西北东部霾的时空特征与天气特征研究

利用常规地面观测资料和CALIOP/CALIPSO卫星遥感资料统计分析了中国西北东部霾的多年变化以及霾事件期间气溶胶光学特性的垂直空间分布特征,并以2013年3月和11月发生在西北东部的霾天气为例分析了霾发生时大气气溶胶粒子的形状及大小的垂直分布特征、对应的天气形势和气象要素的变化。结果表明:西北东部霾日出现频率由20世纪80年代至90年代末逐渐减小,但21世纪起又明显增加;霾事件主要发生在11、12和1月。霾发生时,在对流层内霾影响最严重的区域在距地面2~4 km范围,垂直方向气溶胶后向散射系数的范围集中于0.8×10-3~2.5×10-3km-1·sr-1,且随高度增加而增大;气溶胶的体积退偏比大部分20%,气溶胶较为规则,不规则的多分布在地表向上4 km以下,随着高度的增加气溶胶不规则性减弱。色比数值大部分0.8,8~12 km气层中主要是色比为0.0~0.4的粒子。当高空受高压系统控制,地面为均压场,近地面出现逆温层时易产生霾。     

南宁市大气能见度变化特征及影响因子分析

对2000至2006年的南宁市能见度资料进行统计分析。分析表明,南宁市近7a能见度年均值在13~17km之间,总体呈下降趋势。一年之中,能见度最小值主要出现在1至3月,最大值出现在6至7月,汛期能见度明显好于非汛期。一日之中,能见度的日变化为:08时<02时<20时<14时。能见度与气象因子的相关分析表明,能见度与温度、风速成正比,与压强、降水、湿度成反比。与污染物的相关分析表明,能见度与PM10浓度的相关性较强,达到-0.58。     

常州地区霾的变化特征及影响因子分析

利用2001—2011年常州地区气象观测资料和大气污染物监测资料,对常州地区霾的变化特征及影响因素进行了分析。结果表明:常州地区年霾日数呈波动变化特征。常州地区11月至翌年1月霾出现较多,夏季霾出现最少;11时霾出现频次最多,14时次之,05时霾出现频次最少。霾发生时高空主要存在两种天气形势,地面存在3种天气形势。有降水出现时,如降水明显,不易出现霾;如降水较弱,可能出现霾,但出现几率较小。大气垂直方向的逆温对霾的出现有重要作用。常州地区霾出现时以2级以下偏东风为主,相对湿度多为41.0%—70.0%。大部分雾日(除雨雾外)基本上均出现霾,有雾霾的转换现象发生。2001—2011年常州地区污染物中CO、PM_(10)浓度与霾关系较密切(2012年常州环境监测中心开始PM_(2.5)的监测)。个例分析表明,秸秆焚烧在有利的风向下将污染物输送至下游地区,加上气团的下沉运动使污染物聚集是霾出现的主要原因。     

南宁市大气能见度变化特征及影响因子分析

对2000至2006年的南宁市能见度资料进行统计分析。分析表明,南宁市近7a能见度年均值在13～17km之间,总体呈下降趋势。一年之中,能见度最小值主要出现在1至3月,最大值出现在6至7月,汛期能见度明显好于非汛期。一日之中,能见度的日变化为：08时〈02时〈20时〈14时。能见度与气象因子的相关分析表明,能见度与温度、风速成正比,与压强、降水、湿度成反比。与污染物的相关分析表明,能见度与PM10浓度的相关性较强,达到-0.58。     

基于激光雷达的宁波地区气溶胶垂直分布特征研究

利用2016年宁波逐时气象观测资料、大气成分监测资料及气溶胶激光雷达资料,对宁波地区霾日进行判定,并对不同天气状况下气溶胶垂直分布特征进行分析。结果表明:2016年宁波地区霾日共70天,轻微霾最多为54天。气象要素和颗粒物浓度在霾日和非霾日都有明显日变化特征,除风速以外,能见度、PM2.5和PM10在霾日和非霾日有非常显著的差异。霾日和非霾日均在高度为0.00.5km时,气溶胶消光系数最大,贡献率分别为53.3%和40.5%。不同季节气溶胶消光系数变化范围有明显差异,消光系数在霾日秋季的>冬季的>春季的;非霾日冬季的>秋季的>春季的>夏季的。秋冬季多冷空气活动,多污染物输送造成霾日消光系数明显高于非霾日的,秋季两者消光系数峰值差异达0.47km^-1。夜间到早晨由于扩散条件不利,容易有污染物的积累增长。春季轻微霾在02时前后消光系数最大,可达2.9km^-1;轻度霾08时在1.4km处的最大,可达2.8km^-1。秋季轻微霾在0.5km以下,02时、08时有消光系数峰值区,最大可达1.0~1.2km^-1。冬季多静稳天气,扩散条件较差,气溶胶消光系数日变化规律不明显,随着霾程度的加重,消光系数波动幅度增大,无霾或轻微霾时消光系数为0.0~1.0km^-1,轻度和中度霾时,消光系数峰值从1.2km^-1增大到2.2km^-1。     

