北京区域环境气象数值预报系统及PM2.5预报检验

基于北京地区快速更新循环同化预报系统 (BJ-RUC)、WRF-Chem模式和优选的能见度参数化方案,建立了北京区域环境气象数值预报系统。对2014年全年PM_2.5浓度、能见度和APEC (Asia-Pacific Economic Cooperation) 期间预报效果检验结果表明:该系统对京津冀及周边地区PM_2.5浓度的预报效果较好,大部分站点的相关系数在0.6以上,特别是北京的部分站点可达0.8以上,预报结果相比观测总体偏低,随着预报时效的延长,24 h之后预报效果略有下降。相比人工观测,能见度预报结果与自动观测能见度更加接近,对持续性低能见度过程预报与实况吻合较好,对于小时能见度低于10 km的分级检验显示,预报准确率从77%左右逐级下降,2 km以下在40%左右。2014年APEC期间,系统很好地预报出北京地区空气质量指数、PM_2.5浓度和能见度的时空演变特征,为APEC期间环境气象预报服务提供了有力的技术支撑。     

陕西强沙尘暴、特强沙尘暴天气气候特征分析

 从陕西1954—2003年所有沙尘暴记录所对应的3次或4次定时能见度观测资料中挑出最小能见度小于500 m的作为强沙尘暴记录,小于200 m的作为特强沙尘暴记录。然后挑取在一次过程中有3个或3个以上气象站出现强沙尘暴的过程共41次作为强沙尘暴过程,有3个或3个以上气象站出现特强沙尘暴的过程共6次作为特强沙尘暴过程。分析结果表明,20世纪90年代是陕西强沙尘暴、特强沙尘暴过程最少的时期。陕西强沙尘暴过程主要发生在春季,冬季次之,其中春季4月最多, 冬季2月最多。除春季、冬季外,6、11月也有发生。根据41次强沙尘暴过程出现前一日08时500 hPa环流形势分析,将造成陕西强沙尘暴天气的环流形势及影响系统分为蒙古冷（横）槽型、脊前下滑槽型、短波槽东移型和西北气流型4类,其中蒙古冷（横）槽型是造成陕西强沙尘暴天气最多的一种形势,占总次数的44%。陕西6次特强沙尘暴过程的环流形势及影响系统全为蒙古冷（横）槽型。根据地面冷空气入侵陕西的路径分析,将造成陕西强沙尘暴天气的冷空气路径分为西路、西北路、北路三条。     

北京市城、郊气候要素对比研究

利用北京市市区4个站点和郊区3个站点40a的气候资料,分析了北京市城、郊平均气温、降水、日照、能见度和相对湿度的变化特征。研究发现:40a来北京市城、郊年平均气温明显上升,城区气温平均升温幅度为0.43℃/10a,郊区气温平均升温幅度为0.21℃/10a。北京市热岛效应明显增强,城、郊气温年代变化特征中,城、郊温差20世纪60年代最小,90年代最大;在城、郊气温年际变化特征中,1961～1977年城、郊温差较小,1978～2000年城、郊温差较大。在城、郊气温季变化特征中,冬季城、郊季平均气温温差最大,春季城、郊季平均气温温差最小。近几年虽然高温(≥35℃)日数明显增多,但是年最高气温变化不大,只有1997年、1999年和2000年年最高气温超过38℃。北京市年日照时数呈明显下降趋势,城区40a来日照时数下降幅度为78.9h/10a,城、郊日照时数差异随季节有不同的变化,并且秋季最大,1961～2000年秋季郊区日照时数比城区平均多0.34h。40a来北京市年降水量略有减少,且年降水量变化幅度很大,城区40a来降水量减少幅度为45.2mm/10a,由于城市化影响,下垫面性质改变,城区<10mm的降雨日数远远小于郊区,40a间城区<10mm的降雨日数比郊区少603d。1981～2000年间北京市城区水平能见度2月份、5月份、9月份和10月份较好,北京市城、郊低值能见     

一次春季冷空气引发海上大风天气过程的分析

利用美国国家环境预报中心(NCEP/NCAR)的再分析资料、广东省遥测站资料及MICAPS资料,通过合成分析、对比分析等方法,对一次春季冷空气伴随的海上大风天气过程分析,研究了冷空气过程中地面变压和低层温度平流的变化特征以及与地面风场之间的关系.结果发现:本次海上大风天气过程具有春季强风的2个明显特点:1、“风头(起风时)大、风尾(结束时)小”;2、起风突然、阵风大.具有明显的日变化,夜间比白天大.影响系统主要是:200 hPa西风槽、500 hPa南支西风槽、850 hPa切变线、地面冷空气和冷锋系统.温度平流通过变压场作用于地面风场,冷空气伴随的冷平流增强了地面变压场以及变压梯度,进而等压线密集,地面风速加大.     

