一次持续性雾霾天气的边界层结构特征

利用江苏省及周边地区地面气象站和探空站气象要素及PM_(2.5)质量浓度数据,对2013年12月上旬影响江苏及周边地区的一次持续性雾霾天气进行了综合分析。结果表明,本次持续性雾霾天气过程中,925 hPa和850 hPa西南气流维持时间较长,使得中低层逆温结构持续维持。强冷空气是驱散雾霾的主力军,弱冷空气造成贴地逆温维持,对连续雾霾没有清除作用,反而增加了雾霾的持续性。冷空气影响前为上升气流,结束后转为下沉气流,垂直速度小及下沉气流造成逆温持续维持。持续性逆温或等温是雾霾长时间维持的热力条件,小风速及弱垂直运动是动力条件。东南风为大范围雾的形成和维持提供充足的水汽条件。

2017年南京酸雨特征及连续发生的成因分析

利用南京市1992—2017年逐日酸雨监测数据、2017年大气污染物浓度和探空资料,研究了2017年连续酸雨出现特征及成因。结果表明:2017年南京酸雨发生频率38%,为近5 a来最低;年降水pH值为4.92,大于2014年,小于2015年和2016年;秋季酸雨发生频率最高、酸度最强,春季次之,夏季酸雨污染最轻;全年共出现了4次连续酸雨过程,高空多短波槽活动和低空切变的长时间维持为连续酸雨的产生提供了有利的环境背景,局地污染源、受低层风引导的外来污染物以及“假日效应”的叠加影响共同造成南京强酸雨的出现;此外,由于大气中水汽和能量的季节差异,也造成每次过程在降水强度、降水pH值上有所不同。

江苏一次大范围的爆发性强浓雾过程研究

利用江苏省70个自动观测站和365个交通气象观测站资料,对2016年2月11日夜间至12日上午出现在江苏的一次大范围强浓雾天气过程进行分析。结果表明:这次强浓雾过程具有爆发性形成和加强的特征,大部分站点从1000m以上快速下降形成强浓雾,且部分站点存在多次爆发增强现象;夜间天空打开,长波辐射降温作用加强,是大范围强浓雾形成和爆发性发展的一个重要原因;同时,雾前降雨为本次强浓雾的形成创造了基础条件,也是日出后部分站点由于水汽蒸发增强而导致雾爆发性增强的直接原因;另外,雾前和雾期间近地层强逆温的存在为雾的爆发性发展提供了稳定的大气层结条件,而逆温顶附近低空急流的形成,也一定程度上促进了逆温的维持和加强,利于雾的爆发性发展。

江苏臭氧污染特征及其与气象因子的关系

本文利用2013-2017年江苏70个环境监测站资料和13个国家气象观测站常规观测资料,研究江苏臭氧污染特征及其与气象因子的关系。结果表明:江苏臭氧质量浓度和超标率逐年增长,其空间分布特征由东部沿海城市大于西部内陆城市逐渐转为东西部城市差异不明显,南部城市超标率总体高于北部;4-9月臭氧质量浓度处于较高水平,夏季超标占一半以上;日变化呈"单峰单谷"型,15时(北京时间)前后超标率最大,O3-8 h较O3-1 h峰值推后3-4 h;O3对空气质量不达标的贡献率呈逐年上升趋势;臭氧质量浓度与颗粒物和前体物NOx日变化呈反相关,且存在"周末效应"。江苏地区臭氧质量浓度总体与气温正相关,相对湿度负相关,气温高于25℃、相对湿度30%~50%区间、风速低于4 m·s^-1以下易出现高浓度臭氧;苏南的城市主要在东南风向对应较高的值,而苏北城市多在西南风向对应的较高臭氧质量浓度值。

雨后两次强浓雾的爆发性增强过程

2015年12月在南京市郊进行雾的外场综合试验,观测得到20—21日雨后两次强浓雾的爆发性增强过程。利用常规气象资料、边界层廓线、雾滴谱等,分析此次典型雾过程的天气背景和边界层结构特征,探讨雾爆发性增强的原因。结果表明:雨后地表及近地层高湿环境为雾的形成提供了充足的水汽,南京冬季冷高压控制下稳定的天气层结,以及夜间的辐射冷却作用,极有利于辐射雾的产生。而雾的爆发性增强,主要和降温与增湿有关。晴天夜间地表向上长波辐射增强引起的强降温,日出后地面的强蒸发作用使得近地表水汽增多,都可直接引起雾的爆发性变浓。强的贴地逆温层的形成是雾爆发性增强的关键,易于近地面水汽的积累。而超低空急流的产生,有利于加速逆温层的贴地增强。

