中国东部春季一次强冷锋活动空气污染输送过程分析

利用CMAQ(4.7.1)和HYSPLIT后向轨迹模式,结合长岛和洪泽湖站点污染物观测数据,对2011年3月31日—4月3日影响我国东北部地区的一次典型强冷锋天气空气污染过程进行模拟分析,验证表明模式能较好地模拟此次强冷锋过程. 由结果可知,此次强冷锋前后污染物浓度呈先升后降又上升的现象. 在冷锋移动过程中,锋前出现一条高浓度污染带,锋面将污染物抬升至800～500 hPa的高度,使污染物在对流层中层快速向西太平洋传输;冷锋对当地污染物的去除不仅有水平方向的推动作用,还会使污染物向高空输送. 锋面过后污染物浓度急剧降低,冷锋对长岛站点SO₂、O₃、NO_x、PM_2.5的清除率分别为90.87%、34.10%、50.56%、72.69%,对洪泽湖站点则分别为82.53%、50.45%、65.11%、36.80%. 锋面过去1~2 d后,高压控制天气形势下污染物再次开始积累、浓度回升. 冷锋前后污染物形成一个“积累—锋前抬升—高空平流输送—锋后大风清除—积累”的循环.      

初冬一次冷锋输送过程对中国东部霾天气的影响

利用常规地面气象资料、NCEP/NCAR再分析资料以及全国PM_2.5浓度数据,并结合后向轨迹、空气污染输送指数和传输通量分析,针对2019年12月10~11日一次冷锋输送造成我国中东部地区出现的大范围霾天气过程进行了分析.结果表明：（1）霾期间高空500hPa以经向环流为主,伴随着高空低压槽引导地面冷锋向东南方向移动,污染物浓度大值区也依次由华北地区移至黄淮、江淮地区.（2）冷锋过境前,华北至长江三角洲区域PM_2.5浓度均有明显增涨;北京以偏南方向的污染物输入为主,济南以西北和偏东方向输入为主,南京则主要是偏北和偏西方向的输入.（3）冷锋过境时,冷空气迅速将北京站的污染物清除;而济南站则受高压底部偏东风回流的影响,PM_2.5浓度维持在50μg/m³左右;冷锋推进至南京站时西北风已较小,对污染物的清除作用不明显.以江苏省为例,整个过程中,江苏本地污染物贡献占25.8%,江苏以外的污染物贡献占74.2%,以输送为主.（4）冷锋过境后,3站的边界层结构也略有不同,北京站的逆温层迅速被打破;济南站由于受海上暖湿平流影响,近地面由等温层变成逆温层;而南京站的近地面则由逆温层变为等温层.本研究揭示了在冷锋南下过程中,上游污染物对下游地区的影响,以及南北方站点表现出不同的污染物变化和清除特征.     

T213数值预报产品对云南秋季强降水预报能力检验

利用Micaps系统下的T213数值预报产品从环流背景、散度场、温度场、水汽通量和降水预报对2005年10月29日云南中部及以南地区暴雨天气进行分析,结果表明:T213数值预报UV场对这次强降水的中低层影响系统切变的位置作了准确预报,强降水区的预报范围与实况接近,散度场、温度场、水汽通量对强降水天气有较好的预报指示意义.     

