西双版纳2021年冬末盛夏暴雨对比分析

利用ERA5欧洲中心再分析资料、常规观测资料对比分析了2021年2月7～9日和7月19～21日西双版纳冬夏暴雨天气。结果表明：（1）500hpa南支低压槽加深东移和700hPa低空急流充沛的水汽输送并急剧辐合以及低层切变线或辐合区扰动触发抬升利于冬季暴雨发生;夏季暴雨是在500hPa“东高西低”高压环流间低涡持久稳定和热力抬升低层大量的水汽至暴雨区上空引发强辐合上升运动下产生的;（2）大气边界层弱偏强冷平流利于冬季暴雨发生,近地面极弱的冷平流是夏季暴雨发生的有利条件。     

郑州一次暴雨天气过程诊断分析

利用常规观测资料和NCEP再分析资料,对2012年8月20日郑州暴雨过程进行了诊断分析,由于此次暴雨过程是由两次不同类型的降水叠加产生的,重点分析了2种不同类型降水的各项物理量场的分布特点、数值变化,以及它们与降水落区、强度的关系。结果发现:此次暴雨过程是由副高、高空槽和地面弱冷空气共同影响所致。水汽辐合区与强降水落区相对应,第一时段的水汽辐合区主要在中低层(700 h Pa附近),第二时段的水汽辐合主要是低层(900 h Pa附近);假相当位温θse与强降水落区相对应,第一时段的强降水落区与θse高能舌走向一致,第二时段的强降水落区位于能量锋区的东南侧;强降水过程中低层正的垂直螺旋度演变趋势与强降水的落区和降水强度变化有较好的对应关系。垂直螺旋度中低层正中心、高层负中心,这种上下耦合的结构特点对系统自身的发展及暴雨的维持十分有利。     

沈阳地区一次颗粒物重污染天气过程的气象成因分析

为探究沈阳地区重污染天气成因,文章利用地面、高空气象观测资料、风廓线雷达资料、NECP再分析资料以及大气污染物监测资料,对2019年3月1～6日沈阳地区出现的一次持续性重污染天气过程,探讨了大气污染物质量浓度、地面气象要素变化特征、大气环流配置与外来输送等特征.结果表明,均压场、地面风场弱及辐合、高温高湿是本次重污染天...     

基于综合观测的中国中东部地区一次严重污染过程分析

利用寿县国家气候观象台GRIMM80颗粒物监测仪、Aurora3000浊度计等探测的气溶胶浓度、大气散射系数分析了2018年1月中国中东部地区发生的一次严重污染过程.利用Airda微波辐射计探测的近地层温湿廓线数据,结合地面常规气象观测资料及EC再分析资料,探讨了此次污染过程形成、短时消散及清除的气象原因.结果表明：与历史同期相比,500 hPa极涡较浅、经向环流减弱;850 hPa西南气流强盛,中低层水汽充足加剧污染.污染发生于冷空气间歇期.在此污染过程中,地面平均风速为1.5 m·s^-1,日均日照时数为0.1 h,相对湿度为91.2%,高湿、小风、多云寡照不利于污染水平扩散.1月18-22日边界层持续存在多层逆温,第一逆温层基本多为贴地逆温,逆温高度低于200 m,近地层大气比湿超过5 g·kg^-1,最大值高于7 g·kg^-1.在此期间出现两次空气质量短时段好转,这主要源于对流层中低层转为西北风,900 hPa以下聚集相当位温（Q_e）低于288 K的浅薄冷空气堆,导致贴地逆温层消失地面污染被稀释.但两次弱冷空气没有打破边界层内有利于污染聚集的逆温、高湿结构,地面气团温度露点差无明显变化.23日较强冷空气使高空干洁大气入侵近地层,850 hPa以下Q_e<284 K,表明地面污染气团被置换,污染过程结束.     

