Simulation of equatorial wind field patterns with TAPM during the 1997 haze episode in Peninsular Malaysia

The large‐scale forest fires that occurred during the major El Niño event in 1997 can be counted among the worst environmental disasters in Southeast Asia. This study investigates atmospheric mesoscale features over Sumatra and the Klang Valley in Peninsular Malaysia during the resultant haze episode of September 1997 utilizing a limited area mesoscale three‐dimensional meteorological and dispersion model, The Air Pollution Model (TAPM). Mesoscale features that would not be highlighted by global numerical prediction models, such as the daily land and sea breeze conditions at the selected air pollution stations located near the west coast of Peninsular Malaysia, were predicted with an Index of Agreement of 0.3, which implied a moderate conformity between the predicted and observed values. Tracer analysis of air particles at a selected location in the Straits of Malacca verified the existence of the landward and shoreward movement of the air during the simulation of the low‐level wind field. Air pollutants from the burning areas of neighbouring Sumatra just across the straits were transported towards the Klang valley during the daytime and seawards during the nighttime, highlighting the recirculation features of aged and newer air particles over the seven days (13–18 September) of the model simulation. The presence of the central Main Range east of the Klang valley to a certain extent limited further eastward movement of the air particles. Near calm conditions at low levels were simulated from midnight to midday on 14 September, where the movement of the polluted air particles from the uncontrolled burning in Sumatra was confined within the Straits of Malacca. Turbulence within the planetary boundary layer in terms of the total kinetic energy was found to be weak from 14 to 15 September, congruent with the weak strength of low level winds that reduced the ability of the air to transport the pollutants during the period of severe smoke haze. Statistical evaluation showed that parameters such as the systematic RMSE (root mean square error) and unsystematic RMSE for the zonal wind component were slightly higher than for the meridional one, indicating higher errors between the observed and simulated zonal values. Otherwise, the equatorial meteorological parameters such as wind speed and temperature were successfully simulated by the model with comparatively high correlation coefficients, lower RMSEs and moderately high indices of agreement with observed values.     

改进HOT的高分影像自动去薄云算法

为了有效去除薄云对高分光学影像造成的干扰,解决传统算法自动化程度低、去薄云效果不理想的问题,提出改进的薄云最优化变换(Improved Haze-Optimized Transformation,IHOT)算法。首先采用暗原色先验知识从薄云影像中自动选取晴空区,运用薄云最优化变换检测薄云,再创新性地利用植被区域云检测精度较高的特点改进检测结果,最终使用虚拟云点法进行薄云去除。利用高分一号影像进行实验,证明该文提出的算法能够有效地去除薄云对高分影像的影响,尤其对人造地物的色彩和纹理信息恢复效果优于传统算法。     

热带山区高时空分辨率NDVI融合精度及其影响因素分析

高时空分辨率NDVI时序数据作为遥感应用中的重要数据源,对土地覆被动态变化监测具有重要意义,特别是在地表高程变化显著、气候条件复杂、景观异质性强烈的热带山区。虽然当前学者们提出了诸多时空数据融合模型,但针对这些模型在热带山区的NDVI数据融合精度及其影响因素分析尚不多见。对此,本文选取3类时空数据融合方法(权重函数法、概率统计法和多种混合法)中具有代表性的4个模型:STARFM(Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model)、RASTFM(Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model)、ESTARFM(Enhanced Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model)、BSFM(Bayesian Spatiotemporal Fusion Model)(STARFM、ESTARFM为权重函数法;BSFM为概率统计法;RASTFM为多种混合法),选择位于我国热带山区的纳板河流域作为研究区。对融合模型的...     

有霾和无霾时宁波市大气混合层高度的日变化特征

根据2007—2013年宁波市每日8次地面观测气象资料,运用罗氏法和统计分析法计算大气混合层高度,分析其在霾日和非霾日的不同日变化特征。结果表明宁波市霾日与非霾日混合层高度均呈白天高,夜晚低的日变化特征,夏季两者差值的日变化波动最明显,波峰时间比其他季节晚3 h。混合层高度日变化趋势与风速、气温、能见度趋于一致,霾等级越重,混合层高度越低。霾日与非霾日的气温差值除冬季呈正变温外,其他季节呈负变温,冬季14时差值最小,夜间加大,春夏季凌晨差值最小,14时最大,秋季波动不明显;风速差值除冬季夜间为正值外,其余季节为负值,秋冬季差值最小、夏季最大。大气处于不稳定状态时,混合层高度随着稳定度增加而逐渐处于稳定状态时,随着稳定度增加而降低,中性大气是宁波易致霾的大气层结。霾日与非霾日大气稳定度表现不一致,中午霾日中性大气占多数,非霾日则是不稳定大气;夜间霾日稳定—弱稳定大气和中性大气所占比例相当,非霾日稳定—弱稳定大气占多数。另外,PM_(2.5)浓度在霾日和非霾日均为白天低、夜间高的日变化特征,但霾日波动大,波峰时间晚于非霾日2 h,峰值浓度也高于非霾日2.7倍;早晨或下午到上半夜是霾日的PM_(2.5)浓度两个上升时段,上午为下降时段;非霾日的两个浓度缓升(降)时段分别出现凌晨和下午(上午和前半夜)。研究成果有助于预报员了解大气混合层高度及其对霾的可能影响,从而提高霾预报预警能力。     

