潮州市大气污染物与气象要素的关系

利用2006年潮州市地面气象观测资料和大气污染物浓度数据,分析了潮州市污染物的时空变化特征、污染物浓度月变化与气象要素变化关系以及污染典型日的气象因素。研究发现:潮州市的主要污染物为可吸入颗粒物(PM10),PM10全年的超标率为7.5%,空气质量夏半年优于冬半年;PM10污染物浓度月变化与地面气象要素有较高的相关性;在污染物典型日中,气象要素也是主要的影响因子。     

呼和浩特市区污染状况分析

文章利用呼和浩特市2006—2009年环境监测点监测的SO2、NO2和PM10平均浓度资料进行统计分析,得到：（1）呼和浩特市SO2日平均浓度在0.017～0.188mg·m-3之间,超标率为4.0%,NO2在0.026～0.081mg·m-3之间,未超过国家二级标准,PM10在0.036～0.332mg·m-3之间,超标率达到6.5%;（2）污染物浓度最小的月份是7月、8月,最大的月份是1月和12月;（3）近年呼和浩特污染物浓度总体呈下降趋势。     

呼和浩特市城区发展对大气环境的影响分析

基于呼和浩特市近50年逐日定时地面气象资料、2002—2006年的逐日07时和19时各标准层探空资料、2001—2006年逐日主要污染物浓度和主要污染源源强、1961—2006年社会经济数据、2002年城区建设现状及1996—2010年城市总体规划资料,利用区域边界层模式模拟方法,研究了呼和浩特市城区建设发展对大气环境的影响。结果表明：（1）呼和浩特市城区发展后（规划后）气温高于现状（规划前）,城区中心气温与周边地区气温差增大,城市热岛效应增强;（2）呼和浩特城区规划后冬季气流汇集辐合区域增多,辐合能力增强,从而使冬季大气污染加剧;（3）呼和浩特市城区扩展后引起的下垫面热力与动力参数变化,将导致气流场发生显著变化,使得污染物的辐合能力增强。总体而言,呼和浩特市城区规划后虽增加了部分绿地等面积,但建筑物的增高增密、下垫面性质的改变,将使大气环境扩散能力减弱,大气污染加重。     

聊城市空气质量及相关大气污染事件特征分析

采用气候倾向趋势法、皮尔逊相关系数法对2009—2017年聊城空气污染日数据和静稳天气的气候特征进行分析,探究聊城市空气质量状况和相关大气污染事件的发展规律。结果表明:聊城主要大气污染物中,PM10和PM2.5年平均质量浓度高于山东省平均水平和中国环境空气质量标准限值,颗粒物类污染物质量浓度明显偏高;主要污染物年平均质量浓度除PM10呈逐年小幅增加外,其他污染物质量浓度均呈下降趋势;聊城污染日数总体呈减少趋势,但是中到重度污染日数及占比有增加趋势,重度污染日数占比增加趋势最明显。2009—2011年除CO外,其他污染物作为首要污染物出现的日数明显增加;2012年之后只有PM2.5作为首要污染物出现的日数迅速增加;冬季污染最严重,夏季污染最轻;霾和雾月出现日数与月大气污染出现日数呈明显的正相关,静稳天气多发是大气污染严重的主要天气学原因。     

日照市区PM10污染物特征及其与气象要素的关系

对2002年1月1日～2002年12月31日日照市环境监测中心提供的PM10（可吸入颗粒物）日平均浓度资料和对应时段的日照市地面气象资料做了深入的分析，揭示了污染物PM10变化特征及其随气象要素的变化规律。同时分析了主要污染物PM10与地面风速、风向间的相关关系，发现日照市大于等于3级的PM10污染日均出现在1-4月，地面风速对污染物PM10浓度有一定影响，当地面风速超过5m／s时，3级及以上污染日很少出现，当地面风速超过6．5m／s时，随着风速的提高，污染物浓度呈下降趋势。污染物浓度呈明显的季节变化，冬、春季节明显高于夏、秋季节。     

