北京冬季城市人为水汽排放的定量估算研究

在北京城市气象环境的数值模拟中,人为热的设置是一个难点。人为热包括感热和潜热,人为潜热可以通过计算人为水汽排放获得。本文利用飞机观测资料对北京冬季人为水汽排放进行了定量估算。研究发现,在北京城区下风方向观测到相对周边区域更高的水汽摩尔分数,当观测到城市水汽过量信号时,水汽排放率的估计值在58~9539 kg/s,占城市大气边界层水汽总平流(背景+城市过量)的0.64%到13.12%。城市过量水汽排放的主要来源是天然气燃烧、水冷空调系统、城市交通等人为水汽的排放,中心城区和周边区域融雪率和蒸发率的差异可能也会有一定的贡献,但所占比例较小。

人为排放水汽对北京地区冬季气候的影响分析研究

根据国家气象局中国天气网站公布的北京和河北部分城市整点天气实况以及环保部公布的空气质量指数等资料,分析了北京地区空气含水量的本底值和雾霾气候条件下的增量。结果表明,采暖季节人为释放的水汽量导致北京地区空气含水量产生较大幅度增加,对北京地区冬季雾霾天气加重带来不可忽视的影响。对2016年12月和2017年12月两次雾霾天气过程的分析结果显示,其平均空气含水量高出水汽本底值0.78 g/m3,北京城区站2017年12月29日0—7时空气含水量增幅为24.4%。