受登陆北上台风“利奇马”等影响,2019年8月9~12日山东省出现连续暴雨,其中10日夜间出现降雨峰值。利用中国气象局上海台风研究所(Shanghai Typhoon Institute of China Meteorological Administration,简称CMA-STI)热带气旋最佳路径数...受登陆北上台风“利奇马”等影响,2019年8月9~12日山东省出现连续暴雨,其中10日夜间出现降雨峰值。利用中国气象局上海台风研究所(Shanghai Typhoon Institute of China Meteorological Administration,简称CMA-STI)热带气旋最佳路径数据、山东省自动气象站逐时降雨量、常规观测资料、中国风云二号地球静止气象卫星(FY-2G)0.1°×0.1°逐小时云顶相当黑体亮温和美国环境预报中心(National Center of Environmental Prediction,简称NCEP)1°×1°逐6 h再分析等资料,主要运用纬向风局地变化方程与大气动能方程,诊断分析降雨明显增幅与高、低层风场变化的关系。结果表明:(1)暴雨主要影响系统有高低空急流、500 hPa西风槽、850 hPa台风倒槽及“利奇马”本体环流等。10日200 hPa中纬度大尺度西南风急流东南移影响鲁西北,当天08:00(北京时,下同)850 hPa因双台风活动而形成的大尺度东南风急流突然北伸越过山东省。台风倒槽对流云与本体环流对流云先、后北移经鲁中,累积效应造成该地区10日夜间雨量最大。(2)10日20:00850 hPa章丘站东北侧出现了过程最快东风增幅,纬向运动方程诊断结果表明,东风平流是东风增加最主要原因,地转偏向力项则不利于东风增加。(3)10日20:00章丘站200 hPa西南风风力明显加大形成急流,10日08:00至11日08:00青岛站850 hPa维持东南风低空急流。同时位于高空急流右后侧与低空急流左前方是鲁中附近10日夜间降雨增幅的重要原因。章丘200 hPa与青岛850 hPa都是在最大风力之前12 h动能增加最快。动能方程诊断表明,最有利于鲁西北高空急流形成的是位能平流项,最有利于鲁东南低空急流形成的是动能垂直通量散度项。(4)10日20:00至13日08:00“利奇马”本体环流一直在影响山东,暴雨期间山东中部地形的动力作用也一直存在,而降雨的峰值是出现在10日夜间,说明10日20:00前后高、低空急流的耦合可能是山东暴雨增幅的主要影响因子。其主要作用至少有加强山东中部的垂直运动、整层水汽输送与静力不稳定度等方面。展开更多
本文利用1980~2021年MERRA2(Modern-Era Retrospective analysis for Research and Applications,version 2)沙尘资料,结合ERA5大气再分析数据,系统分析了中国春季沙尘的时空分布特征及相关的大气环流异常,结果表明:西北地区沙尘主导了...本文利用1980~2021年MERRA2(Modern-Era Retrospective analysis for Research and Applications,version 2)沙尘资料,结合ERA5大气再分析数据,系统分析了中国春季沙尘的时空分布特征及相关的大气环流异常,结果表明:西北地区沙尘主导了我国春季沙尘的长期变化,二者均具有显著的2~4年和8年以上的周期变化,表现出明显的年际和年代际特征。利用EOF分析表明,EOF1主要体现我国春季沙尘,尤其是西北沙尘的年际变化,在正位相时表现出西北沙尘的显著增加。而EOF2则主要体现我国春季沙尘的年代际变化,在空间上表现为西北与中国其他地区沙尘变化的偶极子特征,其正位相为西北沙尘负异常和其他区域的正异常;在时间上则表现为20世纪90年代末由负转正的位相转变。进一步研究表明,中国春季沙尘变化与气象要素场具有显著的联系:当春季沙尘为正异常时,多为强风控制;此外,较高的地表温度和干旱少雨的背景利于土壤解冻和抑制沙尘沉降,最终造成沙尘天气的发生。此外,影响我国春季沙尘变化的下垫面海温异常表现出类拉尼娜型海温,且海温异常能够从前冬一直持续到同期春季,因此对提前预报春季沙尘变化提供一定的可能性。展开更多