2000～2004年天津市大气污染特征分析

根据天津市2000～2004年的环境监测资料和同期气象资料,对天津市大气污染物浓度变化的时空变化特征、大气污染与天气条件的关系进行了研究。结果表明:天津市大气污染物具有明显的时空分布规律,时间上表现为冬强夏弱,年际之间SO2和PM10浓度减轻,NO2变化不大。空间上表现为SO2和PM10在中心城区改善明显,NO2浓度在局部地区仍在增加。天气形势、城市热岛、逆温和混合层高度等对污染物浓度影响很大。     

2001—2007年兰州市主要大气污染物污染特征分析

以兰州市2001-2007年空气污染指数资料为基础,对每日空气污染指数(Air Pollution Index,API)、空气质量级别和PM10浓度等的年、季、月变化特征以及采暖期和非采暖期污染变化差异进行了分析。结合甘肃省地面气候资料集兰州市日观测资料,通过单因素方差分析和线性相关分析,找出不同季节对PM10浓度有显著影响的气象要素,得到不同季节与PM10浓度呈显著线性相关的气象因子。结果表明:(1)兰州市的首要污染物仍以PM10为主,其中冬季和春季污染最严重,PM10浓度在冬季12月有一主峰值,在春季3,4月份有一次峰值;(2)近年来,兰州市污染天数有减少趋势,并与兰州市烟、粉尘年排放量减小趋势一致;(3)采暖期PM10浓度有明显减小趋势,而非采暖期PM10浓度减小趋势不明显,污染日越来越集中在采暖期;(4)与PM10浓度呈显著线性相关的气象要素存在季节差异,但总体上风速、气温和湿度(或降水)是影响兰州市PM10浓度的主要气象因子,因此湿度、温度和风场条件的改变将对兰州市的大气环境产生影响。     

山西省PM_(10)气溶胶污染特征分析

文章针对大同市2006—2009年、榆社县2006—2008年PM10质量浓度数据,使用趋势分析、后向轨迹模拟不同高度的PM10的传输路径,可以看出:PM10浓度的日变化特征为"两高三低";PM10浓度日际变化不明显,只在典型日PM10浓度值明显增大;PM10浓度月变化特征为1、5、12月浓度高,春季5月份由于为沙尘期浓度高。PM10浓度季节变化规律与采暖期和非采暖期变化相符合,即采暖期的冬春季浓度高、非采暖期的夏秋季浓度低;从2006—2009年间,两站PM10质量浓度基本呈逐年下降趋势。不同气象要素与PM10浓度的相关性,按相关系数绝对值从大到小排列依次为:露点温度、气温、降水量、相对湿度。其中露点温度和PM10浓度呈显著负相关性,气温与PM10浓度呈较弱负相关性。     

南京SO2、NO2和PM10变化特征及其与气象条件的关系

利用南京市2002—2006年大气监测资料,分析了南京市大气中SO2、NO2、PM10年变化趋势及月季规律,评价了南京市空气质量状况。结果表明:5a来,SO2质量浓度呈显著上升趋势,NO2质量浓度缓慢上升,PM10质量浓度明显下降;南京市首要污染物是PM10,SO2、NO2污染较轻;3种污染物质量浓度均以夏季最低。进一步研究不同气象条件下污染物质量浓度发现,污染物质量浓度与风速反相关,且东南风时浓度最高;降水对污染物有清除作用;雾、霾天气下污染加剧;气象能见度与PM10、NO2的质量浓度反相关;污染物有明显的"周末效应",周末质量浓度值较低。     

南京SO_2、NO_2和PM_(10)变化特征及其与气象条件的关系

利用南京市2002—2006年大气监测资料,分析了南京市大气中SO2、NO2、PM10年变化趋势及月季规律,评价了南京市空气质量状况。结果表明:5a来,SO2质量浓度呈显著上升趋势,NO2质量浓度缓慢上升,PM10质量浓度明显下降;南京市首要污染物是PM10,SO2、NO2污染较轻;3种污染物质量浓度均以夏季最低。进一步研究不同气象条件下污染物质量浓度发现,污染物质量浓度与风速反相关,且东南风时浓度最高;降水对污染物有清除作用;雾、霾天气下污染加剧;气象能见度与PM10、NO2的质量浓度反相关;污染物有明显的"周末效应",周末质量浓度值较低。     

