1961—2012年中国冬半年霾日数的变化特征及气候成因分析

利用全国664站1961—2012年逐日霾观测资料、降水量、平均风速和最大风速资料,分析中国霾日数变化特征及其气候成因。结果表明：我国年霾日数分布呈明显东多西少特征,中东部大部地区年霾日数在5～30 d,部分地区超过30 d,西部地区基本在5 d以下。霾日数主要集中在冬半年,冬季最多,秋季和春季次之,夏季最少,12月是霾日数最多的月份,约占全年霾日数的2成。我国中东部地区冬半年平均霾日数呈显著的增加趋势（1.7 d/10a）,霾日数显著增加时段主要在1960年代、1970年代和21世纪初,在1970年代初和21世纪初发生了明显均值突变。从区域分布来看,华南、长江中下游、华北等地霾日数呈增加趋势,而东北、西北东部、西南东部霾日数呈减少趋势。持续性霾过程增加,持续时间越长的霾过程比持续时间短的霾过程增加更为明显。不利的气候条件加剧了霾的出现。霾日数与降水日数在中东部地区基本以负相关为主,中东部冬半年降水日数呈减少趋势（-4 d/10a）,表明降水日数的减少导致大气对污染物的沉降能力减弱。另一方面,霾日数与平均风速和大风日数以负相关为主,而与静风日数则以正相关为主,冬半年平均风速和大风日数减小,静风日数增加,表明风速减小导致空气中污染物不易扩散,从而更易形成霾天气。     

华北霾日的时空分布特征分析

利用1961—2011年共51 a华北地区50个站冬季及12月—2月逐月不同级别的霾日资料,研究了华北地区霾日的时空分布特征,结果发现:霾日的分布很不均匀,霾日大值区大多为工业城市、高度发达的城市以及煤炭生产基地,"浊岛"现象明显,华北地区霾日大值区呈西南—东北向分布,来自京津冀外区域的污染物跨城市群输送的影响非常显著。研究还表明,除山西平均霾日一直呈增长趋势外,其他地区霾日近年均呈下降趋势。从各大城市的变化特点看,太原、石家庄和呼和浩特呈一致的增长趋势,济南市、北京市和天津市的霾日均呈下降趋势。大城市冬季霾日出现最多的集中在12月和1月。     

梅州城区雾和霾的气候特征分析

为了研究本地区雾和霾的规律和趋势,利用梅州市气象局1990-2008年近20a的雾日和霾日统计资料,通过线性回归分析的方法从年、季和持续时间上分析了梅州城区的雾、霾气候特征.结果表明：1990-2008年期间梅州城区雾日数呈逐渐显著性减少的趋势,年雾日数减少幅度为0.4561d/a,霾日数从2005年之后开始呈明显增加趋势;雾在冬季最多,秋季和夏季最少,霾在冬季最多,夏季最少.另外,霾一年四季均有出现,且出现的几率不断增加,持续时间也不断增长.     

1956—2019年昌北国际机场高影响天气变化特征

基于1956—2019年参证气象站记录的雷暴、闪电、暴雨、高温、低温、雾和霾等气候资料,利用常规气候统计及Morlet小波方法对影响昌北机场安全运营的高影响天气事件演变及周期变化规律进行统计分析。结果表明:1)雷暴多出现于春夏季,年均雷暴日数为49.8 d,呈波动下降趋势。2)春夏季闪电高发,且夏季机场附近存在较明显的闪电集中区域,闪电高频时段为13—20时,最高峰为15时。3)年均暴雨、大暴雨日数分别为5.0 d和0.8 d,呈缓慢增长趋势,暴雨集中在4—8月,大暴雨集中在4、6月,二者均在6月份最多。4)夏季高温日数呈缓慢增加趋势,7月份最多,8月份次之;冬季低温日数呈明显下降趋势,1月份最多,12月份次之。5)年均霾日数大于雾日数,霾多发于秋冬季,雾集中在冬春季,均于12月最常发生。6)冰雹、积雪、结冰、冻雨、沙尘、龙卷风等破坏性天气发生频次较小,但不应忽视此类天气的防范工作。7)暴雨、低温及高温日数均存在准2 a的周期变化。     