大气氧化能力(AOC)通常是指大气通过氧化过程去除大气中微量气体成分的速率总和。在对流层和近地层大气中,AOC主要表观为对污染气体的清除能力或净化能力,亦称大气氧化性。AOC是地球大气自洁净的核心能力,但一直缺乏对其内涵的深入认知...大气氧化能力(AOC)通常是指大气通过氧化过程去除大气中微量气体成分的速率总和。在对流层和近地层大气中,AOC主要表观为对污染气体的清除能力或净化能力,亦称大气氧化性。AOC是地球大气自洁净的核心能力,但一直缺乏对其内涵的深入认知和对其指标的量化描述。本文作者通过承担国家重点研发计划“区域大气氧化能力与空气质量的定量关系及调控原理”研究等项目,从大气化学基本理论入手,对AOC开展了系列研究,并在其量化表达方面取得了突破性进展。本文将围绕“大气氧化能力量化研究”这一科学问题,对这些进展进行简要的描述。首先在深入认知AOC内涵的基础上,分别从大气化学的热力学和动力学基本原理出发,构建了大气氧化能力表观指数(AOIe)和潜势指数(AOIp),并通过二者归一化指数日变化闭合研究,发现了非均相化学过程对AOC的贡献不容忽视。随着PM2.5污染的加重,无论夏季还是冬季,AOIe亦随之增加,但在冬季AOIp则出现了相反的情景,表现出AOIp的变化受气象条件的影响更大。AOC闭合研究思路用于大气OH自由基的储库分子HONO“未知源”研究,发现了北京大气HONO的重要非均相来源,阐释了MCM(Master Chemical Mechanism)机制对冬季AOC低估的重要原因。AOIp用于预测我国大气臭氧污染潜势格局,发现臭氧光化学生成表观潜势(AOIp_O_(3))与NO_(2)的光解系数[J(NO_(2))]直接相关,全国J(NO_(2))的年均值为4.39×10^(-3)s^(-1),高值区主要分布在四川、贵州、重庆和湖南等地。与其他化学反应氧化性指数对比,AOIe与AOIp组合指数更具准确性、普适性和实用性,可评价已发生的污染过程AOC的变化,亦可预测城市或区域重污染发生的可能性及其变化和格局。展开更多
本文利用2005~2020年北京地区观测得到的辐射资料,揭示近十多年来北京地区紫外辐射的变化规律,同时对影响紫外辐射长期变化的主要因子进行了分析。结果表明,紫外辐射呈现出明显的日、季节变化特征。日变化呈现出单峰的变化规律,在正午...本文利用2005~2020年北京地区观测得到的辐射资料,揭示近十多年来北京地区紫外辐射的变化规律,同时对影响紫外辐射长期变化的主要因子进行了分析。结果表明,紫外辐射呈现出明显的日、季节变化特征。日变化呈现出单峰的变化规律,在正午时出现一天中的极大值,而早晚则是低值时段,极大值和极小值分别出现在中午12时(北京时,下同;16.26 W m^(−2))和上午08时(5.64 W m^(−2))。紫外辐射从春季开始逐渐增强,到夏季出现一年中的极大值,随后开始下降,直到冬季出现一年中的极小值,月均极大值和极小值分别出现在6月(12.17 W m^(−2))和12月(5.4 W m^(−2))。紫外辐射年均值为9.74 W m^(−2)。紫外辐射与晴空指数呈现正相关,与气溶胶光学厚度和大气细颗粒物PM_(2.5)呈现负相关。展开更多
文摘受登陆北上台风“利奇马”等影响,2019年8月9~12日山东省出现连续暴雨,其中10日夜间出现降雨峰值。利用中国气象局上海台风研究所(Shanghai Typhoon Institute of China Meteorological Administration,简称CMA-STI)热带气旋最佳路径数据、山东省自动气象站逐时降雨量、常规观测资料、中国风云二号地球静止气象卫星(FY-2G)0.1°×0.1°逐小时云顶相当黑体亮温和美国环境预报中心(National Center of Environmental Prediction,简称NCEP)1°×1°逐6 h再分析等资料,主要运用纬向风局地变化方程与大气动能方程,诊断分析降雨明显增幅与高、低层风场变化的关系。结果表明:(1)暴雨主要影响系统有高低空急流、500 hPa西风槽、850 hPa台风倒槽及“利奇马”本体环流等。10日200 hPa中纬度大尺度西南风急流东南移影响鲁西北,当天08:00(北京时,下同)850 hPa因双台风活动而形成的大尺度东南风急流突然北伸越过山东省。台风倒槽对流云与本体环流对流云先、后北移经鲁中,累积效应造成该地区10日夜间雨量最大。(2)10日20:00850 hPa章丘站东北侧出现了过程最快东风增幅,纬向运动方程诊断结果表明,东风平流是东风增加最主要原因,地转偏向力项则不利于东风增加。(3)10日20:00章丘站200 hPa西南风风力明显加大形成急流,10日08:00至11日08:00青岛站850 hPa维持东南风低空急流。同时位于高空急流右后侧与低空急流左前方是鲁中附近10日夜间降雨增幅的重要原因。章丘200 hPa与青岛850 hPa都是在最大风力之前12 h动能增加最快。动能方程诊断表明,最有利于鲁西北高空急流形成的是位能平流项,最有利于鲁东南低空急流形成的是动能垂直通量散度项。(4)10日20:00至13日08:00“利奇马”本体环流一直在影响山东,暴雨期间山东中部地形的动力作用也一直存在,而降雨的峰值是出现在10日夜间,说明10日20:00前后高、低空急流的耦合可能是山东暴雨增幅的主要影响因子。其主要作用至少有加强山东中部的垂直运动、整层水汽输送与静力不稳定度等方面。