城市热岛效应及对锡林浩特气候变化的影响

利用气候相似性原理和锡林郭勒盟地区气象站站址变迁造成的温度序列变化差异,分析城市热岛效应对城市气温变化的作用,以及对气候变化趋势的影响。选取锡林浩特为代表城市,采用线性趋势分析、相关分析等方法,分析、讨论了城市与郊区气温差异,城市与草原温度历史演变差异,以及城市热岛效应对气候变化的影响等,结果表明：城市热岛效应对城市增温作用明显,使锡林浩特市区年平均气温比周围郊区增高了0.57℃;城市热岛效应对锡林浩特市气候变暖趋势也有一定影响,使锡林浩特相对草原区有0.07℃/10a的增温趋势。     

深圳的城市热岛效应

通过全球气候增暖和深圳气象台气温急升等事实，探索因观测环境急剧改变而又缺乏对比观测时，台站所在地城市化后的增温及“热岛效应”等情况。从而得出气候增暖和城市热岛效应场具有较明显的季节性；具有明显的昼夜差别，且晚间远比白天明显。     

西安市气候变暖与城市热岛效应问题研究

选取1961—2003年西安站和周围4站月平均气温资料, 利用西安站与周围4站气温距平滑动平均变化趋势的差异, 发现该站平均气温有两个明显的上升期, 热岛效应使西安站平均升温1.07 ℃, 并建立了西安市城市热岛效应模型。在此基础上分离了气候变暖过程中由于城市热岛效应引起的增温作用。     

边界层臭氧浓度变化特征及相关因子分析

根据广州市城区麓湖、郊区花都测站的2004年污染物监测数据和气象资料,采用统计分析软件SPSS和Excel分析了广州市臭氧浓度的时间变化特征,包括臭氧浓度的年季变化、周变化及日变化特征,并分析了O3与污染物CO、NOx（NO和NO2）、SO2、PM10以及与气象条件之间的相关性。结果表明：广州市臭氧浓度一年出现2个峰值,分别为6月和10月并且郊区浓度大于城区;一周之中最大浓度出现在周末;O3日平均浓度与NOx、NO、CO、相对湿度负相关性较显著,与PM10和气温正相关性较显著;在气温较高、湿度较低的晴朗少云天气时,易造成广州市臭氧的高浓度。     

梅里雪山地区气温和降水的时空分异及海拔效应

梅里雪山地区是中国地形起伏最大的地区之一,其气候环境复杂多变、空间分异特征显著,对区域气温和降水的系统分析有助于揭示区域内冰川变化的原因和水文循环过程。站点观测的缺乏和再分析资料的低空间分辨率是精细刻画该地区气象条件的主要制约因素。研究中首先基于有限站点观测,采用尺度因子法和月尺度的回归校正对ERA5-Land产品进行校准;然后,考虑气温和降水的海拔效应,采用Anusplin插值的方式对校准后的结果进行统计降尺度。最终获得了梅里雪山地区近30年(1990—2020年）1 km空间分辨率的气温、降水数据,并以此分析了这一地区降水、气温的时空异质性及其在不同海拔梯度上的表现特征。结果表明,区域气温以0.15℃/(10 a)的速率呈显著上升趋势,且各季节升温的幅度及分布范围各异;降水则以-41.19 mm/(10 a)的速率呈显著下降趋势,整个区域呈“变暖变干”的倾向。区域增温具有明显的海拔依赖性,海拔低于4000 m和>5000 m时,增温不随海拔变化而变化,当海拔处于4000~5000 m时,增温幅度随海拔升高而增加。区域降水也具有显著的海拔梯度效应,当海拔<5000 m时,西坡降水随海拔的升高而减少,当超过该海拔后降水随海拔升高而增加;东坡降水始终随海拔升高而增加。梅里雪山气候变化的时空分异特征是大气环流背景和复杂地理环境共同作用的结果。区域持续的变暖及降水的减少可能会进一步加重该区冰川水资源的流失。     

