚残运会期间广州大气环境的影响,结果表明:由于人为限行减排、城市的地理位置和气象扩散条件等各种因素综合作用,使得亚运会期间广州统计平均的能见度基本大于10 km;机动车的限行减排对PM10的削减作用不如PM2.5和PM1明显;限行减排对广州O3浓度控制"不敏感",但是会导致浓度峰值时间相对广东东莞出现1小时左右时间"滞后";珠江三角洲(简称珠三角)的大气环境问题呈现区域性,而且污染程度不容乐观,将来对该区域的大气环境治理需要进行长期持续的联防联控。     

STUDY ON THE CHEMICAL CHARACTERISTICS OF POLLUTING FOG IN GUANGZHOU AREA IN SPRING

Samples of fog water collected in the area of Guangzhou during February, March and April of 2005 are used in this work to study the chemical composition of fog water in polluting fog there. Three typical episodes of polluting fog are analyzed in terms of ionic concentration and their possible sources. It is found that the concentration of various ions in fog water is much higher than those in rainwater. Fog not only blocks visual range but contains liquid particles that result in high degree of pollution and are very harmful to human health. SO₄⁼ is the anion with the highest concentration in fog water, followed by NO₃^-.For the cation, Ca⁺⁺ and NH₄⁺ are the highest in concentration. It is then known that rainwater is more acidic than fog water, indicating that ionic concentration of fog water is much higher than that of rainwater, but there are much more buffering materials in fog water, like NH₄⁺ and Ca⁺⁺. There is significant enrichment of Ca⁺⁺, SO₄⁼, and Mg⁺⁺ in fog water. In the Guangzhou area, fog water from polluting fog is mainly influenced continental environment and human activity. The episodes of serious fog pollution during the time have immediate relationships with the presence of abundant water vapor and large amount of polluting aerosol particles.     

干旱地区大气与地表特征对辐射加热场的影响

本文利用美国犹他大学气象系的辐射和云参数化模式，对ＨＥＩＦＥ期间张掖地区１９９１年春、夏、秋、冬四季资料进行了计算，讨论了晴天条件下的大气状况态地表反射率与地表比辐射率等因子对地气系统的太阳辐射收支以及短波加热率与长波冷却率分布的影响；揭示了不同季节的整层大气反射、透过与吸收特征，分析了大气中各主要吸收成分对加热率与冷却率的贡献，同时就辐射模式的垂直分辨率对加热率与冷却率的影响亦作了讨论。     

桂东南热带气旋大风的统计特征及典型个例研究

利用1981-2000年热带气旋（以下简记1℃）年鉴资料、广西东南部大风实况资料和NCEP／NCAR再分析资料,对桂东南TC大风及TC特征进行统计分析,并通过个例普查和典型个例的研究对造成桂东南严重风灾的原因进行初步探讨。研究表明：造成桂东南大风TC发生在6～10月,主要源地是西北太平洋,但造成严重风灾的TC为登陆后中心经过桂东南的南海台风。桂东南大风以局地瞬时大风为主,大风发生时间与TC距离有关。强度大、移速快造成变压梯度大,与气压梯度共同作用是0307号1℃过程大风的原因;移速慢,登陆后中心在桂东南逗留时间长则是8517号1℃过程严重风灾的原因,并对两个1℃运动特点不同的大尺度环境特征进行了比较分析。     