1981~2018年成都平原经济区霾日变化分析

基于1981~2018年成都平原经济区44个气象站点霾日观测资料,分析了该地区霾日的时空演变特征,并利用城市群霾日综合评估模型范式对区域空气质量进行了量化分析。结果表明:（1）成都平原经济区高霾日多集中在德阳、成都和乐山等城市地区,冬季霾日最多,春秋季次之,夏季最少;（2）1991~2000年为成都平原经济区霾日数的高发阶段,2011~2018年霾日数呈明显下降趋势;（3）EOF（Empirical Orthogonal Function）和小波分析均揭示出成都平原经济区霾日数呈明显下降的趋势,其中资阳、成都、遂宁下降最快,仅绵阳北部呈小幅上升趋势。      

1961-2012年山东汛期暴雨气候特征分析

利用1961-2012年山东省35个气象站汛期逐日降水资料,采用常规统计法分析了山东省汛期暴雨日数和暴雨强度的时空变化特征,运用均生函数建立山东省汛期暴雨日数和暴雨强度的预测模型,并进行试报和预报检验。结果表明：1961-2012年山东省汛期暴雨日数和暴雨强度均呈减小趋势,但减小趋势不明显,未通过0.05信度的显著性检验。1961-2012年山东省汛期平均暴雨日数为2.2 d,存在3.4 a与准8.0 a周期振荡|暴雨平均强度为67.8 mm·d^-1,有2.3 a、3.3 a、6.9 a与准12.0 a的变化周期。1961-2012年山东省汛期暴雨日数和暴雨强度未出现气候突变|山东省暴雨日数和暴雨强度自20世纪70年代中末期至80年代末期出现年代际减小的变化。山东省汛期多年暴雨平均日数和暴雨强度呈自西北向东南逐渐增加的分布趋势。鲁南、山东半岛南部和东部地区是山东省汛期暴雨（连续性暴雨）的多发地带及暴雨强度大值区域。对2003-2012年山东汛期暴雨预测表明,均生函数预测模型可较好拟合山东省汛期暴雨日数和暴雨强度的变化趋势,对山东汛期暴雨有较好的预测能力。     

河套地区大雨以上降水日数的气候变化特征分析

选取河套地区87个气象站1961—2010年逐日降水量资料,采用线性趋势分析、Morlet小波分析等方法,分析河套地区大雨以上降水日数的时空分布特征其及气候变化规律。结果表明:该地区大雨以上降水日数空间分布呈现"东南多、西北少",其中,年均大雨以上降水日数超过5.0 d的区域位于其东南部,包括山西南部、河南西北部和陕西东南部;该地区7月、8月、6—9月及年大雨以上降水日数总体上均呈减少趋势,其日数变化具有明显的阶段性,大雨多发期和少发期交替出现;1985年前后年均大雨以上降水日数在该地区不同区域存在增多和减少的区别;近50 a,该地区7月、8月、6—9月和年大雨以上降水日数变化的周期性显著,其变化既存在明显的2~4 a周期,也存在6~8 a周期。     