鄂尔多斯市城区发展对局地大气环境影响的数值模拟

选取鄂尔多斯市东胜区为代表区域。基于该区域1961—2006年定时地面气象观测资料和2002—2006年08时、20时各标准层探空以及2001—2006年主要污染源源强、1961—2006年社会经济数据、2002年卫星遥感反演资料、2003—2020年城市总体规划资料等,利用区域边界层模式模拟方法,分析鄂尔多斯市城市化进程对局地大气环境的影响。结果表明：东胜区发展后（2020年）气温低于现状（2002年）,使城区中心气温与周边地区气温差异变小,对城区大气环境的改善较为有利。东胜城区扩展后,在污染严重的冬季,气流辐合区域减少,辐散能力增强,对减轻城区污染和改善大气环境有利。城区拓展后由于下垫面等布局发生变化,气流场变化较大,但从污染物的扩散能力来看,按规划发展后城区污染轻于现状。     

城市化对深圳气温变化的贡献

采用经均一性检验的深圳及其周围台站的地面温度资料和NCEP／DOEAMIP—ⅡReanalysis（R-2）再分析温度数据,通过鲁棒回归（M估计）对气温趋势进行拟合,分析了1967--2005年和1979—2005年两个时间段城市热岛效应对温度的影响,利用再分析数据和地面观测数据的差异估计了1979年以来城市化对气温增暖的贡献。结果表明,20世纪80年代以来的30a里,深圳城市化对当地气温增暖贡献非常显著：1979年以来,城市热岛效应导致年平均气温增暖0．243℃·（10a）^-1,占深圳总体增暖的36．3％;与再分析资料对比得到的城市化对深圳年平均气温增暖的贡献达到0．315℃·（10a）^-1,大于分析观测资料得到的结果,占总体增暖的47．1％。说明城市化的快速发展是导致深圳城市气候增暖的重要因子之一。     

城市规划对大气环境变化及空气质量的影响

采用北京大学三维复杂地形中尺度数值模式,利用Landsat-TM卫星影像图和"北京海淀区北部地区总体规划--用地规划图",分别模拟了北京海淀区北部规划完成后和目前情况下的气象场和大气环境,并分析了规划区的建成对本地和整个海淀区的影响.通过将观测的直径小于10 μm的粒子即PM10总量加权分配得到源强分布,计算海淀区的PM10浓度分布,在目前源强分布调查很困难的情况下不失为一种较为合理可行的方法.试验表明规划区的建成会增加当地和其下风方向的热岛强度和PM10浓度.对规划区进行较为合理的布局,如相对增加树木减少建筑物的面积将会缓和上述影响.     

Advances in Urban Meteorological Research in China

Over the past decades, a large number of studies have been carried out in the field of urban meteorology in China. This paper summarizes the main progress in urban meteorology research from four aspects: urban meteorological observation network and field campaign, multi-scale model of urban meteorology, interaction between urban meteorology and atmospheric environment, and the impacts of urbanization on weather and climate. Major advances are as follows. China’s major cities have established or are improving comprehensive urban meteorological observation networks characterized by multi-platform, multi-variable, multi-scale, multi-link, and multi-function. Beijing, Nanjing, Shanghai, and other cities carried out urban meteorological field campaigns, which were included in the WMO research demonstration project. Wind tunnel experiments and scale-model outdoor experiments were successfully conducted. Multi-scale urban meteorological and air quality prediction numerical model systems have been developed and put into operational use. The urban heat island effect; urban impacts on precipitation, regional climate, and air quality; urban planning; and interaction between urban meteorology and atmospheric environment are extensively investigated. Finally, efforts to improve observational technology, data assimilation, and urban system modeling, to explore the impacts of urbanization on environment and human health, and to provide integrated urban hydro-meteorological climate and environmental services are planned ahead.     

郑州市主要污染物污染特征及污染趋势分析

选用郑州市城郊7个代表站2006年可吸入颗粒物PM10、二氧化硫和二氧化氮等主要污染物逐日浓度监测资料,分析了郑州市这3种主要空气污染物的时空分布特征及其与气象条件的相关性,并利用2001-2006年均浓度资料分析了主要污染物浓度的变化趋势。