风廓线雷达资料在灰霾天气分析中的应用

利用上海徐家汇2014年9月~2015年2月风廓线雷达资料,分析了徐家汇上空水平风速与地面能见度的关系,结果表明,在800m~1600m高度上,水平风速小于10m/s,且持续时间长时,地面能见度下降,风速越小,能见度下降越明显;当水平风速小于5m/s时,则可能出现严重灰霾天气。结合风廓线资料,对一次灰霾天气进行分析,发现风廓线雷达探测风场具有实时性特点,能较快发现风向的变化,进而判断污染物的扩散方向和传送途径,能够对灰霾天气作出短时预报;在风廓线雷达垂直速度剖面图上,可以直观地看出某时刻400m~1600m存在上升气流,当大气的垂直上升运动明显时,会使近地面出现弱辐合区,形成小尺度局地环流,使污染物集聚,较易出现污染天气。     

合肥市灰霾大气污染特征浅析

根据《灰霾污染日判别标准(试行)》判别标准,合肥市2013年PM10、PM2.5等浓度值及天气统计数据,分析了灰霾天气下,不同PM2.5浓度区间及不同PM2.5/PM10区间的气象特征。在非灰霾天气下,剖析了降水、无降水,能见度5km及无降水,能见度5km且相对湿度95%,主要是有雾或者雾霾混合的天气下的气象特征。得出如下结论:合肥市灰霾天气主要出现在1月和12月,这个期间降水量低,轻微的降水沉降颗粒物效果不明显,风速明显低于非灰霾时期,不利于颗粒物扩散,气压呈增加趋势,增加了大气的温度性,也不利于污染物扩散,导致污染物浓度增加。PM2.5是导致灰霾天气的主要原因。     

重庆区域性灰霾天气下大气污染分析初探

针对2010年1-10月间重庆地区区域性灰霾整体概况初步讨论,结果表明灰霾日占观测总天数的23.03%,且多集中在大气扩散条件相对较差的第一三季度.通过对灰霾与非灰霾日典型天气渐变条件下特征因子的讨论,得到颗粒物(尤其是细粒子)对大气能见度影响显著,而黑碳对细粒子贡献显著,导致灰霾发生率增大.     

依靠科技进步,加快我国PM_(2.5)污染治理与空气质量改善步伐

<正>随着中国经济的快速发展,城市化进程的加快,能源消耗和大气污染物排放总量不断增加,中国空气质量面临严峻挑战。目前,我国空气污染已由传统的总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PM10)和SO2污染转向以大气细颗粒物(PM2.5)和污染气体(VOCs、O3、NO x)等组成的跨区域、复合型大气污染,其中以PM2.5污染问题最为突出。2011年末以来,多次大范围灰霾天气引起了国内外广泛关注。从观测结果和能见度与气溶胶关系的研究发现,雾-霾或灰霾现象背后的根本原因是PM2.5污染及其与大气相互作用的问题。2012年2月国务院正     

驻马店2012年盛夏期间一次区域暴雨的成因分析

2012年8月20—21日驻马店市出现了一次区域暴雨,局部大暴雨天气过程.这次降水过程的特点是降水范围广、短时间强度大.从天气图、数值预报产品、稳定度、雷达产品等方面对这次降水过程进行成因分析,从而得出了对大暴雨预报的一些有意义的结论:暴雨的产生前要有强烈的垂直上升运动;深厚的湿云层为这次暴雨过程提供了充足的水汽条件;地面弱冷空气所致低层的偏东到东北急流为这次降水的持续提供了有利的条件.低层形成了较强的垂直切变,增强了辐合上升运动,为这次强降水提供了触发机制.新一代天气雷达监测资料分析表明,强降水天气的基本反射率强度≥45 d Bz的高度一般集中在较低的层次;暴雨要维持较长的降水时间需要一系列降水回波或多单体风暴中的不同单体连续不断经过同一个地方,或者不同移向的降水回波交叉经过同一地方,形成降水的汇集地.     