文摘本文利用1980~2021年MERRA2(Modern-Era Retrospective analysis for Research and Applications,version 2)沙尘资料,结合ERA5大气再分析数据,系统分析了中国春季沙尘的时空分布特征及相关的大气环流异常,结果表明:西北地区沙尘主导了我国春季沙尘的长期变化,二者均具有显著的2~4年和8年以上的周期变化,表现出明显的年际和年代际特征。利用EOF分析表明,EOF1主要体现我国春季沙尘,尤其是西北沙尘的年际变化,在正位相时表现出西北沙尘的显著增加。而EOF2则主要体现我国春季沙尘的年代际变化,在空间上表现为西北与中国其他地区沙尘变化的偶极子特征,其正位相为西北沙尘负异常和其他区域的正异常;在时间上则表现为20世纪90年代末由负转正的位相转变。进一步研究表明,中国春季沙尘变化与气象要素场具有显著的联系:当春季沙尘为正异常时,多为强风控制;此外,较高的地表温度和干旱少雨的背景利于土壤解冻和抑制沙尘沉降,最终造成沙尘天气的发生。此外,影响我国春季沙尘变化的下垫面海温异常表现出类拉尼娜型海温,且海温异常能够从前冬一直持续到同期春季,因此对提前预报春季沙尘变化提供一定的可能性。
文摘大气氧化能力(AOC)通常是指大气通过氧化过程去除大气中微量气体成分的速率总和。在对流层和近地层大气中,AOC主要表观为对污染气体的清除能力或净化能力,亦称大气氧化性。AOC是地球大气自洁净的核心能力,但一直缺乏对其内涵的深入认知和对其指标的量化描述。本文作者通过承担国家重点研发计划“区域大气氧化能力与空气质量的定量关系及调控原理”研究等项目,从大气化学基本理论入手,对AOC开展了系列研究,并在其量化表达方面取得了突破性进展。本文将围绕“大气氧化能力量化研究”这一科学问题,对这些进展进行简要的描述。首先在深入认知AOC内涵的基础上,分别从大气化学的热力学和动力学基本原理出发,构建了大气氧化能力表观指数(AOIe)和潜势指数(AOIp),并通过二者归一化指数日变化闭合研究,发现了非均相化学过程对AOC的贡献不容忽视。随着PM2.5污染的加重,无论夏季还是冬季,AOIe亦随之增加,但在冬季AOIp则出现了相反的情景,表现出AOIp的变化受气象条件的影响更大。AOC闭合研究思路用于大气OH自由基的储库分子HONO“未知源”研究,发现了北京大气HONO的重要非均相来源,阐释了MCM(Master Chemical Mechanism)机制对冬季AOC低估的重要原因。AOIp用于预测我国大气臭氧污染潜势格局,发现臭氧光化学生成表观潜势(AOIp_O_(3))与NO_(2)的光解系数[J(NO_(2))]直接相关,全国J(NO_(2))的年均值为4.39×10^(-3)s^(-1),高值区主要分布在四川、贵州、重庆和湖南等地。与其他化学反应氧化性指数对比,AOIe与AOIp组合指数更具准确性、普适性和实用性,可评价已发生的污染过程AOC的变化,亦可预测城市或区域重污染发生的可能性及其变化和格局。
文摘本文利用2005~2020年北京地区观测得到的辐射资料,揭示近十多年来北京地区紫外辐射的变化规律,同时对影响紫外辐射长期变化的主要因子进行了分析。结果表明,紫外辐射呈现出明显的日、季节变化特征。日变化呈现出单峰的变化规律,在正午时出现一天中的极大值,而早晚则是低值时段,极大值和极小值分别出现在中午12时(北京时,下同;16.26 W m^(−2))和上午08时(5.64 W m^(−2))。紫外辐射从春季开始逐渐增强,到夏季出现一年中的极大值,随后开始下降,直到冬季出现一年中的极小值,月均极大值和极小值分别出现在6月(12.17 W m^(−2))和12月(5.4 W m^(−2))。紫外辐射年均值为9.74 W m^(−2)。紫外辐射与晴空指数呈现正相关,与气溶胶光学厚度和大气细颗粒物PM_(2.5)呈现负相关。
