气溶胶影响云和降水的机理和观测研究进展

气溶胶对云和降水的影响,对于气候系统、大气环境以及水循环至关重要。气溶胶粒子作为云凝结核和大气冰核影响云的微物理过程,进而影响雨、雪、雹和其他形式的降水。近年来,在理解气溶胶的化学成分,气溶胶微物理特性以及气溶胶作为云凝结核和大气冰核影响云降水等方面已取得重大进展。本文对于气溶胶的概念、来源以及气溶胶的直接和间接效应进行了简要概述,重点总结了国内外在气溶胶影响云和降水的机理研究方面的成果,回顾了近年来利用卫星、地面观测设备、机载探测设备等对气溶胶和云进行遥感观测和直接观测所获得的观测事实并讨论了其可能的物理机制,在总结前人研究成果的基础上对未来的研究方向进行了讨论。

沙尘气溶胶作为冰核对阿克苏地区一次多单体型强对流风暴降水及其微物理过程影响的数值模拟研究

将DeMott冰核浓度参数化方案引入到WRF中尺度数值模式中,模拟了新疆阿克苏地区一次多单体型强对流风暴,并对背景大气条件和沙尘条件下气溶胶作为冰核,对云中微物理结构和降水变化的影响进行了敏感性试验和对比分析,结果显示:在背景大气条件和沙尘条件下增加冰核浓度对降水中心强度影响较小,并且总体上看降水分布变化不大,但是降水局部的变化量较明显;不同背景条件下IN(Ice Nuclei)浓度的增加使得冰晶和雪的质量混合比和数浓度均有较大幅度的增加,其中雪的主要源项为凝华增长过程,而霰增长主要来源于冰相粒子碰并过冷云滴,并且在背景大气和沙尘条件下增加IN都使得霰的数浓度增加,尺度减少。

南京不同天气和能见度下云凝结核的观测分析

利用美国DMT公司生产的云凝结核(Cloud Condensation Nuclei,CCN)计数器(DMTCCNC),对2013年4—12月南京地区CCN进行观测。对不同天气条件下CCN活化谱拟合,霾天C值最高,为13 085 cm-3,雨后C值降至8 054 cm-3,属于大陆性核谱。不同能见度条件下CCN活化谱特征有明显差异,南京地区不同程度霾天CCN数浓度均远高于轻雾天,浓雾时期CCN数浓度显著偏高。CCN数浓度受到气象要素和天气状况、气溶胶源排放等因素影响。南京地区气溶胶凝结核(Condensation Nuclei,CN)数浓度和CCN数浓度的拟合结果显示出较好的相关性。CCN数浓度值:冬季>春季>秋季>夏季,春季CCN数浓度日变化有三峰趋势,夏季基本呈单峰型,秋季、冬季双峰特征突出。气溶胶源排放、环境气象条件和气溶胶理化特性均会影响CCN数浓度的季节变化。

长三角地区2004-2022年NO_(2)柱浓度演变特征及其主要影响因素分析

为研究长三角地区NO_(2)柱浓度长期的时间演变特征及其影响因素,利用OMI卫星观测的NO_(2)柱浓度数据、GPM降雨数据、MERRA-2再分析数据和社会经济数据,结合地面NO_(2)浓度数据,分析了卫星数据与地面观测数据的一致性以及NO_(2)柱浓度的年际、月际和季节性变化特征及其主要影响因素.结果表明:①OMI卫星观测的NO_(2)柱浓度与地面观测的NO_(2)浓度一致性较好,能够较好地反映地面NO_(2)浓度分布及其时间变化特征.②长三角地区2004-2022年NO_(2)柱浓度高值主要集中在南京、常州、无锡、苏州、上海和杭州等核心城市地区;NO_(2)柱浓度年际变化呈波动变化趋势,可分为2个阶段,2004-2011年为增加阶段,年均变化率为0.68%,2011-2022年为降低阶段,年均变化率为-4.51%.2011年NO_(2)柱浓度达最大值〔(12.63×10^(15)±9.16×10^(15))molec/cm^(2)〕,2022年达到最小值,仅为(7.16×10^(15)±4.80×10^(15))molec/cm^(2).③受气象条件和排放源的影响,导致NO_(2)柱浓度存在明显的月际和季节性变化,呈冬季>春季≈秋季>夏季的特征,其中12月〔(20.20×10^(15)±8.89×10^(15))molec/cm^(2)〕最高,7月〔(4.81×10^(15)±1.72×10^(15))molec/cm^(2)〕最低.④长三角地区NO_(2)柱浓度的长期演变特征受社会经济因素的影响.第二产业中的燃煤源和第三产业中交通运输对NO_(2)柱浓度的影响较大,机动车排放是长三角地区核心城市群对流层NO_(2)的重要来源.研究显示,2004-2022年随着一系列大气污染防治措施的执行,长三角地区在经济快速发展的同时NO_(2)柱浓度持续降低,充分证明了经济发展与环境保护可以实现良性互动.

