近50年来四川干能见度霾日数及消光系数时空变化特征

利用四川省147个气象观测站1961～2010年能见度、相对湿度、降水等观测资料,分析了四川省近50 a来干能见度的时空变化特征,以及四川盆地霾日数和干消光系数的变化趋势。结果表明:四川盆地及盆缘区域干能见度较差（12~20 km）,而西部高海拔山区较好(40~50 km),与青藏高原接壤的地区最好(＞50 km)。从20世纪70年代到20世纪末,四川盆地的干能见度呈现明显减少趋势,而川西高原的干能见度却出现显著增加趋势;21世纪近10 a来四川干能见度变化趋势趋于停止。近50 a来,有544%台站出现干能见度减少趋势,且主要集中在盆地和攀枝花地区;另有456%台站干能见度有增加趋势,且多集中在高海拔山区。四川盆地的干消光系数和霾日数的变化趋势较为一致。干消光系数1996年之前迅速增加,1996年以后有小幅度的减小,增加的气候倾向率为003/10 a,霾日数的增加速率为104 d/10 a。能见度下降、消光系数和霾日数增加与人为排放污染物浓度增加有密切关系     

甘肃省玉米产量的气候特征及其与中国大陆OLR的关系研究

对甘肃省５５个站点的玉米气候产量经ＥＯＦ及ＲＥＯＦ分解后，通过对其载荷量的分析，表明陇东南地区是甘肃省玉米产量最具代表性的区域，并进一步将甘肃省玉米气候产量划分为５个自然气候区：陇东区、陇南区、中部及阴湿山区、干旱山区、河西灌溉农业区。玉米气候产量的第一主分量可代表甘肃省玉米气候产量的时间趋势。它与同年５～９月份ＯＬＲ有很好的相关关系。     

尘卷风对沙尘气溶胶的贡献及其与太阳辐射的关系

利用塔克拉玛干沙漠及周边地区观测资料,依据尘卷风热力学理论和方法,估算出在塔克拉玛干沙漠地区尘卷风对沙尘气溶胶贡献的年平均量为4.0× 106t,年最大量为5.0×106t,与该地区沙尘暴的沙尘气溶胶年均贡献量相当.依赖于太阳辐射强度季节变化,尘卷风的起沙量具有与地面温度同步的季节变化规律.     

沙漠地区沙尘气溶胶含量变化的原因分析

利用中国大陆气溶胶指数(TOMS AI)、太阳辐射、沙尘能见度、降水量等观测资料,对中国西北部沙漠地区沙尘气溶胶含量进行分析.结果表明,沙漠地区AI值不但取决于沙尘暴的发生,而且取决于太阳辐射.这表明沙尘暴起沙模型和尘卷风与干热对流的联合起沙模型互为补充,沙漠地区上空的沙尘气溶胶含量是它们共同作用的结果,而由太阳辐射引发的尘卷风与干热对流较沙尘暴过程更为重要.     

沙尘气溶胶对塔里木盆地降水的可能影响

通过分析塔里木盆地沙漠的风积地貌,结合近40 年气象站的风况观测资料,探讨了沙尘暴形成的大气环流特征.研究结果表明,从天气学理论上来看,降水和沙尘暴天气相伴而生.在年际时间尺度以上,沙尘暴发生日数与降水存在显著的负反馈机制.然而降水抑制沙尘暴发生的理论无法解释在月际尺度内降水与沙尘暴呈正相关的事实.通过分析云量、沙尘凝结核以及卫星计算的云滴有效半径表明,由于沙尘气溶胶可以长时间悬浮在大气中并作为凝结核,使云中的水汽分布到更多的粉尘颗粒中,导致空中云滴有效半径剧减而无法达到形成降水的阈值,从而抑制降水的产生.这从理论上可以很好地解释上述矛盾,为解释降水和沙尘的互反馈机制提供了新的理论.     

