2011年11月苏州一次灰霾天气过程分析

2011年11月10-14日苏州地区发生了一次严重灰霾天气过程,利用气象观测资料、探空资料及大气成分站监测资料对苏州三个站点的受污染情况进行了综合分析。结果表明：灰霾期间地面受弱气压场控制,风力较小,且有接地逆温的持续存在,大气水平和垂直输送都很弱,导致大量污染物在近地面堆积,能见度恶化;三站中昆山站灰霾持续时间最长,共计104时次,影响程度最重,重度灰霾占总数的39 %,中度和重度灰霾超过灰霾总数的一半;灰霾时各粒径颗粒物浓度均维持在较高水平,细粒子在可吸入颗粒物中占有较大比重,说明细粒子对灰霾贡献作用大,14日凌晨昆山及太仓出现大雾天气时细粒子比重甚至超过了灰霾时,而相对湿度峰值只有94 %,因此将该段天气定性为雾霾共存或者湿性霾更妥;秸秆焚烧污染期间,BC浓度明显上升,其绝对浓度要高出正常情况的3倍左右;通过CO/SO₂及PM₁₀/SO₂对比发现昆山站受秸秆焚烧污染程度要严重的多,因此推测昆山本地郊区可能也存在零星秸秆露天焚烧点。     

Atmospheric boundary-layer structure observed during a haze event due to forest-fire smoke

During a haze event in Baltimore, U.S.A. from July 6 to 8, 2002, smoke from forest fires in the Québec region (Canada), degraded air quality and impacted upon local climate, decreasing solar radiation and air temperature. The smoke particles in and above the atmospheric boundary layer (ABL) served as a tracer and provided a unique opportunity to investigate the ABL structure, especially entrainment. Elastic backscatter lidar measurements taken during the haze event distinctly reveal the downward sweeps (or wisps) of smoke-laden air from the free atmosphere into the ABL. Visualisations of mechanisms such as dry convection, the entrainment process, detrainment, coherent entrainment structures, and mixing inside the ABL, are presented. Thermals overshooting at the ABL top are shown to create disturbances in the form of gravity waves in the free atmosphere aloft, as evidenced by a corresponding ripple structure at the bottom of the smoke layer. Lidar data, aerosol ground-based measurements and supporting meteorological data are used to link free atmosphere, mixed-layer and ground-level aerosols. During the peak period of the haze event (July 7, 2002), the correlation between time series of elastic backscatter lidar data within the mixed layer and the scattering coefficient from a nephelometer at ground level was found to be high (R=0.96 for z =324 m, and R=0.89 for z=504 m). Ground-level aerosol concentration was at a maximum about 2 h after the smoke layer intersected with the growing ABL, confirming that the wisps do not initially reach the ground.     

南京市紫外线辐射强度的变化及影响因子

利用南京市2005-02—2009-01共4 a的紫外线辐射观测资料,分析了到达地面的紫外线辐射强度的变化特征,并探讨了云、污染物浓度和雾、霾天气等对紫外线辐射强度的影响。结果表明,低云量对紫外线强度的衰减更明显,最大达58.15%,蔽光性云层对紫外线辐射强度的衰减可达71%～80%;紫外线辐射强度与污染物浓度呈负相关,其中与NO2的相关性最好,为-0.39;晴空条件下,严重霾对紫外线辐射强度的衰减率可达20%以上,浓雾对紫外线辐射强度的衰减接近50%。     

1961-2012年江苏省霾日时空变化特征及影响因素分析

利用1961—2012年江苏省69个地面气象站观测资料和2012年苏州市大气气溶胶观测资料,在对霾日进行判识和筛选的基础上,分析江苏省霾日的时空变化特征及霾与气象条件和污染物的关系。结果表明：1961—2012年江苏省各站年总霾日数均呈上升趋势,85％的台站呈极显著上升趋势;江苏省年平均霾日数呈显著上升趋势,其中2011—2012年呈急剧上升趋势;1980年前霾日的空间分布差异不明显,1980年后,沿江和苏南地区为霾的高发区,东部沿海大部地区霾日较少。霾天气主要发生在冬季和春季,以12月和1月发生最多。降水少和风速小有利于霾天气的发生;除SO2外,PM10、PM2.5和NO2等污染物浓度随着霾等级的增加而增大,其中PM2.5浓度增大明显。     

北京一次持续霾天气过程气象特征分析

2013年1月10-14日,北京平原地区出现了水平能见度在2 km以下、以PM_2.5为首要污染物、空气质量持续5 d维持在重度以上污染水平的霾天气。综合分析此次霾天气过程的天气形势、北京地区常规和加密气象资料以及城郊连续观测的PM_2.5浓度资料。结果表明：此霾过程期间,北京高空以平直纬向环流为主,受西北偏西气流控制,没有明显冷空气南下影响北京地区,地面多为不利于污染物扩散和稀释的弱气压场;大气层结稳定、风速小(日平均风速小于2 m·s^-1)、相对湿度较大（日平均相对湿度在70 %以上）、逆温频率高强度大,边界层内污染物的水平和垂直扩散能力差;北京城区及南部的京津冀地区人类活动排放污染物强度大,在相对稳定和高湿的天气背景下,受地形和城市局地环流的影响,北京本地污染物累积和区域污染物输送以及PM_2.5细粒子在高湿条件下的物理化学转化等过程共同作用造成此次北京城区及平原地区污染物浓度快速增长并持续偏高,高浓度PM_2.5对大气消光有显著影响,造成低能见度和持续霾天气。     

