2019年佛山臭氧污染及污染气象条件变化

利用佛山污染物浓度和气象要素观测数据,文章对比分析了2018年和2019年佛山地区全年空气质量和污染气象条件状况,并对2019年臭氧(O3)污染现状及其与气象要素的关系进行了研究。结果表明:(1)2019年佛山空气质量以优良为主,空气质量指数(AQI)达标率为78.9%,较2018年(89.0%)下降了7.4个百分点,主要的首要污染物为O3-8h(49.2%)、NO2(33.7%)、PM10(14.0%)和PM2.5(3.0%),O3和NO2污染较颗粒物污染愈发严重和突出;(2)污染气象条件来看,2019年干季(1月、11至12月)佛山降雨量和降水日数明显偏少,湿清除条件较2018年同期转差;2019年O3高发时段(8-11月)日照时数和高温日数均明显偏多(59%,5.6d),O3污染气象条件转差;(3)2019年佛山共发生10次连续3d或以上的O3污染过程,最长持续18 d(9月15日-10月2日);台风外围形势、副高控制形势、冷锋前形势和均压场4种天气形势是造成2019年佛山地区O3连续污染过程的主要天气形势;(4)2019年佛山O3浓度与日照时数呈正相关;与相对湿度呈负相关,当相对湿度>75%时,随相对湿度增高,O3浓度迅速降低;与最高气温基本呈正相关;当风力为3 m/s以上且吹偏西和西北气流时,O3浓度出现高值,佛山西北和偏西地区可能存在O3污染源区。

2017-08-11内蒙赤峰EF4级山地多发龙卷灾调与成因分析

2017年8月11日下午,三个EF4级龙卷袭击了内蒙古自治区赤峰市的地形复杂地区,造成5人死亡,58人受伤。这是1961年以来中国有记录的最强山地龙卷事件。首先给出了此次龙卷过程的灾情调查结果,接下来分析了此次龙卷母体风暴-龙卷超级单体产生的天气背景、关键环境参数以及多普勒天气雷达观测特征。本次龙卷事件发生在东北冷涡东南象限的地面锋前和干线向湿侧发展处,CAPE(对流有效位能)值为1800 J/kg,0~6 km风垂直切变为12.9 m/s,0~1 km风垂直切变达到10.8 m/s;同时,0~1 km相对风暴螺旋度达到67.3 m^(2)/s^(2),接近美国龙卷发生环境的中位数,有利于超级单体龙卷的发生。现场灾害调查发现,灾害路径具有多涡旋和不连续的特点,可能与当地的复杂地形有关。基于多普勒天气雷达相对径向速度图识别出三个龙卷涡旋特征(TVS),TVS径向速度差最大达到38 m/s。三个龙卷及对应TVS出自同一个超级单体的同一个中气旋,其中两个TVS出现时间重叠。

佛山短时强降水时空特征及主要影响系统

利用佛山市152个自动气象观测站2012—2020年降水资料,根据强降水范围和性质,研究佛山市短时强降水的时空分布特征,并分析主要影响系统。结果表明:(1)短时强降水发生频次整体呈上升趋势,不同范围、不同性质的短时强降水时空差异性较大。局地性、区域性、突发型短时强降水主要发生在4—9月,全市性、增长型短时强降水主要发生在3—10月,持续型短时强降水5—6月发生频次最高。(2)从日变化来看,局地性、区域性呈单峰特征,全市性呈多峰特征,突发型、增长型呈双峰特征,持续型较平稳,06—09时略高,局地性、全市性和增长型短时强降水中分位值日变化较小,区域性、增长型和持续型短时强降水中分位值的日变化较大。(3)极大值出现的时间段也不相同,最大值的短时强降水是一次增长型的区域性过程。(4)空间分布上,局地性短时强降水在佛山西南部和北部发生的频次较高,全市性短时强降水发生频次的分布与之相反,而区域性短时强降水在西南部发生频次较低,增长型短时强降水发生频次高于突发型短时强降水,持续型短时强降水发生频次最低。(5)影响系统占比最大的分别是局地性、突发型短时强降水为副热带高压边缘,区域性、持续型、增长型短时强降水为热带系统,全市性短时强降水为西风槽,而西南低涡在各类中占比均最小。