春节期间气象条件对南京大气环境(污染/清洁)的影响

利用1981-2015年南京常规气象观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了南京市春节前后主要的天气形势及其对大气环境的可能影响。结果表明:(1)1981-2015年,南京地区春节前共出现冷空气过程19次,春节期间出现21次;春节前共出现降水天气过程27次,而春节期间共出现25次,降水持续时间均为2 d左右。春节前和春节期间,既没有冷空气又无降水天气过程的年份均为8 a。(2)影响的冷空气过程以中西路为主,春节前冷中心位于贝加尔湖以西,春节期间冷空气中心位置略偏南,强度略偏大;500 hPa以两脊一槽型分布,南京处于槽区,槽后冷空气不断南下影响南京;在冷空气影响下,南京以偏北风为主,且南京都处于大风速区;冷空气过程有利于污染物的清除和扩散。(3)降水过程期间,冷暖气流交汇于南京地区,南京处于南北气流交汇的鞍型场中,同时湿度大,且处于风场辐合区内,有利于降水天气的发生,进而对于大气污染物也起到了稀释和清除的作用。(4)南京市处于海平面气压的均压场中,地面风速较小,这样的天气条件不利于污染扩散;同时近地层相对湿度适中,有利于污染物半径吸湿扩大,进而增加大气污染物浓度;从温度层结来看,南京地区上空700~1000 hPa气温基本一致,这样的中性层对污染物的向上扩散也起到一定的一致作用;上述这些气象条件都有利于大气污染浓度增加。春节期间的稳定天气形势会加剧污染天气的发生。

2019年江苏省光化学污染监测及臭氧气象条件分析

文章利用卫星遥感监测数据、气象数据及大气污染监测数据,分析了江苏省2019年主要光化学污染成分的空间分布特征及与2018年同期相比的变化情况,并分析了2019年主要影响大气光化学污染中臭氧(O3)的污染气象条件时空分布特征及与2018年相比变化。同时,文章结合大气化学模式,分析了总气象条件对O3污染影响。由分析结果可知,2019年江苏省O3污染气象条件相比2018年基本持平,实际全省O3浓度略上升约1.0%,人为因素使得O3浓度略上升。

2019年1月陕西关中平原一次持续性浓雾天气特征及其爆发性增强成因分析

选用气象自动观测站5 min加密观测资料、探空秒级资料、风廓线雷达资料及欧洲中心ERA5逐小时再分析资料,对2019年1月10—12日陕西关中平原一次持续性浓雾天气的环流形势、生消演变特征及其爆发性增强成因进行分析。结果表明:此次浓雾过程具有强度大、持续时间长、多地爆发性增强的特征。雨后的高湿环境,为此次浓雾过程提供了有利的水汽条件;稳定维持的强逆温层,使大量水汽积聚在近地表不易扩散,为此次浓雾的爆发增强和持续提供了有利的层结条件;关中平原特殊地形作用形成的风场辐合,使水汽充分凝结,有利于强浓雾的发展。触发因子是此次浓雾多地短时爆发性增强的可能原因,如风向的突然转变和近地面冷空气回流等。浓雾爆发增长前静稳指数的提前跃增,静稳天气背景条件下925 hPa高度以下近地面东风回流,可作为该地区大雾爆发增强的参考指标。

Features of a rare advection-radiation fog event

To investigate effects of atmospheric pollutants on fog nature, a comprehensive in situ observation project was implemented in the northern suburb of Nanjing, in December of 2006. For December 24-27 there occurred a heavy fog lasting 4 d in succession. This event is of rare characteristics, namely long persistence, high concentration, tall fog top, acid fog water and explosive growth. Detailed analysis along with the causes of the fog was presented. The evidence suggests that the fog was generated by nighttime radiative cooling, maintained and developed under effects of warm, wet advection. As a result, it is an advection-radiation fog event.