四川盆地极端暴雨水汽输送特征分析

论文利用1961—2015年四川盆地104个国家气象站资料和同期NCEP资料,筛选四川盆地极端暴雨过程并进行分型,引入拉格朗日混合单粒子轨道模型（HYSPLIT 4）,定量分析了不同类型极端暴雨过程850 hPa和700 hPa上的水汽输送特征。结果表明：1）四川盆地全盆移动型和盆西型极端暴雨不同层次上的水汽输送轨迹有所不同。850 hPa上全盆移动型水汽输送轨迹主要有4条,而盆西型主要有5条;700 hPa上全盆移动型和盆西型水汽轨迹都主要有3条。2）不同后向追踪时间,两类极端暴雨过程850 hPa的水汽来源大值区有所不同。后向追踪1 d,两类极端暴雨过程的水汽来源大值区都出现在西南地区东部;后向追踪3 d,全盆移动型的水汽大值区出现在两广交界处以及北部湾附近,而盆西型的水汽大值区出现在湖北西部至两广交界处以及印度半岛北部;后向追踪9 d,两类极端暴雨过程相同的水汽来源大值区为斯里兰卡岛附近的印度洋洋面,此外,全盆移动型的另一个大值区为菲律宾岛附近的太平洋洋面,盆西型的另一个大值区为中南半岛东部沿海。3）追踪到不同类型极端暴雨过程不同层次上的水汽源地,并定量分析了不同水汽源地的贡献率。850 hPa上全盆移动型主要水汽源地有3个：阿拉伯海-孟加拉湾地区、西太平洋、东亚大陆及临海。盆西型主要水汽源地也有3个：南海、孟加拉湾、中国东部及沿海;700 hPa上全盆移动型水汽源地有3个：阿拉伯海、孟加拉湾-南海、东海。盆西型主要水汽源地有2个：孟加拉湾和南海。     

福州市霾天气大气结构分析及其预报研究

福州为福建省霾天气高发区之一。文章利用2006-2010年历史探空数据以及福州站地面观测资料中常规数据,结合天气形势,开展基于V-3θ方法的福州霾低能见度天气预报研究,研究结果表明:当福州处于暖区辐合内部时霾发生率最高,其次是变性冷高压和高空槽,而低涡切变及台风和热带辐合带则不易出现霾;V-3θ结构图上判断霾天气发生的主要要素为厚度超过25 hPa的逆温层及其上下的滚流特征、中低层非均匀结构以及暖层云;预判霾天气消散的大气结构特征主要为风场的变化,分别为整层顺滚流结构和整层逆滚流结构;根据上述要素的特征及变化趋势对2011年针对福州市霾天气进行预报检验,取得一定的预报效果,霾日的预报准确率达77%。     

江汉平原中北部一次区域性暴雨的成因分析

利用常规气象资料和NCEP再分析客观物理量场、卫星云图、多普勒雷达回波产品资料,对2007年7月13日发生在江汉平原中北部的暴雨过程进行了诊断分析。结果表明,（1）高空低槽东移是影响此次强降水过程的主要大尺度环流背景;（2）低层低涡暖切变和低空急流是暴雨的直接影响系统;（3）有利的热力水汽条件和动力条件是强降水产生和维持的机制;（4）卫星云图上“人”字型、“V”字型云系和多普勒速度资料上的“逆风区”、风切变可作为判断强降水落区落点的依据。     

2014—2016年四川盆地重污染大气环流形势特征分析

利用2014—2016年四川盆地7个主要城市国家环境空气监测子站资料,结合2015—2016年MICAPS常规气象数据、NECP和ERA Interim再分析资料,统计分析四川盆地细颗粒物（PM_2.5）浓度时间分布特征及重污染期间的气象要素和环流背景.结果发现,2014—2016年四川盆地大气重污染主要发生在冬季,重污染日数分别为41、30和16 d,呈逐年降低的趋势.大气重污染期间,温度廓线出现多层逆温,逆温层大多出现在近地面925 hPa以下和700~600 hPa之间.四川盆地大气重污染主要对应两种环流形势,一种为500 hPa高空盛行西风气流,850 hPa高空等值线稀疏,另一种为四川盆地受到500 hPa高空槽后西北气流控制,地面为弱高压.以上两种环流形势下,四川盆地850 hPa高空附近气压梯度小,污染物不易扩散,导致重污染天气发生.本研究结论可为四川盆地大气重污染预报预警提供科学依据.     

秸秆焚烧导致南京及周边地区一次严重空气污染过程的分析

2008年10月28~29日南京及周边地区发生了一次严重的空气污染事件,PM10、CO、SO2等大气污染物浓度急剧增高.本文综合利用地面空气污染监测资料、卫星遥感火点监测资料、气象观测和NCAR/NCEP再分析资料及气流后向轨迹模拟,分析了该次污染事件发生的天气条件和大气边界层特征以及大气污染物的来源、输送路径.结果表明,苏中、苏北地区秸秆焚烧产生的大气污染物向南京及周边地区输送,并结合不利于污染物扩散的天气形势和边界层条件,即:均压场结构、500hPa以下弱的垂直速度、涡度和散度、较低的边界层高度及逆温层的存在,以及地形因素是导致这次大气污染事件的主要原因.     