南京春夏季大气PM_(2.5)中含碳气溶胶污染特征

使用TCA08型总碳分析仪观测了南京市2019年4月19日—6月27日大气气溶胶中有机碳(OC)与元素碳(EC)的含量,结合空气质量数据(PM_(2.5)、PM_(10)、SO_(2)、NO_(2)、CO和O_(3))和气象数据,分析了春夏季含碳气溶胶的污染特征及其影响因素.结果表明,观测期间南京市不同污染物和含碳气溶胶质量浓度春夏季节性差异明显.O_(3)、CO、EC和POC在夏季平均质量浓度分别为109.5、0.74、3.1、2.1μg·m^(−3),分别比春季高了32.1%、4.8%、38.0%和30.0%;而SO_(2)、NO_(2)、PM_(2.5)、PM_(10)、OC和SOC的质量浓度在春季的平均质量浓度分别为12.0、37.2、31.4、65.4、6.2、4.6μg·m^(-3),分别比夏季高了23.3%、24.7%、7.1%、22.8%、26.5%和56.5%.不同空气质量等级下不同碳气溶胶的日变化特征不同.OC和SOC日变化在空气质量为优时日变化平缓,空气质量为良时均为单峰型分布,在轻度污染时均为三峰型分布.EC和POC在空气质量为优时日变化均为双峰型分布,在良和轻度污染下日变化均为单峰型分布.3次污染过程中O_(3)与SOC的相关性不同,相关系数分别为﹣0.64、﹣0.66和0.63.3次O_(3)污染过程中含碳气溶胶日变化特征不同.OC和SOC在过程一和过程二中日变化均表现出夜间高白天低的特征;而过程三中昼夜浓度差异不显著.过程一和过程二中EC和POC均呈单峰型分布,峰值均出现在4:00—6:00,但过程三中却均呈显著的双峰型分布,峰值均分别出现在5:00—7:00和21:00—24:00.

呼和浩特市大气污染特征及气象条件影响分析

为了解呼和浩特大气污染防治效果,选取呼和浩特市2017—2022年的主要大气污染物、气象要素数据,对污染物浓度的年、月变化、浓度比值、相关性进行分析,利用后向轨迹聚类对2020年3月进行分析。分析结果表明:呼和浩特市2017—2022年空气质量为优、良的天数呈上升趋势。各污染物浓度年变化特征明显,各污染物的浓度变化趋势除O_(3)均呈“U”形分布。PM_(2.5)、PM_(10)污染是呼和浩特市大气污染主要研究对象,PM_(2.5)/PM_(10)的值有明显的月变化特征,5月份为全年最低值。PM_(2.5)和PM_(10)高度相关性,而NO_(2)和SO_(2)与PM_(2.5)、PM_(10)均呈现正相关性。受气象要素影响,PM_(2.5)和PM_(10)污染物浓度变化趋势为夏低冬高,7、8月降雨量大,有利于空气质量改善,降水可带走、稀释更多的污染物。而后向轨迹聚类分析得4条气团运输路径,主要气团来自东北方向,途经内蒙西部等地区,少部分来自中国内地地区。研究结果可以为呼和浩特大气污染防治提供依据。