1961-2010年四川盆地霾气候特征及影响因子分析

利用1961-2010年四川盆地122个气象站观测资料,分析四川盆地年平均霾日数时空分布特征及霾日数季节和年变化趋势。探讨近50 a四川盆地大气干消光系数、风速、能源消耗和人口等因素与霾日数之间的关系。结果表明：1961-2010年四川盆地122个站年平均霾日数为62.5 d,最多的站可达100.0 d以上。霾日数有明显季节变化,四川盆地冬季霾日数最多（28.4 d）,春、秋季次之,夏季最少（5.9 d）。四川盆地有104个站霾日数年变化呈增加的趋势,其中有71个站通过了置信度99 %的检验,霾日数增加最多的是四川省内江地区的戚远,气候倾向率为42.0 d/10 a;霾日数增加最少的是成都市的新都,气候倾向率为0.4 d/10 a。四川盆地有18个站霾日数年变化呈下降趋势,仅7个站点通过了置信度99 %的信度检验,霾日数减少最多的是四川北部广元地区的南江,气候倾向率为-16.7 d/10 a。霾日数的年变化与大气干消光系数呈显著正相关,与风速呈显著负相关,与四川盆地的能源消耗和人口增长呈显著正相关。     

基于气候系统指数的月尺度霾日定量预测方法研究——以芜湖市为例

利用1955—2018年芜湖市国家气象观测站资料,1980—2018年国家气候中心气候系统指数资料,对芜湖市近64 a的霾日气候序列进行重建,在此基础上使用线性趋势和Mann-Kendall方法,系统分析了芜湖市霾日的气候特征。以芜湖市为例,借助多元逐步回归方法,尝试研究了一种以气候系统指数为自变量,霾日为因变量,建立霾日预测方程并对月尺度霾日进行定量预测的方法。结果表明:1)重建的霾日时间序列能够更客观的反映芜湖市霾日实际的长期变化特征。近64 a霾的气候特征:年日数显著增加,并在1980年左右出现突变;季日数在冬、秋季较多,夏季最少,四季均呈显著增多趋势,增速秋季最快,夏季最慢;月日数在1、12、11月较多,7、8月较少。中度以上霾的气候特征:年日数显著增加,表现出渐变特征;季日数冬季最多,夏季最少,除夏季外均显著增多趋势,增速冬季最快,秋、春季次之;月日数在1、12、11月较多,5、6月较少,8月则从未出现过。2)各月霾日、中度以上霾日与多项月气候系统指数表现出显著的相关性,使用这些指数,计算出各月霾日、中度以上霾日的预测方程,最后对方程效果进行检验。     

广西天峨近44年来不同等级降水量与降水日数变化特征

利用天峨1971-2013年逐日降水量资料,利用线性趋势和Mann-Kendall突变检验等方法,对天峨不同等级降水量和降水日数的变化特征进行分析。结果表明:年降水量和降水日数均呈减少趋势,降水日数的减少更加显著;小雨量(日数)呈极其显著的减少趋势,中雨量(日数)和大雨量(日数)呈不显著的减少趋势,暴雨量(日数)则呈增加趋势。年降水日数、小雨量(日数)、中雨日数、大雨量、暴雨量(日数)突变特征明显;年降水量(日数)、小雨量(日数)、中雨量(日数)、均有一致的22a主周期变化,而大雨量(日数)均有一致的20a主周期变化,暴雨量(日数)均有一致的26a主周期变化。     

最近40年中国雾日数和霾日数的气候变化特征

根据1971～2010年567个中国地面观测站点的雾日数和霾日数资料,分析了我国雾日数和霾日数的空间分布、季节变化以及年代际变化特征,并且利用REOF（旋转经验函数正交）分解对雾日数进行气候区划。结果表明：（1）雾主要分布在东南沿海地区、四川盆地地区、湘黔交界、山东沿海以及云南南部等地区。霾主要集中于华北、河南以及珠三角和长三角地区。（2）在季节变化上：秋、冬季雾和霾的分布大于春夏。（3）雾日数和霾日数年代际变化明显,雾日数在20世纪70至90年代较多,20世纪90年代以后减少;霾日数自2001年以来急剧增长。（4）雾日数可以共可分为10个区,其中华北区、川渝区以及长江中下游区是雾出现频率较高的几个重点区域。     

1961~2005年中国大雾天气气候特征

利用1961～2005年中国541个地面台站观测的能见度和相对湿度资料,分析了中国大雾时空分布特征和趋势变化特征.结果表明:中国大部分地区冬半年大雾日数明显偏多.夏半年明显偏少.其中11月最多,6月最少.在空间分布上,中国东部降水量较多的平原和丘陵年均大雾日数较多,而内蒙古大部和中国西部大部分地区年均大雾日数较少,多在1天以下.长江中下游和黄淮地区一些省市,是大雾天气多发的地区,并且具有明显正变化趋势,年大雾天气日数呈波动增多的趋势,波动的周期大约为1.5年.1982、1987、1989～2000年和2002年是大雾日数较多的年份,而1967年则是大雾日数明显偏少的年份.     