龙岩地区2次强对流天气对比分析

2014年3月28-29日,龙岩市部分县市连续遭受冰雹、雷雨大风等强对流天气袭击,文中利用高空、地面观测资料、雷达观测资料等,对28日和29日过程的不同特征进行了对比分析,结果表明:(1)28日过程属低层暖平流强迫所致,在地面低压倒槽暖区中,低层风速辐合和地形作用触发了对流天气,冰雹和短时强降水明显,局地伴有强的短时大风。29日属斜压锋生类强对流过程,大风灾害范围广、局部伴有冰雹、短时强降水。(2)28日水汽条件比29日好,但是动力抬升作用明显比29日差。28日湿层明显比29日厚,更有利于短时强降水;29日深层垂直风切变比28日大,更有利于大风的形成。(3)28日的回波特征为超级单体,有明显的超级单体特征,而29日的对流天气是在系统性的飑线天气下产生的,组织性较强,强对流单体在对流带中发展。     

成都平原城市群春季臭氧污染天气客观分型与典型过程分析

通过分析成都平原城市群8个城市2015—2019年春季（4—5月）地面臭氧浓度及超标情况表明,春季成都平原平均臭氧日最大8小时平均浓度（O₃_8 h）呈上升趋势,成都、眉山O₃超标日较多,雅安最少但呈逐年增加趋势,资阳、乐山O₃_8 h平均值和O₃超标率高于夏季.同时,利用ERA-Interim再分析资料和PCT客观天气分型方法,对近5年春季成都平原及周边海平面气压场、700 hPa和500 hPa的位势高度场进行客观分型研究以揭示重污染期间高低空天气型配置,并分析天气系统及气象要素与臭氧污染的关系.结果表明：①成都平原春季容易发生O₃污染的地面天气形势为低压场和均压场,气象特征表现为高温低湿、强辐射、小风、混合层较高、有弱的辐合运动,该天气型下成都市平均O₃_8 h达140 μg·m^-3.②700 hPa臭氧污染天气形势为南支槽和高原低涡型,500 hPa为南支槽和平直纬向型.高空为南支槽的环流形势下,地面均压和低压场的占比超过六成.污染较重的月或年份,地面、700 hPa和500 hPa污染天气型占比均较高.③对近5年春季成都平原持续O₃污染过程分析发现,污染前期,成都平原处于地面高压后部或均压场中,随着700 hPa低值系统东移,其前部暖平流和正涡度平流的输送,促使平原地区整层大气增温及地面天气型由均压场向低压场转变.④污染过程中,500 hPa高空气流受高原-盆地地形的作用发生下沉,与地面低压场的辐合上升运动促进了低层局地环流的形成,这一方面限制了污染物向高层的扩散,另一方面造成边界层内O₃的下传,加重成都平原O₃污染的程度.     

“2014.02”贵州强降雪天气过程物理量诊断分析

利用常规观测资料、NCEP1°×1°的6h再分析资料,对2014年2月18日贵州大范围强降雪天气的天气形势和物理场进行分析,着重探讨了强降雪时段初期(18日02时)主要积雪区(26°~28°N)的物理量配置情况。结果表明:此次降雪过程是在500 h Pa阶梯槽、700 h Pa切变线和中低空强西南急流以及低层冷空气有效配合下产生的。强降雪主要出现在18日02时至08时,贵州中部(26°~28°N)为主要积雪区,暴雪站分布于27°N线上,强降雪时段各物理量场显示其强度中心皆位于27°N附近,主要积雪区(26°~28°N)物理量配置呈现出:深厚的冷平流(中心值≤-80×10-5℃·s-1);低层有不稳定层结;700 h Pa水汽通量高值区(中心值≥18 g·h Pa-1·cm-1·s-1)、比湿大值区(中心值≥7 g/kg)和高能区(θse中心值≥330 K),低层水汽辐合强烈(中心值≤-4×10-7g·cm-2·h Pa-1·s-1);高层辐散(中心值≥8×10-5·s-1)大于中低层辐合(中心值≤-6×10-5·s-1);上升运动强烈且深厚(中心值≤-1.2×10-2h Pa·s-1);湿层深厚(450 h Pa以下为湿度值≥92%)。     