湖北2015年冬季PM_(2.5)重污染过程的气象输送条件及日变化特征分析

PM_(2.5)污染仍然是湖北省冬季大气污染的首要污染类型,且具有明显区域传输特征,重污染过程的空气污染气象条件有别于华北地区,值得关注。采用WRF/Chem不同排放情景下的模拟结果,并结合观测分析,研究了2015年12月—2016年1月湖北省PM_(2.5)重污染过程的气象输送条件及日变化特征,从大尺度输送条件和局地边界层动力作用分析了外来污染物水平传输、悬浮聚集和向下传输的过程,并解释了该地区观测到的午后PM_(2.5)浓度特殊峰值的气象成因。结果表明,湖北重污染爆发以区域传输为主,地面观测PM_(2.5)极值对应10 m风速可达8—10 m/s,边界层0—1 km为较强偏北风输送,污染传输通量极值位于400 m高度附近,为重要传输通道,低空无明显逆温,重污染过程具有"非静稳"边界层气象特征。重污染形成的大尺度输送条件为,长江中下游及北部地区偏北风异常偏强,南部地区风速减缓,使污染物在中游平原堆积,鄂北边界风速越大,越有利污染输送增长。传输性污染主要来自偏北和东北方向的污染源输送,潜在源区贡献主要为途经偏北通道上的豫中、南阳盆地和关中地区,以及途经东北通道上的鲁、皖、苏等部分地区。PM_(2.5)浓度日变化双峰结构的天气成因不同,21—24时(北京时)峰值为静稳性污染,11—14时峰值为传输性污染。污染输送受大气边界层高度影响,日出前大气边界层高度较低,层结稳定并伴有上升运行,使得低空外来输送悬浮聚集在400 m高度附近;日出后随大气边界层高度升高,静稳层结被破坏,在干沉降作用下高浓度PM_(2.5)开始向下传输,并在午后地面形成峰值。

2014年青藏高原云和降水多种雷达综合观测试验及云特征初步分析结果

加密外场试验可提供云降水物理过程新的数据。2014年7月1日—8月31日,第3次青藏高原大气科学试验项目组在那曲开展了水汽、云和降水的综合观测,使用了中国最先进的Ka波段毫米波云雷达、Ku波段微降水雷达、C波段连续波雷达和激光雷达,并配以微波辐射计、雨滴谱仪等设备,获取了高时空分辨率的云和降水宏微观垂直结构特征数据;利用C波段双线偏振雷达与新一代天气雷达配对,进行双多普勒雷达观测,获取青藏高原对流云三维风场和降水粒子相态的结构和演变数据。文中简单介绍了本次试验的情况,并利用这次观测的云雷达数据对那曲地区夏季云的云顶和云底高度、云厚、云量、云层数等特征的日变化进行了初步统计分析,对不同类型云的宏观特征进行了讨论。结果表明:本次外场试验首次成功获取到了多种雷达的云观测数据。那曲地区夏季云主要集中在6 km(距地面高度,下同)以上和4 km以下;总云量、高云的云顶、云量和云厚等云的统计参数有明显的日变化,10时(北京时)为云发展最弱的时段,20时云发展最为旺盛;初生的积云和层云常常出现在3 km高度上,这一高度上常常存在明显的上升气流;深对流系统高度可达16.5 km,同时存在上升气流和下沉气流,对流中可能存在过冷水。这些数据和初步结果为进一步开展高原云和降水机理、云和降水物理过程参数化方案研究及卫星反演结果的订正提供了基础。