1951—2020年广州地区极端气温指数年月尺度变化研究

根据广州国家基本气象站1951—2020年的逐日气温资料,采用线性趋势法、距平及累积距平法和Mann-Kendall检验法,对WMO推荐的16种极端气温指数中的13种以及2种结合本地实际的新的极端气温指数共计15种指数进行计算,从月尺度和年尺度分析广州地区各极端气温指数随时间变化的趋势和突变年份,并对以往研究中较少探究的基期的选择对相对极端气温指数的结果影响进行了对比分析。(1)从年尺度看,广州地区近70 a的夏日日数SU25、酷热日数SU35、热夜日数TR20、非常热夜日数TR26、最高气温TXx、最低气温TNn、最低气温最大值TNx、相对暖夜日数TN90p、暖昼日数TX90p、显著偏暖持续指数WSDI均呈现明显的上升趋势,相对冷夜日数TN10p、冷昼日数TX10p和偏冷持续指数CSDI呈现下降趋势,气温日较差DTR和最高气温最小值TXn变化趋势不明显;(2)新的极端气温指数SU35和TR26的上升速率明显大于SU25和TR20的上升速率,能更好地反映近70 a昼夜体感炎热日数呈现极显著的上升趋势,更加符合评估气候变化对当地生产生活的影响;(3)从月尺度来看近70 a广州地区的暖系列...     

NUMERICAL STUDY ON THE LOCAL WIND STRUCTURES FORCED BY THE COMPLEX TERRAIN OF QINGDAO AREA

In this paper, some 2-D features of the down- and up-slope winds and sea-land-breeze generated over the com-plex terrain of the Qingdao area and the interaction between them are numerically analysed by use of a 2-Dnon-hydrostatic mesoscale model. The simulated results in the west-east vertical cross-section show that (1) when thelarge-scale wind is a southerly gentle one, the generated easterly down-slope wind is much stronger than with an oppo-site background wind, and the down-slope wind can trigger and intensify the land breeze corresponding to the easterncoast of Jiaozhou Bay; (2) a gentle westerly background wind will reduce the eastward sea breeze and up-slope windduring the daytime due to a cold advection, but shows a little effect on the mesoscale circulation formed in the nighttime.     

外来输送对江苏冬季PM2.5贡献的数值模拟研究

利用WRF-Chem模式对2016年12月中下旬的两次重污染过程进行模拟,定量研究外来污染输送对江苏省PM_2.5的污染贡献。15—17日和22—23日两次过程都存在明显的上游污染输送特征:宿迁、扬州、无锡(自西北向东南)的PM_2.5浓度先后出现峰值,峰值均出现在西北风场中,当风向转为偏北风时峰值逐渐减弱。第二次过程中地面风力更大,高空形势更有利于远距离输送,高值区范围强度明显强于第一次,重度污染层厚度达到900~1 500 m,且持续时间较长。第一次过程中江苏省内排放源贡献率为23%~79%(第二次为5%~32%),苏南仍以本地排放源污染为主,苏北外来输送贡献率超过50%。第二次过程中宿迁、扬州、无锡的PM_2.5外来输送贡献分别为105.9 μg/m3、83.1 μg/m3、64.8 μg/m3(第一次为40.2 μg/m3、20.9 μg/m3、11.1 μg/m3),山东省和京津冀地区排放源是主要污染输送来源,二者贡献之和在44%~70%。两次过程中,外来输送贡献均是自北向南递减,山东省贡献率高于京津冀地区,而其余周边省份的贡献率相对较低;安徽省对江苏西部城市的贡献率较高。      

城市区域内不同下垫面的有效辐射特征

本文以低高原城市昆明市为厂家对象，利用城市区域内上气候观测资料，定量地分析了城市区域内不同下垫面的有效辐射特征、变化规律，得到了一些有益的结果，中可为探讨城市区域辐射状况，城市气候形成机制及城市气候的深入研究提供依据。并可为其它地区的研究提供参考。     