江西省冬季大气典型污染过程的气象成因研究

选取2019年1月江西省两次大气污染过程为研究对象,利用常规气象观测资料、美国国家环境预报中心（NCEP）再分析资料、全球资料同化系统（GDAS）气象数据和空气质量数据,分别从局地气象要素变化、地面天气形势、大气动力和热力条件及污染潜在源区等进行分析,对比两次污染过程形成机制.两次污染过程地面天气形势分别为冷锋前部型和低压倒槽型.冷锋前部型污染形成主要原因为冷空气南下在江西省减弱辐合导致上游细颗粒物输送并堆积,西北风增大细颗粒物浓度降低.低压倒槽型污染形成原因为较长时间处于高湿、小风或静风、逆温下的污染累积.对两次过程中污染较为严重的九江市进行分析,冷锋前部型九江市近地面主要受西风影响,低压倒槽型主要受东北风影响,低压倒槽型九江市风速多在2 m·s^-1以下.两次污染期间大于3 m·s^-1的风速有利于污染物清除.长时间高湿、小风（< 2 m·s^-1）及风场辐合,是低压倒槽型九江市重污染维持较长时间的重要原因.低压倒槽型大气垂直结构较冷锋前部型稳定.低压倒槽型垂直湍流弱、低层风速小于2 m·s^-1,且存在多层逆温和深厚的湿区,冷锋前部型存在明显下沉运动,逆温强度明显弱于低压倒槽.九江市PM_2.5污染潜在贡献源主要来自河南东部、山东西部和安徽西北部;低压倒槽型九江市潜在源区主要位于江西省内及与江西省接壤的湖北东南部、安徽西南部.     

海西城市群灰霾天气特征及其影响因子分析

利用2005-2010年海西21个城市常规气象观测资料和大气污染物浓度资料,分析了灰霾的时空分布规律和主要影响因子。结果表明:各城市间灰霾发生总天数存在明显差异,两个高发区在以福州、漳州为代表的闽中、闽南地区,少发区位于闽东北。1-4月是灰霾的高发期,10-12月是次高发期;春季霾日最多,其次是冬季,夏季和秋季较少。灰霾的产生不仅与天气条件有关,还与城市地形、大气复合污染有关。受低涡锋面、台风等降水系统影响,不会出现灰霾,非降水天气系统下均有可能出现,其中在锋前暖区和地面倒槽影响下灰霾出现率最高。秋冬季灰霾的出现与冷空气的强弱有关;春季与西南暖湿气流的强弱有关,夏季与副热带高压的进退有关。     

我国春季沙尘暴研究

利用GMS卫星遥感资料,结合地面气象观测资料和中尺度每小时数值模拟,对1998年4月和2000年4月发生的强沙尘大气演变过程进行了详细的分析,初步确定了影响我国的沙尘暴起始源地,并将我国的沙尘暴天气划分为U变化型（停滞型）和移动型（锋面气旋型等）．详细分析了低涡型沙尘暴和东北低涡型沙尘暴的发生、发展的宏观机制     

2013年1月河北省中南部严重污染的气象条件及成因分析

年1月河北省中南部出现了长时间、大范围的雾霾天气,大气污染严重. 利用河北省AQI(逐日空气质量指数)、气象常规观测数据及NCEP(美国国家环境预报中心)1°×1°格距再分析资料,对此次严重污染事件的气象条件、大气环境背景和形成机制进行了研究. 结果表明:①2013年1月河北省中南部地面气象要素表现异常,与历史同期相比,平均气温低1~2℃、相对湿度高15%以上、日照时数少40%以上、降水日数多但量级小. 地面风力较小且多风向、风速的辐合线,地面散度场上河北省中南部为明显的辐合区,致使水汽和污染物汇聚不易扩散,导致雾霾天气异常偏多,大气污染严重. ②边界层高湿区中丰富的水汽与污染物互为载体,强逆温层结、大气低层的干暖盖、边界层下沉运动等均使水汽和污染物存留在近地层且不易向高空扩散;同时,稳定的大气环流形势为雾霾天气和严重污染提供了有利的大气环境场. ③河北省中南部特殊的地理条件也是雾霾和污染持续的一个重要原因. 低空稳定的偏西气流越过太行山后在山麓东侧下沉,在华北平原地区易形成地面辐合线,从而加剧了近地层水汽和污染物的汇聚.      