福建近44年雾日趋势变化特征及可能影响因素

应用1961—2004年福建省50个气象站逐月大雾及浓雾日数资料, 分析了全省大雾日数及浓雾日数的年、季分布特点、长期变化趋势、年代际变化特征以及可能的影响因素。结果表明:全省年、季雾日数分布均表现为中部及三明西部的多雾区, 沿海及南部地区的少雾区, 而多雾区中浓雾所占的比率达30%以上; 全省年、季大雾日数大部分地区表现为明显的减少趋势, 仅在龙岩西部呈增加趋势, 而浓雾的减少趋势不如大雾; 年、季雾日数具有明显的年代际变化特征, 年、季雾日数在20世纪80年代中期左右转为明显偏少期, 之前则为明显的偏多期。文中还重点分析了6个代表站大雾与浓雾的趋势与月际分布特征。进一步研究指出, 年雾日数与年平均气温有较好的负相关关系, 而与年平均相对湿度有很好的正相关关系, 同时与森林覆盖率的变化有一定关系。     

石家庄地区近46a温度变化特征

利用石家庄地区1961～2006年5个气象站气温资料,分析了该地区的平均气温、平均最高气温、平均最低气温、平均日较差以及炎热日和寒冷日的年际以及各月的变化特征。分析结果表明,近46a来,石家庄地区的气候显著增暖,平均气温冬季增暖幅度最大,夏季最小,2月份增暖幅度最大,5月份最小。与平均气温变化趋势相一致,最高温度和最低温度也呈上升趋势,其中最低温度的升高趋势远大于平均气温和最高温度。石家庄地区中东部增暖幅度较大。近46a平均日较差显著减小,这主要是因为最低气温的升高幅度大于最高气温。寒冷日数显著减少,炎热日数增加不明显,西部、北部和南部的炎热日数甚至呈弱的减少趋势。     

1961年-2012年山西雾霾的时空变化特征及成因分析

利用1961年-2012年山西逐日天气现象、能见度、相对湿度和日平均气温资料,采用Kendall-tau方法和相关分析法研究山西雾霾日数的时空变化特征及成因。结果表明：雾多发区在中南部,北部雾日较少。霾、烟幕日数高值区出现在以大同、太原、临汾为中心线的带状区域。季节分布来看,轻雾、雾日数峰值出现在8、9月份,谷值在5月份出现;霾和烟幕日数的峰值出现在12、1月份,谷值在8、9月份出现。近50余年以来,山西雾霾日数呈现增多趋势,雾日增加趋势较弱,60、70年代为增多趋势,进入21世纪则为减少趋势;轻雾和霾日数均为显著单调上升趋势;烟幕日数也为显著增多趋势,但表现为抛物线型,90年代后期以前为增多,之后转为下降趋势。山西霾和烟幕日数与E1Nino事件有很好的对应关系,E1Nino事件发生年往往霾和烟幕日数较多,赤道中东太平洋的海温异常通过海气相互作用,引起东亚地区上空的大气环流异常,形成利于霾和烟幕出现的天气条件。山西冬季气温偏高往往导致霾和烟幕天气的增多,气候变暖对霾和烟幕天气的影响不容置疑。     

