基于贝叶斯模型的中国未来气温变化预估及不确定性分析

利用第5次耦合模式比较计划(CMIP5)中35个全球气候模式历史模拟与RCP4.5预估结果,通过贝叶斯模型平均(Bayesian Model Averaging,BMA)对中国气温进行多模式集合研究,给出了中国未来气温变化预估及其不确定性的时空分布。结果表明,中国21世纪冬夏将持续升温,且升温具有冬季高于夏季,北方高于南方的特点。初期(2016—2035年)北方有很大可能(>80%)升温超过0.7℃,南方升温相同幅度的概率则超过50%;中期(2046—2065年)北方和南方升温超过1.5℃的概率分别为80%和50%;末期(2081—2100年),北方(南方)有80%(50%)的可能的升温超过2℃。气温预估的不确定性研究发现,无论冬夏,21世纪不同时期升温相对较弱的塔里木盆地、青藏高原南侧和中国东南地区为不确定性低值区,基本低于0.6℃,对应可信度较高,如21世纪初期信噪比超过4;而不确定性的高值区则主要分布在新疆北部、东北平原北部和青藏高原东南侧等升温相对较大的地区,普遍高于1℃,对应可信度较低,如初期信噪比低于2.5。此外,基于信噪比对比发现除青藏高原东部外,其他区域夏季预估的可信度均高于冬季,21世纪末期高于初期,且空间分布特征一致。

湖州市PM_(2.5)浓度变化及传输特征分析

基于2014—2018年全国空气质量指数(AQI)和PM_(2.5)质量浓度数据、美国国家环境预报中心GDAS数据和后向轨迹模式,分析研究了湖州市PM_(2.5)浓度变化特征,并筛选出5 a内出现的8次重污染天气过程进行输送特征和潜在源分析。结果表明:湖州地区PM_(2.5)日平均浓度频率分布呈指数分布,高频区主要集中在20—40μg·m^(-3)之间。污染主要出现在冬季,夏季、初秋为低浓度值,PM_(2.5)小时平均浓度的日变化呈主副双峰型分布特征,其中主峰出现在10时,副峰出现在02时,谷值则在18时,其与N0_(2)和S0_(2)的变动有关。污染主要通过西北和偏东路径进行中远距离传输,其中西北路径传输对湖州地区影响较大,而偏东路径下气团经过海面,夹带的水汽与颗粒物充分混合,会加剧颗粒物的二次生成和老化过程;西南偏西路径和偏南路径对湖州空气污染也有一定贡献,但存在不确定性,个别过程中偏南路径表现为清洁通道。西北路径上的城市群是主要潜在源区,大值区主要集中在安徽中西部。

湖州近地面臭氧浓度变化特征分析

利用湖州3个大气成分监测站的2013-2015年污染物监测数据,分析了O_3浓度的变化特征,讨论了O_3浓度与五种污染物(PM_(2.5)、PM_(10)、NO_2、CO和SO_2)的相关性。研究发现:年O_3浓度频率呈类指数衰减分布特征,二级标准年超标率为5.99%;O_3表现出明显的季节变化特征,夏季、春季是湖州高浓度O_3易发季节,夏季超标率最高,达到10.73%,冬季超标率接近0;月平均O_3浓度呈双峰型分布,峰值浓度出现在5月和9月;日平均O_3浓度谷值和峰值分别出现在6时和15时,且冬季日变化幅度明显小于其它3个季节;O_3与PM_(2.5)、NO_2负相关明显,与SO_2变化趋势相似,一般比SO_2滞后6 h。

一次浙北梅雨锋大暴雨和强雷电的成因分析

利用常规气象资料、NCEP FNL资料、中尺度自动站资料、大气电场资料、多普勒雷达和风廓线雷达等资料,探讨了2016年6月20日浙北梅雨锋大暴雨和强雷电的成因。结果表明:本次暴雨过程中以低强度负闪为主,正闪频率较低但强度高,雨强与闪电有较好的对应关系;暴雨带距地面静止锋以南50~150 km,与700~850 hPa水汽辐合中心重合;环境大气湿层深厚、高不稳定层结、对流有效位能呈狭长分布以及弱的对流抑制能量等特点有利于持续性暴雨的发生,中层浅薄干区和中等偏强垂直风切变有利于对流风暴的维持与发展;雷达回波结构紧密,具有典型的列车效应,高度集中在0℃层以下,为低质心暖云降雨,持续风向和风速的辐合有利于MCS的维持和发展;降雨和闪电的五个阶段都对应强单体影响,雷达回波强度能较好地反映降雨强度,回波高度则与闪电强度有较好的对应关系;风廓线雷达能清楚地反映垂直方向上风向风速的波动变化,降雨和闪电的五个阶段都有波动过境,波动高度和深厚程度与降雨和闪电强度的对应关系较好,波动高与低对应闪电强与弱,波动深厚与浅薄对应降雨强与弱;3000 m高度风场是雨带变化的主要引导气流,也是产生"列车效应"的重要原因之一,低空急流和超低空急流为暴雨提供了充足的动力和水汽。