北京雾与霾天气大气液态水含量和相对湿度层结特征分析

为了研究空气中的水汽层结变化对雾、霾生消的影响,对北京2011年10月至2012年2月雾、霾天气个例中能见度变化和地基微波辐射计观测的相对湿度及液态水含量资料进行分析,结果表明:大气总液态水含量时序图对预报雾、霾没有参考意义,无论是大气总液态水含量数值的大小,还是大气总液态水含量随时间的变化都不能预测雾、霾的生成与消散。但不同时刻大气液态水含量的廓线图对雾、霾天气的预报还是具有指示意义的,因为雾、霾生消前后大气液态水含量层结变化明显。进一步分析不同情况的雾、霾天气发现:雾、霾生消前后均无降水出现和先出大雾后降水的情况,即降水后消散的雾、霾天气,大气相对湿度的变化和液态水含量的变化主要集中在3 km以下;对于先降水后出大雾的情况,整层大气相对湿度的变化都很明显,液态水含量的变化主要在3~7 km之间。由于降水既可以增加近地面的空气湿度,又可以消耗空气中的水汽,因此降水既是大雾形成的有利条件,也是大雾消散的有利条件。有降水出现的大雾天气,有饱和层(空气相对湿度达到或接近100%),无降水出现的重霾天气,则没有饱和层,且整体相对湿度偏低。     

西宁市灰霾天气现状及成因分析

利用西宁市2008-2014年气象资料分析西宁市近7年灰霾天气变化趋势。研究表明:近7年来西宁市共出现霾日数50天,其中11、12月最为集中,多出现在08时,静风天气条件下。相对湿度在25%~95%,湿度在80%以上的湿霾较多。水平能见度在3~9km,属于轻微霾至中度霾,轻微霾所占比例较多。西宁市灰霾频发的08时平均相对湿度(RH)较高,相对高的空气湿度,为霾的发生提供了必要条件。同时静风频率较高,较小的风力使得扩散的动力条件差,灰霾天气得以维持。加之清晨辐射逆温的形成,热力条件使得扩散条件更为不利,污染物的累积和高湿状况使得能见度逐渐下降,而发生较为明显的霾天气。预计未来西宁市霾天气发生将呈现增加趋势。     

近15年南宁市霾日数变化特征及气象成因分析

使用新的霾日判定标准对南宁市2000年以来的气象观测资料进行统计分析。结果表明:(1)南宁市霾日数从2000年逐年上升,到2004年达到最大值,之后呈下降趋势,2011年达到最小值,但2012年和2013年则重新呈现上升趋势。(2)旱季的月均霾日均多于雨季,其中7月霾天气最少,12月霾天气的严重程度和霾日数都接近全年最高值。(3)霾出现频率和细颗粒物PM/_(2.5)存在显著的日变化特征,而且两者变化趋势较一致。相对较小的风速以及正的小时变压,使得早上的大气水平运动较弱,上空以下沉运动为主,使得空气污染物难以扩散,导致08:00的霾出现频率和细颗粒物PM/_(2.5)值均为全日最高。本文研究有助于霾的预测预警,并可为减少霾的不利影响提供决策依据。     

河北省霾日变化及成因

利用1981-2010年河北省142个气象站地面观测资料,按照霾的观测和预报等级行业标准,分析河北省霾日空间分布特征.以石家庄为例对多霾日成因进行探讨。结果表明：河北省霾日主要分布在太行山东麓地区,霾日高频次中心随时间范围在扩大,频次有增加趋势;典型代表站霾日随时间呈现增加、减少和平稳变化三种态势,单站间变化差异明显;河北省霾日主要以能见度大于5km轻微霾为主,代表站中度、重度霾日季节变化显著,64%以上出现在秋冬季节;霾的形成是多种因素综合作用的结果,区域分布主要与地理环境有关,气候上逆温层、风速、相对湿度、年降水日数与霾的形成有关,另外地方经济发展、人类社会活动对大气污染物的排放起到一定作用。     

余慈地区霾时间分布及气象要素特征分析

2000年之后,余慈地区霾年际变化呈现出波浪式下探态势。霾的出现频率有着明显的季节差异,秋冬季高发,春夏季低发,它和当地的月降水量有着很好的负相关关系,和大气环流、天气形势以及余慈地区地处东海之滨这一特殊地理环境有关。余慈地区霾的气象要素特征有:海平面气压低于标准大气压10 hPa以上时,几乎不会有霾出现,在地面高压条件下,容易形成霾;有3/4的霾日,14时的相对湿度在40%～70%之间;弱的降水不会减少霾出现的几率,即便是明显的降水也不能完全排除霾出现的可能;霾日微风居多。