2016—2019年夏半年成都市区臭氧污染天气特征分析

为揭示成都市区臭氧污染气象条件特征,通过欧盟COST733天气客观分型软件对成都市区2016-2019年夏半年(5-9月)海平面气压场和500 hPa位势高度场进行大气环流形势分型,并结合同期臭氧监测数据、地面气象观测数据以及总云量实况分析产品,分析成都市区夏半年臭氧超标天气及气象要素特征.结果表明:成都市区2016-2019年夏半年共出现臭氧超标日数为159 d,超标率为26.0%,超标日主要集中于5-8月,小时超标多出现于14:00-17:00.臭氧污染日数最多的海平面气压场为弱低压型,其后依次为低压前部型、低压型、高压后部型.臭氧超标率最高的海平面气压场为低压前部型,其后依次为弱低压型、低压型、高压后部型.500 hPa位势高度场平直西风气流型臭氧超标日数最多,青藏高压型臭氧超标日数最少.青藏高压型是臭氧超标率最高的500 hPa位势高度场型,平直西风气流型臭氧超标率最低.成都市区臭氧超标日多出现在偏西北风下,近地面气象要素特征一般表现为风速1.2~1.6 m/s,气温在25℃以上,相对湿度多集中在70%左右,总云量和降水概率多低于60%,降水量级以小雨为主,太阳辐射和日照时数分别位于20.5~23.2 MJ/m2和6.0~7.8 h区间.小时臭氧超标近地面气象要素特征为气温和总辐射曝辐量相对较高,二者分别在30~36℃和0~3.5 MJ/m2之间,相对湿度在60%以下,总云量低于40%,以偏南风影响为主.研究显示,成都市区海平面气压场为低压型,500 hPa位势高度场为青藏高压型时,易发生臭氧污染.      

四川盆地夏季区域性持续性臭氧过程垂直变化差异及气象成因

基于2019年8月四川盆地内国控站臭氧(O₃)浓度观测数据，选取了3次不同程度的区域性持续性O₃过程，利用再分析资料对3次过程的O₃浓度垂直变化时空差异及其气象成因进行分析研究.结果表明：(1)3次过程O₃浓度在垂直方向上的分布呈先增后减的相似特征，在900～850 hPa达到极值；对流层O₃集中在500 hPa甚至700 hPa以下，且随着O₃浓度等级的增加，垂直向上的扩散更加明显.(2)3次过程温度和相对湿度有明显的差异，温度与O₃浓度呈正相关，与相对湿度呈负相关，高温低湿更有利于O₃生成.(3)Ⅰ～Ⅱ级过程盆地内地面以东北风或偏北风为主，出现气旋性环流及风向辐合，容易造成风向下游地区O₃污染积聚；Ⅲ级过程地面多偏南风或东南风，使污染物易向盆地内西北侧传输.(4)垂直运动的强弱是造成3次过程O₃浓度差异的重要原因，Ⅰ级过程存在较强的上升运动，有利于O₃     

秦皇岛春季一次臭氧污染特征及气象影响研究

利用秦皇岛市环境监测站和气象站数据、NCEP2.5*2.5再分析资料,对秦皇岛市2021年5月21日—23日一次臭氧污染过程的污染特征、天气形势、气象条件、与细颗粒物的关系、减排措施及管控效果进行分析。结果表明：此次污染天气过程500hPa形势场为暖脊控制,地面位于低中心底部,高温高湿、持续的西南风、较长的日照时数、较高的太阳辐射、较高的静稳指数等均有利于增强光化学反应,致使臭氧浓度升高。较高的臭氧浓度,大气的氧化性增强,将促进二次细颗粒物的生成。5月21日—23日在臭氧达到峰值一段时间后,细颗粒物浓度逐渐升高,约滞后1—2小时。针对此次污染过程,5月18日7时—22日19时采取污染应对管控措施,要求强化工业企业VOCs排放管控,加强夜间NO_x管控,尽量降低污染影响。此次污染为本地贡献加上风向污染传输,臭氧开始出现超标,随着大面积启动应急管控措施,减排效果明显,低于上风向曹妃甸、滦南及滦县(均在250μg/m³左右),表明本地污染管控起到了一定作用。     

典型梅雨持续性降水事件的水汽同位素特征及其成因

梅雨期持续性强降水是江淮地区重要的灾害天气,往往给降水地区带来巨大的生命与经济损失。2016年7月1—7日,南京地区经历了一场历时7 d的典型梅雨降雨过程,本文针对此次降水事件的大气水汽稳定同位素变化特征及其成因进行相关研究。研究发现：水汽稳定同位素的变化特征与大尺度有组织对流活动和大气环流有良好的对应关系。水汽稳定同位素随时间分别呈现δ¹⁸O的“U型”演化和过量氘的波动变化,二者在不同降雨阶段的演化特征可以指示产生降雨的天气系统的移动与切换,其中水汽过量氘随时间变化的极大值和极小值转折点分别反映了低涡系统开始与结束影响研究区、冷切变线消散、槽线过境以及台风外围水汽抵达研究区的时间。结果表明：多个天气系统连续作用于研究区及其带来的不同水汽源的持续供给,是此次梅雨期降水持续维持的重要条件。