粒子取向以及空气含量对卷云雷达反射率因子的影响分析

为研究卷云的非球形粒子对毫米波雷达的散射特性,利用矩量法计算了卷云六种非球形冰晶粒子最大尺寸与散射截面之间的双指数函数关系.利用三种假设模型：Ⅰ.B-H混合模型、Ⅱ.等效椭球模型、Ⅲ.等效球模型分别验证NASA在2007年7月31日一次卫星与飞机同步测云试验数据,对比后发现模型Ⅰ（B-H模型）模拟4个位置处实测的结果最好,模型Ⅱ的结果其次,模型Ⅲ的结果最差,但是B-H模型模拟1号,2号,3号位置处的雷达反射率因子与实测值相比偏低,分析原因认为粒子谱探测仪器忽略了滴晶粒子贡献.加入滴晶粒子后统一拟合1号,2号,3号以及4号的普适性粒子谱,拟合其满足B-H模型时冰水含量与雷达反射率因子之间的关系式,将CVI仪器实测的冰水含量值代入上面的关系式得到反演的雷达反射率因子,对比CRS毫米波雷达实测的雷达反射率因子可知：当云中冰水含量小于0.1342 g/m^3,冰晶中的空气含量对雷达反射率因子的影响要远大于粒子的取向问题;当云中冰水含量介于0.134 2-0.199 4 g/m^3,冰晶中的空气含量可以忽略不计而仅考虑粒子的取向问题;当云中冰水含量大于0.199 4 g/m3,B-H模型将不再适用.因此为了利用毫米波雷达反射率因子精确地反演云中冰晶粒子,应以冰水含量为前提考虑B-H模型中冰晶粒子的取向以及空气含量.

新型扩散云室搭建及其对黄山地区大气冰核的观测研究

本研究利用自行搭建的大气冰核高压静电采样器和静力真空水汽扩散云室，并结合其他大气冰核及气象要素观测仪器，于2011年5-9月及2012年9-10月在黄山三层不同高度上同时进行大气冰核及相关气象要素的连续观测。结果显示：黄山地区总冰核数浓度平均为18．74L-1，凝结冻结核化冰核数浓度平均为0．79L-1，凝华核化冰核数浓度平均为0．19L-1。黄山地区冰核数浓度，随着高度的增加而减小；且存在春季较高、秋季居中、夏季较少的季节变化规律；下午达到一天中的最高值，夜晚达到一天中的最低值；总冰核数浓度较北方少。黄山山顶冰核数浓度随活化温度的升高而减小，随过饱和度的升高而增大，随风速的增强而增大，长期主要由西南风向山顶的输送，且其主要由大粒子来充当。

黄山夏季气溶胶光学特性观测分析

利用2011年08月黄山光明顶气溶胶光学参数的观测资料，分析了气溶胶各光学参数的逐日变化和非降水条件下日变化特征，并结合Hysplit后向轨迹模式，探讨了不同气团影响下气溶胶光学参数的变化特征．结果表明：黄山光明顶气溶胶消光作用以散射为主，观测期间气溶胶散射系数（σsc）、吸收系数（σab）、单次散射反照率（SSA）和后向散射比（BSR）的平均值（标准差）分别为62．59（49．17）Mm^-1、5．49（3．67）Mm^-1、0．89（0．04）和0．13（0．02）；各光学特征量具有明显日变化特征．σsc、σab和SSA白天高，夜间低，BSR则相反，边界层活动是影响光明顶气溶胶光学性质日变化的主要因素．聚类分析结果显示光明顶主要受西北方大陆性气团、西南方大陆性气团以及东南方海洋性气团的影响．不同气团影响下，气溶胶光学参数有很大差异，其中北方大陆性气团影响下的σab、σac和SSA最大，东南方海洋性气团影响下最小，表明大陆性气团传输过程中二次气溶胶生成的影响较为明显．

山西夏季气溶胶空间分布飞机观测研究

以搭载了多种气溶胶观测仪器的飞机为观测平台,在2013年夏季首次对山西中部地区霾日及晴空大气气溶胶空间分布特性进行了观测,得到气溶胶粒子数浓度和尺度的垂直分布廓线以及不同高度气溶胶粒子谱分布特征.研究发现,山西夏季非降水天气条件下气溶胶粒子以核模态和积聚模态的细粒子为主,粗粒子很少.霾日气溶胶数浓度是晴空的2∽3倍,主要是核模态的小粒子;气溶胶粒子数浓度随着高度逐渐减小,低空存在气溶胶累积区,逆温层的存在是导致气溶胶累积区形成的主要原因;气溶胶粒子尺度随高度增加,大粒子主要分布在2500m以上的高空;不同高度上的气溶胶粒子谱均呈双峰或三峰分布,谱型基本一致,从近地面到5000m高空,气溶胶粒子谱随高度的增加略有展宽.观测区域气团后向轨迹模拟结果显示,4000m以上高空气溶胶粒子主要是从中国西北地区远距离输送而来,3000m以下气溶胶粒子则主要来源于近地面排放.