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。     

巢湖地区能见度特征及其影响因子分析

基于巢湖地区高密度的能见度监测数据,分析了其能见度时空分布特点,初步探讨了湖泊及周边地形对能见度及大雾形成的影响机理。结果表明:受湖泊气温、风、水汽等要素的影响,巢湖沿岸能见度低于远岸地区;一般远岸地区雾较近岸先形成,但是近岸地区雾持续时间长,且消散慢;在湖陆风或主导风作用下,巢湖北岸和西南岸雾的发生次数和持续时间明显多于其他地区;巢湖东南岸由于受山脉的影响,夜间干冷山风提高了岸边能见度,减少了大雾的发生。     

神经网络方法在环渤海能见度预报中的应用分析

本文基于2001—2015年中国气象局地面常规气象观测数据及NECP再分析资料,采用BP神经网络方法构建环渤海沿海城市能见度预报模型,利用2016年ECMWF集合预报数据基于预报模型进行能见度预报实验,并与ECMWF集合预报产品中现有能见度预报结果进行对比分析。分析表明:该方法对于环渤海沿海城市能见度预报的预报效果明显高于ECMWF集合预报中的能见度预报,12～72 h预报时效中,最小值对应1 km以下能见度的TS评分为0. 36～0. 43; 10 km以下能见度预报误差显著降低,与离散度的对应关系较好。因此,该方法对低能见度天气过程的能见度预报具有指示意义。     

利用MODIS光学厚度遥感产品研究北京及周边地区的大气污染

对2001年在北京地区利用太阳光度计观测的气溶胶光学厚度和NASA发布的MODIS气溶胶产品进行了比较,验证了这一卫星遥感产品的可靠性;比较了2001年MODIS气溶胶光学厚度(AOD)产品和由空气污染指数(API)计算的每日平均可吸入颗粒物(PM10)浓度,得到了比较高的相关系数,证实该气溶胶产品可用于污染分析.将北京地区AOD与气象能见度观测资料进行比较,得到了不同季节的气溶胶"标高".利用统计的不同季节的气溶胶标高,从光学厚度的季节分布得到了能见度(能见距离)的季节分布.气溶胶光学厚度图像的个例分析表明,除局地排放外,周边区域(主要为西南和南向)的输送对北京市区的空气污染贡献份额较大.卫星遥感气溶胶可以比较直观地再现污染物的区域分布和输送,不仅为研究全球气候变化也为研究区域环境的空气质量提供了一种有效手段.     

苏州灰霾特征分析

利用苏州市2009年6月-2010年5月逐时的能见度、相对湿度、污染物(PM1o、PM2.5、黑碳)浓度和散射系数等资料进行灰霾的判识与统计分析,结果表明:苏州市灰霾日占全年天数的46.6％,雨日和“蓝天”分别占33.2％和21.9％.在苏州所有灰霾日中以轻微灰霾为主,占灰霾曰总数的70.6％,发生中度和重度灰霾的频率较小.灰霾出现频率的日变化规律表明白天出现灰霾的频率比夜间低,在5-8时灰霾出现的频率达到峰值,14-16时灰霾出现的频率最低.灰霾日的污染物浓度远大于非灰霾日,随着灰霾等级增大,黑碳浓度明显增大;除重度灰霾外,PM10和PM2.5浓度也明显增大;散射系数增大.     

夜间能见度的观测方法

大气探测中,夜间能见度的观测,是目前普遍存在问题较大的一个观测项目.本文通过长期对夜间能见度观测,摸索、积累一些经验,并提出一些做好夜间能见度观测的方法和要求.