驻马店2012年盛夏期间一次区域暴雨的成因分析

2012年8月20—21日驻马店市出现了一次区域暴雨,局部大暴雨天气过程.这次降水过程的特点是降水范围广、短时间强度大.从天气图、数值预报产品、稳定度、雷达产品等方面对这次降水过程进行成因分析,从而得出了对大暴雨预报的一些有意义的结论:暴雨的产生前要有强烈的垂直上升运动;深厚的湿云层为这次暴雨过程提供了充足的水汽条件;地面弱冷空气所致低层的偏东到东北急流为这次降水的持续提供了有利的条件.低层形成了较强的垂直切变,增强了辐合上升运动,为这次强降水提供了触发机制.新一代天气雷达监测资料分析表明,强降水天气的基本反射率强度≥45 d Bz的高度一般集中在较低的层次;暴雨要维持较长的降水时间需要一系列降水回波或多单体风暴中的不同单体连续不断经过同一个地方,或者不同移向的降水回波交叉经过同一地方,形成降水的汇集地.     

珠江三角洲城市群灰霾天气主要污染物的数值研究

主要利用美国第三代空气质量模式系统Models-3(MM5/SMOKE/CMAQ),设计三重嵌套网格对2004年9月26-30日珠江三角洲城市群一次灰霾天气过程进行数值研究,通过对主要大气污染物如PM10、CO、SO2和NOx的模式结果与观测对比分析表明,模式较好地模拟出了大气污染物的变化趋势,与观测结果比较一致,再现了污染物浓度呈周期性日变化的重要特征。结果还表明,在这次灰霾天气过程中珠江三角洲城市群大气污染物的水平分布具有区域性,存在3个高值中心,污染物的高值中心对应着大城市。污染物主要积聚在大气边界层内,形成近地面高浓度,这是造成此次灰霾天气的直接原因。     

2015年7月14～28日新疆石河子地区高温分析

2015年7月14日~28日,受伊朗副热带高压的控制,新疆北疆出现了大范围高温热浪天气过程,北疆沿天山石河子垦区出行罕见高温天气,这次高温过程具有来势猛、波及范围广、持续时间长、高温强度大等特点。     

气溶胶卫星滴结构粒子与灰霾天气的相关性

将广州灰霾天气中的单个气溶胶颗粒物分为粗粒子（半径尺〉1．0μm）和细粒子（半径R≤1．0μm）两部分,将它们采集在采集膜上,用透射电子显微镜对粒子进行形态分析．分析结果发现：灰霾天气形成前后的气溶胶细颗粒物的形态结构有着明显的差异;气溶胶中的卫星滴结构粒子与灰霾天气的形成具有较好的相关性;在灰霾天气发生过程中,酸性粒子增多．     

南宁市灰霾天气与空气污染物关系分析

根据2010年6月1日至2011年5月31日南宁市的环境监测数据和气象数据,分析南宁市灰霾天气特征,然后通过SPSS软件分析灰霾天气与能见度、颗粒物(PM2.5、PM10)浓度、气态污染物浓度和空气污染指数的关系,探讨南宁市灰霾天气与空气污染物的关系。结果发现,南宁市灰霾天气主要分布在秋、冬两季,PM2.5是直接造成南宁市灰霾天气的主要因子,PM10、SO2、NO2、CO和O3对灰霾天气的发生也有一定影响。PM2.5与PM10相关性最显著,与SO2、NO2相关性较显著,与CO相关性显著,与O3相关性不显著。     