南岭大瑶山高速公路浓雾的宏微观结构与能见度研究

南岭山地地处南亚热带湿润型季风气候区,每年9月至次年5月有华南准静止锋活动时均会有浓雾发生,每月浓雾日可高达15-18 d,尤其是中国目前最长的京珠高速公路通过南岭主脉大瑶山的乐昌-乳源段,路面海拔高度从200 m增至800多米,山地的抬升使雾害更加严重.在南岭大瑶山高速公路开展的两次多学科综合野外观测,内容包括目测能见度、器测能见度、雾滴谱、雾含水量、系留探空、双参数低空探空、雾层湍流扩散、气溶胶粒子谱、气溶胶成分谱、雾水样品成分、雨水样品成分.对典型个例进行了天气学分析,雾的宏观结构特征分析,雾的微物理特征分析.认识到南岭山地浓雾发生频率高,雾害十分严重,是典型的平流雾和上坡雾,实质上是出现在相对较高海拔高度上的低云,与华南锋面活动尤其是华南准静止峰的活动密切相关,局地地形的作用也非常重要.其特点是浓雾持续时间长、能见度极其恶劣、团块结构明显、雾滴尺度大、浓度不高、含水量较大、雾层内的湍流扩散能力比晴空区强,与中国过去研究较多的辐射雾差别较大.发现雾含水量与能见度呈明显的反相关关系,含水量较大时能见度较小;南岭山地雾含水量等微结构特征量的起伏变化,除与雾体本身的结构不均匀有关外,一个重要的原因是平流因素的影响,南岭山地下垫面的不均匀性,雾体随环境风的平移过程中,不规则的爬坡、翻越山坡的运动是造成雾体结构不均匀、振荡起伏变化的另一个重要原因.该地气溶胶粒子谱是呈单调下降的幂函数谱,次微米粒子浓度甚高,南岭山地气溶胶中含有高浓度的硫酸盐粒子,是优质凝结核,有利于雾的形成.雾的存在可以清除大气中的微量成分,雾滴可以包含浓度很高的污染物成分.同时,较之云滴而言,雾滴也很容易被地表物体(如植被、建筑物等)的垂直表面所截获,构成另一类清除过程.在南岭这样的大面积森林地区,这类清除过程可能是很重要的.研究本地区雾的特征变化,对建立本地区雾的预警预报系统有很大的现实意义,并为开展消雾试验提供了基本资料.     

大气环流对中国稻飞虱危害的影响及其预测

稻飞虱是中国和许多亚洲国家水稻生产上最重要的害虫。文中通过对上一年1月至当年8月74项大气环流特征量构建所有不同时段的组合,全面分析了大气环流特征量与中国稻飞虱发生面积率的相关关系。筛选出了影响中国稻飞虱发生面积率的关键环流特征因子52项,其对中国稻飞虱发生影响的重要次序为副热带高压类→极涡类→槽类→其他类;影响的时段主要为当年7—8月,其次为上年6月至当年6月。其中,副热带高压类、极涡类关键环流因子分别有35项和12项,占全部关键环流特征因子的67%和23%,在很大程度上决定着中国稻飞虱发生的面积。确定的直接影响中国稻飞虱发生的关键环流特征因子有11项,其中6项较好地表征了中国稻飞虱发生面积率轻、偏轻、偏重、重4个级别的气候特征。用直接影响中国气候的关键环流特征因子建立了当年3—9月的中国稻飞虱发生面积率月预测模式,每月初可以制作预报。该模式历史拟合效果较好,对2003年中国稻飞虱发生面积率的外延预报准确率分别达85.6%、90.5%、90.5%、90.4%、90.9%、93.2%、96.3%。同时,本研究还利用1—11月稻区月降水量、平均气温、日照时数所构建的所有不同时段的组合,分析了关键环流特征因子与稻区生态气象条件、中国稻飞虱发生面积率之间的关系。结果表明:三者之间相关密切,这种关系表现为大气环流通过影响稻区日照、气温和降水的变化导致稻飞虱发生条件的灾变,进而影响稻飞虱发生面积率。     

1980年6月9日长江口地区平流辐射雾的数值模拟

本文用二维非定常数值模式模拟了1980年6月9日长江口地区海雾向上海地区平流而形成的平流雾个例,其中讨论了盛行风、海陆环流对海雾的影响,结果与实况近于一致。