第二代自动气象站不同气温观测系统数据对比分析

利用2009年8月—2010年7月的平行观测数据,分析了第二代自动气象站百叶箱气温观测系统和气候塔通风防辐射罩气温观测系统的数据差异,讨论了季节、月份以及时次等不同时间尺度下的太阳辐射强度和环境风速大小对这种差异的影响。结果表明:与百叶箱的数据相比,气候塔的气温分钟值、日均值和日最值等都平均偏低0.2℃左右;数据对比差随太阳辐射的增强而变大,两者间存在较强的正相关性,其中夏季、8月份和15时的偏差均值分别达到了0.29℃、0.30℃和0.31℃;数据对比差随环境风速的增强而减小,两者间呈较强的负相关性,当风速大于5.4 m/s时,数据对比差的平均值和标准差从风速小于1.5 m/s时的0.17℃和0.31℃分别减小到了0.12℃和0.10℃,而数据对比差小于0.2℃的样本比例从60.3%提升到90.4%。

非球形冰晶粒子毫米波IWC-Z关系的研究

冰水含量在气候以及天气变化、人工影响天气等方面的研究中具有重要影响。毫米波雷达在探测卷云时由于气流运动等因素的影响使得电磁波照射体积内粒子自身发生旋转运动,这为精确计算粒子散射截面以及利用其散射特性反演云中冰水含量造成困难。首先给出六种常见的非球形冰晶粒子模型,利用HFSS软件讨论特定尺寸下非球形粒子及其等效球形粒子的辐射方向图差异,利用矩量法(针对非球形粒子)以及洛伦兹-米理论(针对球形粒子)计算并拟合上述冰晶粒子在静止、水平旋转以及随机旋转三种取向下最大尺寸与后向散射截面之间的双指数关系式,假定卷云冰晶粒子混合模型满足B—H模型,云粒子的谱分布服从NASA在2007年实测的指数分布,计算出实际的冰水含量,讨论了三种取向下非球形粒子及等体积球粒子群的雷达反射率因子Z,将其代入常用的IWC—Z关系式,结果表明利用雷达反射率因子反演冰水含量时必须考虑高空风产生的粒子取向问题,等效球理论方法得到的冰水含量比实际值偏小,该结论对于毫米波雷达精确反演卷云的微观物理参数具有重要意义。

云南高原清洁大气环境背景下蒙自市PM2.5和O3相关性分析

近年来蒙自市PM2.5和O3质量浓度均有所增加,分析两者的变化特征及其影响因素,对蒙自市大气环境治理具重要应用意义。应用蒙自市2015—2019年大气环境监测资料,分析云南高原清洁大气环境中PM2.5和O3之间的相互作用。结果表明:与云南高原夏季风盛行的雨季(5—10月)相比,东亚冬季风控制的云南高原干季(11月至次年4月)是蒙自市PM2.5污染和O3污染多发季节,但与中国中东部地区相比大气污染水平均较低。干季和雨季的PM2.5和O3变化均呈显著正相关,且干季相关性(r=0.62)大于雨季(r=0.43),两个相关性均通过了99%的置信检验,表明大气环境清洁的云南高原具有特殊的PM2.5和O3相互作用关系。基于气象和环境观测资料,进一步分析PM2.5和O3的相互作用潜在机理。云南高原低纬度的蒙自市总辐射曝辐量无明显干雨季节差异,这与云和降水对太阳辐射影响的干雨季节变化密切相关。雨季高温多云、降水集中,降水的湿沉降降低PM2.5质量浓度,同时削弱到达地面的太阳直接辐射,减弱大气光化学反应的O3产生;在云和降水缺少的干季,云对太阳辐射的减弱影响偏弱,大气光化学作用较为显著,O3质量浓度较高,大气氧化作用较强,但无明显干雨季节差异。高原清洁大气中低浓度水平的PM2.5季节性增加也难以有效地削弱到达地面的太阳直接辐射,对O3的生成无明显的抑制作用。因此,清洁大气环境背景下云南高原低纬度城市大气复合污染主要表现为O3主导的大气氧化性变化影响二次PM2.5生成。