1980～～2014年中国中东部持续性霾天气的多尺度变化特征

对1980～2014年中国中东部地区324个台站的持续性霾天气的时空变化和相关气象影响因子进行分析，结果表明:中东部地区年平均持续性霾事件和其在所有霾事件的贡献比例逐年增加，增长率分别为0.79 (10 a)-1和2.7% (10 a)-1。主要表现为3个大值区:华北平原地区（包括山西省、京津冀地区）、长江三角洲和四川盆地东部，增加最显著的区域位于黄淮地区，增长率分别为6.3 (10 a)-1、13.95 d (10 a)-1。1月是持续性霾事件的高发月，月均2.56 d。夏季和秋季持续性霾事件增加最为明显，增长率分别为0.38 (10 a)-1和0.46 (10 a)-1。不利的气象条件，如静风日数的增加，风速和大风日数的减少，以及不利的环流形势，如东亚冬季风的减弱，都可能造成持续性霾天气的增加和异常维持。     

京津冀区域大气霾污染研究意义、现状及展望

频发的霾污染是目前京津冀最严重的环境问题。如何协调区域经济合理快速发展与防止大气环境恶化,已经成为公众关注的焦点,也是各级政府亟待解决的问题之一。对国内外典型大气污染事件的产生及治理历程进行了简要回顾;结合我国当前霾污染问题产生的特殊性,分析了京津冀区域霾污染研究对经济和社会发展、气候和环境变化、人体健康和区域和谐发展的现实意义;阐述了京津冀霾污染现象频发的主要客观要素和内在原因,并分析了当前研究工作中的不足。最后,在全球气候变化的大背景下,推测了京津冀及东亚地区未来大气污染的发展趋势。     

中国中东部冬季霾日的形成与东亚冬季风和大气湿度的关系

利用1961-2013年中国地面台站长期观测资料和同期NCEP/NCAR再分析资料,以华北、江淮和华南为研究区,分析了中国中东部冬季霾日的形成与东亚冬季风以及大气湿度的关系。结果表明:(1)冬季霾日与东亚冬季风强度成显著的负相关。首先,东亚冬季风强度的减弱使得地面风速减小,进而导致冬季霾日增多。其中,华北7-8 m/s最大风速日数和江淮6-8 m/s最大风速日数的减少,及华南≤2 m/s最大风速日数的增多对各区冬季霾日的增多作用较大。其次,东亚冬季风减弱引起冬季气温的持续升高,易导致冬季霾日的增多,这在华北地区较之在江淮和华南更为明显。(2)由于气候变暖,冬季气温升高,使得近地面相对湿度减小。在江淮和华南地区,冬季霾日的增多与近地面相对湿度的减小显著相关,而在华北地区这种相关较弱。(3)冬季气温升高也有利于大气层结稳定度的增强,3个区域冬季霾日的增多均与大气层结稳定度的增强显著相关,特别是与对流层中低层(850-500 hPa)大气饱和度的降低显著相关。(4)冬季霾日数变化与区域水汽输送关系密切。其中,华北地区的冬季霾日数与水汽总收入成显著正相关,江淮地区与纬向水汽收入成显著正相关,与经向水汽收入成显著负相关,华南地区与经向水汽收入成显著负相关。     

2013年12月华东地区持续性霾天气成因分析

2013年12月华东地区发生历史罕见的超过20 d连续重度霾天气过程。本文利用NCEP/NCAR再分析资料、华东地区大气细颗粒浓度资料以及常规气象观测资料对此次天气过程的环流形势、持续机制和前期外强迫因子展开分析。结果表明，此次华东连续重度霾天气和东亚中高纬阻塞高压活动密切相关。2013年12月白令海到鄂霍茨克海阻塞活动加强导致东亚地区天气瞬变扰动异常偏弱，贝加尔湖东侧弱高空脊长时间维持，我国东部地区受弱偏北风影响，大气扩散条件较差，有利于华东本地大气细颗粒物积累和北方霾粒子向华东地区输送。进一步研究表明2013年12月鄂霍茨克海阻塞高压活动偏强可能和前期热带印度洋暖海温异常有关。     

江西省霾天气气候特征及其与气象条件的关系

利用1980-2011年江西83个常规站和南昌、赣州2个探空站的观测资料,对江西霾的气候特征及其与气象条件的关系进行了分析。结果表明：近32 a来江西霾日总体呈上升趋势;霾日的季节、年际和年代际变化明显,秋冬季多（12月最多）春夏季少（7月最少）,4 a左右和8 a左右的年际变化周期显著,年代际变化主要为15 a左右的变化周期;江西霾日空间分布不均,呈现中北部多,南部及山区少的分布形势。霾与地面风速、大气逆温、海平面气压、降雨量和相对湿度密切相关,低风速、大气逆温、高气压、高湿度和少降雨有利于霾天气的发生,反之,高风速、低气压、低湿度和多降雨不利于霾天气的发生。