中国不同区域气候条件对冬季雾日形成的差异性分析

雾是一种严重的天气灾害,极大地影响了交通和日常生活,并可能带来巨大的经济损失。利用1958～2007年678个中国地面观测站点的雾日数资料,采用相关系数分析、合成分析等方法分析了冬季雾日数的时空特征,发现冬季多雾地区和年际变率较强地区集中在西南、华北和华南等地区。根据冬季雾日分布特征,将中国划分为3个较为独立的雾区,从水汽条件、大气稳定度及大气环流背景等方面讨论了区域气候条件差异对局地雾形成机制的影响,发现不同区域冬季雾日产生的气候条件有着明显的差异性。结论如下:西南区冬季雾的形成受水汽输送影响较小,受大气稳定度影响较大,且巴尔喀什湖东侧高压脊加强,冷空气南下,西南较易发生雾;华北冬季雾日的形成受水汽输送影响较大,伴随长江中下游水汽异常推进偏北,水汽异常大值中心偏北,且西伯利亚高压、东亚大槽以及东北低压减弱,冷空气活动较弱,华北较易发生雾。华南冬季雾日的形成受水汽输送影响较大,伴随长江中下游水汽异常推进偏弱,水汽异常大值中心偏南,且东亚大槽减弱,华南较易发生雾。     

锡林郭勒盟近50年最高气温时空变化特征

利用内蒙古锡林郭勒盟15个气象站1961—2009年逐日最高气温资料,分析了锡林郭勒盟平均最高气温、高温日数的时空分布特征。结果表明:锡林郭勒盟平均最高气温在空间上呈西高东低、中部高南北低的分布,历史演变上呈先下降后升高的变化趋势;高温日数空间上呈西多东少分布,其中高值中心出现在苏尼特右旗、二连浩特市一带,低值中心出现在南部地区,最低点出现在1976年。     

近43a山西东南部日照时数时空变化特征及其影响因素

基于1976~2018年山西东南部11个地面气象观测站的逐月日照时数资料,分析了近43a山西东南部日照时数的时空变化特征,以及总云量、低云量、水汽压、降水量、雾日数和霾日数等气象因子对日照时数的影响。结果表明:山西东南部平均年日照时数空间差异显著,呈南北多、东西和中部少的分布特征;近43a年山西东南部日照时数呈显著减少趋势,气候倾向率为?71.9h/10a,2005年发生由多转少的突变;四季日照时数由多到少依次为春季、夏季、秋季及冬季,均呈减少趋势,其中春季趋势最小,秋季趋势最大;各月日照时数分布不均匀,5月最多,2月最少,除3月日照时数呈增加趋势外,其余各月均呈减少趋势,6月和9月的减少趋势最为显著;近43a总云量、雾日数、霾日数均呈显著增加趋势,而低云量、水汽压、降水量变化趋势不显著;雾日数增加是导致春季、秋季、冬季和年日照时数减少的重要因子之一,总云量增加是导致夏季、秋季、冬季和年日照时数减少的重要因子之一,降水量增加对夏季日照时数减少也有一定影响。      

重污染下我国中东部地区1960~2010年霾日数的时空变化特征

对1960~2010年我国中东部地区霾日数的时空变化特征的分析结果表明:1)霾日数大值区主要分布在人口众多的四川盆地、北京-天津-河北地区、长江中下游地区以及广东-广西中部。2)季节变化上,霾日数冬季较多,其中北京-天津-河北地区中部和西南部、四川盆地和东北地区东部和南部等地超过20 d,夏季最少。3)霾日数气候趋势系数在北京-天津-河北地区、长江三角洲地区和珠江三角洲地区趋势系数高达0.8。4)霾日数呈现明显的上升趋势[3.69 d(10 a)–1],其气候趋势系数为0.82,通过了99.9%的信度检验。5)我国中东部气溶胶光学厚度和对流层NO2的空间分布与年平均霾日数的分布基本一致,近51年来能源消耗量的稳定上升趋势也表明,人为因素导致的大气污染物排放量增加是引起霾天气出现频率上升的重要因素。