山西夏季气溶胶散射特征的飞机观测研究

利用3个架次的积分浊度仪和PCASP-100X(Passive Cavity Aerosol Spectrometer Probe)机载观测资料,分析了2013年山西夏季空中有云、无云和少云3种不同条件下气溶胶散射系数的分布特征,讨论了气溶胶散射系数垂直变化与气溶胶数浓度、气象条件的关系,并结合HYSPLIT(Hybrid of Single Particle Lagrangian IntegratedTrajectory model)后向轨迹模型研究气溶胶的运动轨迹和可能的污染来源。结果表明:山西夏季空中气溶胶总散射系数变化范围为0~499 Mm^-1,晴空气溶胶数浓度和总散射系数明显大于有云和少云时。气溶胶总散射系数一般随高度的增加而递减。造成气溶胶总散射系数、数浓度偏高的原因有下垫面污染源多、风速小、相对湿度高以及逆温层的存在。550nm波段气溶胶后向散射比大于0.1,粒径0.1~0.5μm的气溶胶粒子对散射影响最大,说明山西空中细粒子污染比较严重。气溶胶总散射系数与数浓度有一定的相关性。引起气溶胶总散射系数、数浓度较高的气团传输路径主要为西南路径,局地排放的气溶胶大于远距离传输的气溶胶对散射系数的贡献。

2015—2021年南京市大气污染特征及污染个例研究

探究细颗粒物(PM_(2.5))和臭氧(O_(3))污染的时间变化特征,阐明PM_(2.5)和O_(3)复合污染过程中不同阶段环境空气污染物及气溶胶粒径分布的详细演变过程,对南京及长三角地区的大气污染防治具有重要指导意义.本文使用2015—2021年南京市环境空气污染物小时浓度数据,分析了该地区多年大气污染演变过程,并选取2015年10月12—17日时间段作为复合污染典型个例,对其生消过程和内在机理进行了详细分析.结果表明:(1)2015—2021年南京市各种大气污染物的变化特征具有明显差异.PM_(2.5)、PM_(10)和SO_(2)浓度的年下降率分别为8.9%、6.2%和15.4%,O_(3)浓度变化较小.CO浓度在2016年达峰后以每年7.6%的速率下降.NO_(2)浓度在2015—2019年呈增加趋势.(2)2015—2021年污染特征发生较大变化,由PM_(2.5)为主导变为由O_(3)为主导的大气复合污染.PM_(2.5)污染频次和强度均显著降低,O_(3)污染频次和强度均未发生显著变化.(3)污染过程中不同阶段的气溶胶数浓度谱均呈双峰型,但峰值粒径和浓度有较大差异.PM_(2.5)污染阶段,颗粒物峰值粒径位于30 nm和100 nm处,且峰值粒径数浓度最低.数浓度谱中爱根核模态的峰值粒径在NO_(2)污染阶段向小粒径段偏移,位于22~26 nm之间,而在PM_(2.5)和O_(3)复合污染阶段,其峰值粒径则向大粒径段偏移,位于30 nm处;积聚模态的峰值粒径没有变化,但峰值数浓度和峰宽均增大,尤其是>100 nm粒径的数浓度明显高于污染前.O_(3)污染阶段,数浓度谱峰值粒径没有变化,但峰值浓度显著增加,尤其是爱根核模态的峰值浓度是污染前的3~5倍.在污染过程的不同阶段内,环境空气污染物和各模态气溶胶数浓度呈现不同的日变化特征.研究显示,长三角地区城市O_(3)污染和PM_(2.5)污染存在密切的内在联系,复合污染防控和治理需要重点关注本地污染物变化特征和排放源影响,尤其是影响O_(3)生成的前驱污染物质.