汕尾市雾霾天气的能见度多时间尺度特征分析

根据汕尾气象台1961～2003年共43 a的常规气象观测资料,对汕尾市雾霾天气的能见度多时间尺度特征进行了分析.结果表明,汕尾市雾霾天气能见度的时次变化都是在08时次出现最多,在08～14时次逐渐减少,在14时次出现最少;霾天气逐月变化不明显,轻雾和雾主要出现在冬春季节,以春季为多;霾在80年代后出现次数明显增多,而雾则在70年代以后出现次数多,但雾天气年代变化不明显,主要原因可能是城市污染的逐年加重,引起雾霾天气次数明显增多.     

中国降水云云底高度的估算和分析

基于2016年8月13日-2017年7月31日激光云高仪（CL51）和搭配红外测温仪的微波辐射计（MWR-IRT）的云底高度（CBH）观测资料,对比分析CL51和MWR-IRT的CBH观测结果的差异,探讨不同天气条件下CL51和MWR-IRT的云高观测性能。结果表明：CL51和MWR-IRT对中低云的识别结果较为一致,对高云识别存在一定差异;云天时,CL51和MWR-IRT观测的CBH较为一致,统计均值分别为1.91 km和2.03 km,二者相关系数为0.65;与MWR-IRT相比,CL51观测的高云较高、低云较低;不同天气条件下CL51和MWR-IRT的观测结果表现不同,雾天和重度霾时其观测结果差异较大,轻雾天时其观测差异有所降低,非雾/霾天、雾霾天、轻度霾天、中度霾天时两者观测结果较为一致。

     

京津冀城市群大气污染的时空特征与影响因素解析

京津冀城市群是中国雾霾最严重的区域,在京津冀协同发展背景下,探究该地区大气污染的时空分布和影响因素具有重要意义。运用空间自相关分析和三种空间计量模型,分析了京津冀202个区县PM_2.5的时空分异特征,创新性地对自然与人文影响因素贡献及其空间溢出效应进行系统地甄别和量化。结果表明：2000-2014年来京津冀城市群PM_2.5浓度整体呈上升趋势,季节上呈秋冬高、春夏低,空间上呈东南高、西北低的特点,且城市建成区PM_2.5浓度比周围郊区和农村平均高10~20 μg/m³;2014年仅有13.9%的区县空气质量达标,PM_2.5浓度存在显著的空间集聚性与扩散性,城市间交互影响距离平均为200 km,邻近地区的PM_2.5每升高1%,将导致本地PM_2.5至少升高0.5%;社会经济内因对PM_2.5主要是正向影响,自然外因主要是负向影响;影响因素中对本地大气污染的直接效应贡献强度依次是：年均风速>年均气温>人口密度>地形起伏度>第二产业占比>能源消费>植被覆盖度,人均GDP、年降水量和相对湿度对本地PM_2.5没有显著影响;对邻近地区大气污染具有显著空间溢出效应的因素排序是：植被覆盖度>地形起伏度>能源消费>人口密度;对于自然和人文影响因素应分别采取针对性的适应策略和调控策略,加强区域间联防联控与合作治理,在城市群规划中注重环保规划与立法。     

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。     

鲁西南霾天气个例分析

2007年6月11～13日鲁西南连续3天出现罕见的霾天气过程,为了弄清楚这次霾天气过程形成的天气学原因.利用常规气象资料、探空站资料及自动气象站资料和空气污染资料对这次过程进行综合分析.结果表明,霾的形成是多种气象因素共同作用的结果,大陆暖高压东移人海,其底部的偏东气流将海上的低温高湿空气向鲁西南输送,是霾形成的有利环流条件;中低层风速较小,且风向随高度逆转,是霾形成的有利风场;大气层结稳定,且低层存在逆温层是霾形成的重要条件;高污染浓度是形成霾的物质基础.     

2013年9月大气环流和天气分析

2013年9月环流特征如下：极涡分裂,主体位于西半球;里海以北有阻塞形势出现,西太平洋副高强度较常年偏强、位置偏西。全国平均降水量69.3 mm,较常年同期偏多6.1%,华西部分地区秋雨明显,河南北部等地降水量不足常年20%,有中到重度气象干旱;全国平均气温16.8℃,较常年同期偏高0.2℃。9月我国的大范围强降水过程有2次,其中一次与热带气旋活动有关。9月共有8个热带气旋在南海和西北太平洋活动,较常年同期平均偏多3个,其中“天兔”是近40年来登陆粤东沿海的最强台风。全国17个省（区、市）发生风雹灾害;我国中东部出现雾霾天气。