卫星遥感监测全球大气气溶胶光学厚度变化

 全球大气气溶胶类型和含量变化与气候变化和大气环境污染密切相关,是气象学、环境学和医学研究关注的热点问题。为认识全球气溶胶分布基本特征,发现和跟踪全球气溶胶显著变化地区,本文利用美国NASA 发布的C6 版MODIS气溶胶光学厚度产品分析全球大气气溶胶光学厚度时空年变化特征及其影响因素;分析气溶胶光学厚度分布与中国霾区的关系,提出霾区治理的气溶胶光学厚度年平均值参考标准。分析2003-2014 年卫星监测的气溶胶光学厚度(AOD)空间分布特征显示,全球气溶胶光学厚度稳定高值区位于亚洲东部及其邻近太平洋海区、印度半岛及其邻近印度洋海区、非洲北部和中部及其邻近大西洋海区;重点变化关注区为俄罗斯西伯利亚东部增量区和南美洲亚马逊平原热带雨林减量区。气溶胶光学厚度高值地区的形成与沙尘暴、火山喷发、生物质燃烧、工业排放等自然源,以及工业污染物排放、交通运输、秸秆焚烧等人类活动造成的人为源气溶胶排放直接相关,并受气象因素和山脉等地形阻挡因素影响,这些因素的稳定性与季节变化最终形成全球气溶胶的时空分布特征。中国东部气溶胶光学厚度年平均值大于0.5 的区域为主要霾天气区,其中华北南部、黄淮、江淮、江汉地区和四川盆地为全球气溶胶光学厚度极端高值区,年平均极端高值达到0.8~1.0,为霾天气常态化发生区;通过全球气溶胶光学厚度量值分析认为,气溶胶光学厚度年平均值0.5 可作为中国大气环境最大承载量,中国东部地区高于此值的区域为主要大气污染控制区,大范围工业生产污染物减排可带来整体环境改善,通过工业结构调整有望降低的气溶胶污染中位比率为33%,平均比率为26.5%。     

城市雾霾灾害链演化模型及其风险分析

 采用灾害系统理论及复杂网络理论，开展了城市雾霾灾害链演化模型构建及其风险分析。基于雾霾的成因及危害，从致灾因子、孕灾环境和承灾体特征出发，分析了城市雾霾灾害链的成灾机制及其灾害链的类型与特征。通过构建城市雾霾灾害链演化网络模型，基于网络节点的出入度及其子网节点数、最短路径和平均路径与包含节点的支链数进行了定性风险分析，进一步确定关键环节，提出了断链减灾的控制建议。风险分析的结果表明：在城市雾霾灾害链演化系统中，雾霾事件与其他危机事件之间联系十分紧密，通过几次过渡，其危害影响就能蔓延到整个网络，其中大气能见度下降、空气质量下降或空气污染、交通堵塞或瘫痪、交通事故、城市大气酸雨、危害城市绿化、经济损失和危害人身体健康是关键环节。     

基于CALIPSO和转动拉曼-米散射激光雷达研究北京地区大气气溶胶特性

为提高大气气溶胶参数反演结果的准确性,结合实验室研制的转动拉曼-米散射激光雷达和NASA的CALIPSO,仅用2个激光雷达的弹性后向散射信号,无需对激光雷达比进行假设,反演出了2012年春季北京上空晴天、雨后、阴霾天气的气溶胶光学参数的垂直分布. 结果表明:此方法可有效地获取气溶胶消光系数和后向散射系数的垂直分布;气溶胶的消光系数值在阴霾天气最高,晴天次之,雨后最低.      

基于卫星气溶胶光学厚度反演地面能见度算法的研究

为了获得大范围的能见度空间分布信息,提出一种把MODIS卫星气溶胶光学厚度陆面产品转化为地面能见度分布的反演算法。该算法以CALIPSO卫星的气溶胶标高为更新观测值,以GEOS-Chem模拟的气溶胶标高场为背景场,通过最优插值的资料同化方法,将两者整合成误差更小的气溶胶标高分析场,然后通过气溶胶标高分析场,把MODIS卫星气溶胶光学厚度转化为地面能见度。与中国地区地面气象多年观测资料的对比结果表明,反演能见度与观测能见度之间,点对点的月相关系数可达0.5以上,两者多年的逐月变化趋势与地域分布形势较为一致。     