清洁大气背景下贵阳空气质量变化及气象作用

利用贵阳市2013~2016年空气质量监测及气象观测资料进行分析,研究云贵高原城市空气变化及气象影响作用.结果表明:近4a贵阳区域SO_2、NO_2、O_(3_8h)、PM_(10)、PM_(2.5)和CO年平均浓度分别为(20.78±19.71),(28.32±9.59),(107.59±27.54),(67.56±34.32),(42.53±24.52)μg/m3和(0.74±0.22)mg/m^3,除SO_2浓度接近或超出我国中东部城市之外,其它污染物均表现为相对清洁水平;地面O_3浓度逐年明显上升,但其它大气污染物水平均呈逐年下降趋势,且呈现与我国中东部一致的空气质量年际、月际和日变化特征.各功能区污染物区域差异明显,颗粒物和SO_2、NO_2、CO浓度水平表现为工业区>居民区>郊区,O_3浓度呈现为郊区>居民区>工业区的特征,表明人为活动对空气质量的影响.近4a O_3与PM_(2.5)夏季白天呈显著正相关,冬季显著负相关,反映了云贵高原城市空气质量的复合污染特性.大气污染物浓度与温度、边界层高度、太阳直接辐射和气压的相关性显著,而与相对湿度和风速相关性较弱,这不同于中东部地区风速主导大气污染物水平变化的特征.云贵高原夏季作为主要雨季,小雨和中雨量级降水对PM_(2.5)吸湿增长较弱,中雨以上降水对PM_(2.5)具有清除作用;而在PM_(2.5)浓度较高和干冷的冬季,小雨的PM_(2.5)吸湿增长明显,中雨以上降水对PM_(2.5)清除显著.

沈阳大气污染物浓度变化及气象因素影响分析

为深入探究沈阳市区大气污染物浓度变化特征和气象因子对大气污染物浓度的影响,文章利用2014-2019年沈阳市区PM10、PM2.5、O3质量浓度监测数据及地面气象观测数据,研究沈阳市区大气污染物质量浓度和空气质量变化特征,选取气温、气压、相对湿度、风速、降水量和日照时数,利用Person相关分析方法研究气象因子对大气污染物PM10、PM2.5和O3质量浓度的影响,根据大气污染物浓度与气象因子相关性建立多元回归方程预报大气污染物浓度,并评估预报效果。结果表明:2014-2019年沈阳市区大气污染得到改善,总污染天数及其占比逐年降低,优良天数明显增加,重度及以上污染天数急剧减少;PM10、PM2.5质量浓度逐年下降,O3质量浓度稍有上升;PM10、PM2.5月均浓度呈"U"型分布,O3月均浓度呈倒"U"型分布;PM10、PM2.5质量浓度秋冬季高、春夏季低,O3反之。Person相关性分析表明,风速、相对湿度是影响沈阳市区PM10和PM2.5质量浓度的主要气象要素,温度和日照时数是影响O3质量浓度的主要气象要素。小风、适宜的湿度和温度、足够的日照以及适量的降水通常会导致大气污染物浓度升高。多元回归方程对于PM10、PM2.5、O3浓度日均值拟合度为12%65%,准确率为29%70%,级别命中率为38%73%,回归方程能够准确反映大气污染物浓度变化趋势,气象条件的改变主要影响大气污染物浓度的变化趋势。

亚青会期间南京地区大气冰核的观测分析

2013年8月2—26日亚青会期间对南京地区进行了大气冰核的观测采样,同时结合气溶胶、气象要素等观测资料,研究了南京地区大气冰核浓度的分布特征,探究在污染管控措施下大气气溶胶的变化是否对冰核浓度产生影响。结果表明,大气气溶胶浓度在污染管控的措施下明显降低,冰核浓度在多种因素影响下没有明显降低的变化趋势,但有明显的日变化特征。燃放烟花的空气污染时刻,大气冰核浓度随污染物浓度的增加会明显增加。当活化湿度达到水面过饱和,温度范围为-12^-23℃时,南京夏季的冰核浓度范围为0.38~50.55 L^(-1)。将活化温度和冰面过饱和度同时加入到参数化公式中得到大气冰核浓度N(T,S_i)=0.003 1exp(-0.254 9T+0.161 6S_i)。进一步分析冰核浓度与PM_(2.5)、PM_(10)、PM_(10)-PM_(2.5)的关系,发现冰核浓度与PM_(10)-PM_(2.5)的相关性较高,相关系数为0.55,说明大粒径气溶胶粒子更容易充当冰核,大粒径气溶胶在冷云过程中起着更为重要的作用。