我国地面O3、NOX、SO2背景值的观测研究

从1994年8月至1995年8月，在龙凤山、临安大气污染监测站和瓦里关大气本底基准观象台对O3、NOX及SO2首次进行了长期的连续观测。初步分析表明:3站地面O3的平均浓度、月际分布和日变化特征因地理环境、海拔高度和天气条件的不同，表现出明显的差异性。平均地面O3浓度，龙凤山为34.8×10-9,临安为39.1×10-9,瓦里关山为49.3×10-9,龙凤山和临安的月平均地面O3浓度分布较复杂，在6～7月和12月～1月较低，10月底～11月初较高。而在瓦里关山，月平均地面O3浓度变化较平稳，6月份最大，12月最小。龙凤山和临安地面O3平均日变化量较大，下午浓度最高，清晨最小；而瓦里关山地面O3平均日变化较小，上午浓度略低；NOX和SO2的分布具有明显的局地性特征，在龙凤山，临安和瓦里关山，3站的总平均浓度分别为2.7×10-9（NOX）和0.7×10-9(SO2),8.1×10-9(NOX)和16.1×10-9（SO2），0.04×10-9（NOX）和0.15×10-9（SO2）。     

江淮流域旱涝与大气遥相关经向波列路径特征的相关关系

本文研究了江淮流域旱涝的影响系统及其演变特征,揭示了江淮流域旱涝前期的环流异常及遥相关现象。本文提出了江淮流域旱涝与北半球遥相关经向波列路径、位相有内在联系,即江淮降水前期遥相关波主要表现为EU(欧亚型)、PNA(太平洋北美型)两种类型的交替增强现象。另外,江淮梅期各阶段(6～8月)关键影响系统相关程度的变化亦反映出EU与PNA型遥相关波列各自增强与衰弱的过程,且江淮流域降水与同期北半球500hPa高度场各阶段相关特征可较清晰地描述出梅雨期不同阶段关键环流系统相互配置的变化关系及其中高纬冷、暖空气的活动规律的图象。     

全国酸雨观测网未知水样考核结果的统计分析

应用客观统计方法,整理分析了1992年以来全国酸雨观测站网的11次pH未知水样和2次电导率未知水样的考核结果。分析显示,采用稀释和pH调制的标准缓冲溶液作为pH未知水样,其测量偏差随pH标准值的变化不显著,历年的测量标准差均小于0.2pH单位。pH未知水样测量偏差的波动状况指示出观测台站仪器和人员的技术状态变化,对仪器更新、人员培训以及新业务规范的执行等业务建设和质量管理活动有显著的正面响应。对pH未知水样测量偏差的统计还显示,2001年后pH平均测量偏差出现负偏态分布特征,该特征在总体偏差较大时尤为明显,说明部分技术状态不良的台站往往容易出现较大的系统性负偏差。根据考核结果,按照世界气象组织(WMO)推荐的方法,计算除1992年外各次考核的pH值测量的修正绝对中值偏差为0.03～0.10pH单位,1992年和2006年电导率测量的修正绝对中值偏差为4%～5%。修正绝对中值偏差的逐年波动情况反映了全国酸雨观测网pH测量的总体偏差也明显地受台站技术状态波动的影响。     

北京秋季城区和近郊近地层O3特征

北京十三陵地区出现O3高值,一直是人们所关心的环境问题,秋季是北京地区高O3浓度季节,为此2001年9月7～17日在北京城区舞蹈学院楼顶和十三陵地区昭陵进行了一次以O3为主,并结合其前体物的综合比对实验.对北京城区和郊区地面O3特征进行了比对分析,目的是了解北京秋季近地面城乡O3差异的原因.结果表明郊区O3浓度日均值普遍大于城区O3日均值,城区和郊区白天O3浓度接近,城乡O3平均浓度的差异是由于不同天气条件下城区夜间地面O3浓度很低,有时甚至接近于零,而郊区夜间O3依然维持一定浓度.其主要原因在于城区有较多的污染排放源,致使夜间NO浓度维持相对高值,其通过滴定过程大量消耗O3所致.观测中发现无论城区或郊区当小时平均NO浓度大于10×10-9(体积混合比)时,相应小时平均O3浓度接近于零.NO2/NO低值区对应于地面O3低浓度,城区夜间NO2/NO值低于郊区.由此可见城区O3日平均值较低和城区空气污染重于郊区有密切关系.     