佛山市2014年秋季连阴雨天气环流和水汽特征分析

利用NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料和国家站观测数据,对佛山市2014年秋季的一次连阴雨天气进行时空分布、环流背景和水汽条件分析。结果表明:该次过程的累计降雨量比常年同期偏多200%～700%,北部的降雨大于南部地区,温度的变化总体上为先明显下降再缓慢回升;11月1—12日中层波动频繁以及近地面层弱冷空气活跃是该次连续阴雨天气的主要成因,较明显冷空气影响、中层西北风大风速带建立标志着阴雨天气结束。连阴雨期间在降雨强度大、降雨时间集中时段均有深厚的湿层和明显的水汽辐合;而在降雨停歇时段,700 hPa位势高度相对湿度小于90%,且925 hPa为一致的水汽辐散。

基于DI指数的佛山市气象干旱变化趋势分析

该文根据逐日气象干旱指数DI指数统计佛山1959—2017年气象干旱日数,采用“二项式系数加权平均法”进行趋势分析,结合M-K检验和小波分析等方法分析气候突变和周期变化,对佛山市59a的气象干旱日数变化趋势进行分析研究。结果表明:近59a佛山年气象干旱日数总体呈减少的趋势,2015年以后年气象干旱日数呈显著减少的趋势,2010—2011年是气象干旱日数突变减少的开始时段;年气象干旱日数存在着3a、7a及20a的周期时间尺度,准3a的短周期存在于1980年前,准7a的周期出现在1980年后,20a的周期有着最强的振荡,是年气象干旱日数变化的首要主周期。

佛山春季两次典型臭氧污染过程分析

近地层臭氧污染与气象条件密切相关,为了解珠三角地区春季臭氧(O_(3))污染的气象成因,选取了2020年4月9日和28日佛山地区春季两次典型O_(3)污染过程进行对比分析.结果表明:(1)小风、低湿和高温是造成佛山春季O_(3)污染发生的气象成因.(2)两次过程各站点O_(3)峰值浓度大致出现在16:00—18:00,较年均统计偏晚1 h左右,最高气温明显低于夏、秋季;大多数站点日变化以单峰型为主,部分站点受局地风场和城市下风向传输影响呈现“倒U型”和“双峰型”.(3)垂直探测分析表明,4月9日O_(3)污染过程主要由局地反应生成,垂直方向下沉气流主导,污染主要积聚在1000 m以下的近地面层;28日受局地生成和垂直交换作用影响,O_(3)污染自下而上扩展,且早间残留层下传影响显著.(4)与长距离和高层输送相比,短途和低层传输对局地O_(3)污染发生的作用更为明显(输送频率可达60%以上).春季佛山地区O_(3)污染的主要传输源为珠三角东部和南部地区,污染防控除做好本地防控工作外,还应重视区域协同控制.(5)与回流指数相比,综合考虑污染物回流现象和光化学反应的臭氧气象指数(MIO)对O_(3)污染具有更好的指示意义,O_(3)最大8 h浓度(MDA8)与MIO的相关系数r可达0.78.

佛山臭氧浓度预报方程的建立与应用

臭氧作为大气中的二次污染物,其形成和变化复杂,臭氧预报更是当下空气污染治理的难题之一.通过分析2014~2017年佛山地区近地面O_(3)浓度与高低层气象要素的关系,建立了佛山O_(3)浓度预报方程,并进行了检验和应用.结果表明,佛山近地面O_(3)的变化与高低层气象要素关系密切,气温和日照时数等气象要素与O_(3)浓度呈显著正相关,相对湿度、总(低)云量和风速等与其呈负相关;高浓度O_(3)污染发生的气象条件为小风速、晴间少云、低相对湿度、较长的日照时间和较高的温度,高浓度O_(3)潜势指数(HOPI)和风向指数(WDI)的定义可以较好地衡量O_(3)污染气象条件的好坏;综合考虑HOPI和不同高度WDI等13种气象要素,采用多指标叠套和多元逐步回归建立了佛山地区臭氧浓度预报方程;利用2018年资料检验发现,模拟值与实测值二者的相关系数R可达0.82,预报方程具有良好的拟合效果和可预报性.