呼和浩特地区沙尘污染的环流特征分析与预报

呼和浩特地区每年发生多次大范围的沙尘天气污染,给交通运输、生态环境和人类生产生活带来诸多不利影响,尤其近年来, PM 2．5,PM 10已成为全社会关注的焦点,沙尘污染已引起社会与政府的高度关注。因此,对沙尘天气的分析与预报就显得尤为重要。本文对2002年至2011年近10年呼和浩特地区的沙尘污染下的天气环流特征进行了统计分析,并且进行了诊断分析,研究结果表明呼和浩特地区沙尘天气的气候特征是：年平均沙尘日数在27天以上,且大部分的沙尘污染源为系统性的外来沙尘,其余的为局地沙尘污染来自城市开发区域的地表裸土与建筑沙石;环流特征是：当北太平洋地区副高位势高度偏低,青藏高原至新疆500hPa高压脊异常偏强,亚洲大陆中高纬高度场较常年偏高时,呼和浩特市沙尘日数偏少。当春季太平洋海温表现为反厄尔尼诺（厄尔尼诺）典型态时,同期沙尘日数偏多（少）,反之亦然。通过对典型环流背景下沙尘暴的数值模拟和诊断分析,找出沙尘天气的预报着眼点：沙尘暴发生在不稳定的大气层结中,伴随有能量的积聚和释放,随着地面蒙古气旋及冷锋的强烈发展,中尺度切变线触发了沙尘活动。 MODIS卫星也对沙尘有一定的预报监视作用。     

兰州市冬季冷锋前、后空气污染指数变化的个例分析

利用2002年12月4～13日兰州地区气象和大气污染物浓度资料，分析了此段时间内兰州市区大气污染现状和相应的大气环流形势，结果表明：当高空为暖高压脊控制、近地层逆温强度和厚度较大时，污染物浓度逐渐增高，并达到峰值；当有冷空气影响本地时，污染物浓度迅速降低．由于兰州城区冬季各大气污染源排放总量的日际变化是很小的，因此冷空气活动是造成污染浓度日际变化的重要因素，空气污染浓度的变化与气象条件有着显著的相关关系。     

2006年中国北方一次强沙尘暴天气的环流模式分析

利用高空、地面气象资料对2006年4月9～11日北方大范围沙尘暴进行了路径和天气学分析,表明:此次沙尘暴路径分为西路和西北路.西路第一阶段期间,高空急流、锋区和地面蒙古低压是沙尘暴爆发的主要天气系统,属于蒙古低压型;第二阶段期间,横槽转竖后冷空气入侵和锋前蒙古低压维持是沙尘暴爆发的主要天气系统,属于冷锋和蒙古低压混合型.高空横槽和地面冷锋是西北路沙尘暴的主要影响系统,属于纯干冷锋型.     

武汉市霾天气过程冷锋和降水对PM2.5输送和清除效应分析

基于2013—2016年93次冷锋影响过程,研究了冷锋和降水对武汉市PM_(2.5)浓度增加和降低的影响机制,并对浓度下降幅度开展了定量分析.结果表明:受冷锋影响PM_(2.5)浓度变化表现为"两类五型",其中,PM_(2.5)浓度下降占比为62%,平均下降幅度为41μg·m~(-3),主要发生在中等强度冷锋过程中,下降幅度最大时24 h变温、24 h变压和极大风速的区间分别为-4～-2℃、8～12 hPa和8 m·s~(-1);而PM_(2.5)浓度上升主要出现在弱冷锋影响下,上升幅度最大的相应区间分别为-2～0℃、6 hPa和4 m·s~(-1).直接下降型风速最大,直接上升型冷锋强度偏弱,先升后降型PM_(2.5)浓度平均值最高.71%的冷锋过程伴有降水.对于重污染过程,污染持续时间最长的天气型为低压倒槽,PM_(2.5)浓度值最大的天气型为均压场.同时,清除方式中冷空气和降水共同作用占44.4%,单纯冷空气影响占37.0%,仅冷空气作用时的清除速度最快,下降速度为71.1μg·m~(-3)·d~(-1),但结束时的浓度最高;配合降水时清除效果明显,结束浓度一般在46μg·m~(-3)左右,但清除速率较小.     

2000年北京沙尘暴源地解析

2000年我国北方春季干旱少雨,气温回升快,低涡频繁侵入,4月3～9日连续3次冷空气活动,造成了北京地区严重的沙尘暴天气。笔者利用卫星云图和中尺度数值模式MM5,分析了该次沙尘暴源地及沙尘输送机制。结果证明,北京沙尘暴初始源地为蒙古高原及冷涡移动路径上的沙漠戈壁地区;北京周边地区裸露地的沙尘在气旋尾部上升气流的扰动下,亦形成了边界层的近距离输送。