一种基于深度信息的图像雾效模拟算法

在已知的图像场景深度信息和大气散射模型的基础上,提出了一种基于深度的图像雾效模拟算法。算法引入了最大能见度概念,通过场景深度与雾透射率之间的比例关系将深度图直接转化为透射率图,使用引导滤波对透射率进行优化,最终通过大气散射模型生成雾效模拟图像。实验表明,算法所生成的雾效场景符合空间透射原则,在不同的能见度和大气光结合的条件下可获得变化丰富的有雾效果,具有较强的真实感。     

拉曼-米激光雷达污染环境下气溶胶散射系数反演

提出一种针对雾霾等大气污染环境下近地面区域气溶胶后向散射系数的修正反演方法.针对大气污染环境下近地面气溶胶含量激增导致弹性信号强度超过激光雷达抑制比而引发弹性信号泄漏,进而造成转动拉曼信号发生畸变,提出一种拉曼回波信号修正方法;同时考虑了大气温度对大气分子散射应用于气溶胶反演的影响.实验表明,相比经典Raman-Mie气溶胶反演方法,修正算法反演近地面稳定气溶胶层内气溶胶后向散射系数精度可提高约20%,有助于改善拉曼-米雷达在污染环境下的总体探测性能.      

宁夏雾霾时间的气候变化趋势研究

根据1961—2012年宁夏22个气象台站逐日天气现象、能见度资料,用气候倾向率、趋势系数和突变分析等方法研究宁夏全区及各区域雾霾时间的演变特征、变化趋势.结果表明,近52a来宁夏全区年雾霾时间总体呈增多的趋势,气候趋势系数均通过0.001信度检验;雾霾时间的变化具有明显的阶段性,即20世纪70年代中期以前为明显减少的阶段,70年代中期至90年代末期为波动增多、减少的阶段,2001年以后为明显增多的阶段,全区和中部干旱区在2000年左右发生突变;秋季是全区各地雾霾天气防治的主要季节,银川、固原—泾源一带是雾霾天气防治的重点地区.     

宜昌市城区PM_(2.5)污染形成灰霾天气的规律研究

2012年选取与气象站点相邻的一个环境空气质量测点对PM2.5进行了研究性监测,测点距地面23m,全年PM2.5质量浓度在19~284μg/m3之间,年均质量浓度为89μg/m3,月均质量浓度最高的为1月.系统分析全年PM2.5监测质量浓度与相邻气象测点灰霾、能见度观测数据之间的关系,得到以下结论:宜昌市城区PM2.5污染质量浓度与灰霾观测值相关性不强,但与能见度的观测值显著相关;全年能见度降低受PM2.5污染的影响具有季节性,2、5~6三个月与7~9三个月及4、10~11三个月,这3组月份内的PM2.5与能见度之间的回归曲线基本一致,全年中3月份影响最大,而1月份最小,主要与气温、风速、降雨因素有关.     

田间灰霾模拟实验的塑料膜光学特征分析

通过在大田利用塑料膜进行遮阴实验,可发现灰霾对农作物生长发育及产量的影响。研究对选取进行模拟灰霾实验用的塑料膜的光学特性进行分析;并通过长期观测得到的太阳辐射值与大气气溶胶光化学厚度(AOD)建立关系,得到所选塑料膜代表的灰霾水平。结果表明实验选取的3层12丝的PE塑料膜进行遮阴,使太阳总辐射下降30%,散射辐射增加20%,太阳辐射可见光波段的强度占太阳总辐射强度的比例不变及遮阴后的太阳辐射仍具有灰霾天的太阳辐射各向异性的特点;且塑料膜代表的AOD水平约为0.5左右,为重度灰霾水平。研究为灰霾辐射效应对农作物产量影响实验提供实验设计依据,也可为大棚设施农业中塑料膜对辐射的影响提供参考。