2007年我国城市大气污染时空分布特征

根据2007年原国家环境保护总局空气质量日报86个城市的空气污染指数资料,分析我国城市大气污染的时空分布特征。结果表明,我国城市大气污染时空分布特征明显,大气污染冬季最严重,其次为春秋季节,夏季最好;污染总体上北方重于南方。城市大气污染由人类活动及当地特殊的地理位置综合影响形成,沙尘天气加重了北方大气污染。     

有机源对北极臭氧消除事件的敏感性模拟

采用KINAL模式,利用典型臭氧消除事件（ODE）过程中无机源和有机源的平均强度和排放清单,模拟了3种源排放情形下,ODE过程中含溴物质浓度与臭氧浓度的时间变化,并对有机溴强度进行敏感性实验,结果表明：仅有无机源时,ODE过程中含溴物质浓度与O₃浓度有显著的负相关,ODE从开始到O₃完全消耗的时间约5.4d.加入平均强度的有机源后,O₃消耗更快,它的总消耗时间较仅有无机源时减少1.3d;同时,在ODE起始阶段,边界层内的溴含量提升更快,导致ODE起始阶段缩短约1.2d.有机源无论以HOBr为主还是以Br₂为主,其排放构成在ODE过程中并不重要,无论它以何种形式向边界层排放含溴物质,均通过缩短起始阶段来影响ODE的进程.有机源的排放强度与O₃的消耗速率呈显著的正相关,随着有机源强度升高,它对ODE起始阶段的缩短效应逐渐减弱,它意味着起始阶段至少持续3d;消耗阶段O₃浓度降低并不受有机源强度变化的影响.     

沙漠地区边界层高度的提高与尘卷风起沙量的变化

在YSU（Yonsei University）边界层参数化方案的基础上,采用一种经验修正边界层RYSU（Revised YSU）方案,其模拟的边界层高度与观测相吻合.同时利用尘卷风起沙方案,获得了2019年腾格里沙漠夏季尘卷风起沙量的时空分布,结果表明,在08：00~18：00时,RYSU方案模拟的整点尘卷风瞬时起沙量和起沙范围均高于YSU方案,前者的起沙量和范围最大的时刻是15：00时,较后者迟1h,它与腾格里沙漠观测的尘卷风出现频率更接近.采用RYSU方案6~8月研究区每日的总起沙量几乎是采用YSU方案的3倍左右,RYSU方案估算的最大瞬时起沙量比YSU方案更接近用观测的边界层最大高度计算的值.     

高污染下云凝结核对雨、雾滴谱的影响

利用气候基准站、云凝结核计数器、雾滴谱仪和雨滴谱仪等观测资料,分析威宁污染时期云凝结核（CCN）对雨雾滴谱的影响. 结果表明：观测期间威宁CCN数浓度很高,S=0.2%、0.4%、0.6%和0.8%时的平均CCN浓度分别为2884、8003、10470、11685cm^-3,与部分重污染城市相当;CCN有明显的日变化特征,分别在12：00、16：00和20：00出现峰值,与居民生活排放、火电源排放、湍流交换和气象条件等有关;利用N=CS^k式拟合威宁CCN活化谱,平均拟合参数C=14288cm^-3,k=0.8,表明该地属典型大陆型核谱;威宁冬季云层薄、云顶低的云系特点提供了宏观天气背景,高浓度CCN是导致此次雨、雾过程弱,滴谱窄的重要微观条件.     

中国北方沙漠戈壁区沙尘气溶胶与太阳辐射的关系

利用中国大陆气溶胶指数(TOMS AI)、天文总辐射、地面太阳总辐射和沙尘能见度等观测和理论计算资料,对中国北方沙漠戈壁区沙尘气溶胶与太阳辐射的关系进行了分析.结果表明:沙漠地区太阳辐射和沙尘气溶胶指数有非常高的相关性,且变化趋势一致.表明由太阳辐射触发的热对流是影响沙漠地区沙尘气溶胶最主要的因子;沙尘气溶胶进入大气中,必然也会对太阳辐射产生重大的影响.晴日时沙尘气溶胶吸收和散射辐射可达沙尘暴(含扬沙)天气时的60%以上.