季风背景流场及跨赤道气流相关因子的探讨

本文采用数值试验方法、研究了冬季风和夏季风背景流场及跨赤道气流的相关因子。试验结果表明,西风带的分布与南北半球行星尺度锋区及赤道高温带的季节性经向位移相关。西风急流位置发生改变,可使基流与大地形强迫作用的非线性动力效应变化,导致大气运动趋向于不同背景流场的平衡态,形成了冬季风、夏季风的环流型以及跨赤道气流的季节特征。      

青藏高原地形重力波对东亚春季降水的重要作用

春季持续性降水是东亚夏季风爆发前的主要雨季,对东亚地区乃至全球水循环都具有深刻影响.过去研究揭示了青藏高原大尺度地形的动力和热力作用对东亚春季降水的重要影响,但青藏高原小尺度地形的作用尚不明确.本研究发现,副热带西风流受青藏高原小尺度地形扰动激发的地形重力波,同样对东亚春季降水具有重要贡献.垂直传播的地形重力波在对流层中层发生破碎,产生纬向拖曳,从而驱动跨越青藏高原的经向环流.在青藏高原南侧,经向环流上升支的动力抽吸作用使得对流层低层气压减弱,从而增强经向气压梯度力和西南季风,将更多水汽输送至下游东亚地区,最终导致春季降水的增多.该研究有助于更加全面地理解青藏高原多尺度地形对东亚春季降水的影响,为西风-季风协同作用提供了新的视角.     

1991年江淮梅雨的湿有效能量分析

利用新给出的湿有效能量的表达式计算了１９９１年５～７月亚洲地区逐日的湿有效能量。结果表明：（１）亚洲地区的湿有效能量变化特点能很好地揭示该地区春向夏的季节转变;（２）江淮地区人梅前后湿有效能量有显著差异,入梅前该地区湿有效能量低,梅雨期湿有效能量高;（３）１９９１年江淮地区３段持续性暴雨在湿有效能量上有明显反映,暴雨发生在江淮地区大气对总湿有效能量贡献大的时段。     

两极海冰与青藏高原陆面物理过程“耦合”特征

为探讨南极、北极强信号区域海冰变化 ,青藏高原陆面热力状况与北半球大气环流及中国气候变异的遥相关特征以及“三极”因子间的“互反馈”机制 ,应用遥相关等统计方法研究了影响东亚以及中国区域气候变化特征前期“三极”强信号特征 ,探讨了两极海冰与高原陆面水热状况之间的“耦合”影响及其“互反馈”相关特征 ,比较了“三极”前期因子对中国夏季气候变异的贡献程度及其动力结构形成的影响特征 ,并从全球海 -陆 -气 -冰相关定性模型来认识全球气候变化与中国区域气候变异的形成机制。     

中低纬度环流系统的相互作用及其暴雨特征的模拟研究

利用MM5模式分别模拟了台风、中纬度西风槽对台风远距离槽前降水的影响.试验结果表明,(1)台风的强度影响了台风东侧东南急流向中纬度槽前的水汽输送.低层水汽输送,造成中纬度暴雨区强水汽辐合和不稳定能量积聚,故槽前降雨的强度与其南方台风东侧的水汽输送有着相当密切的关系.(2)中纬度西风槽提供了有利于台风远距离降水的大尺度背景场.西风槽的存在,有利于垂直运动的发展和维持,有利于降雨的产生和发展.模拟结果表明,槽的加强和减弱将会相应地造成中纬度暴雨区的加强和减弱.