陕西省环境气象条件评估指数时空变化特征研究

基于陕西省10地市2015—2020年PM_(2.5)浓度实况监测数据和气象条件评估指数EMI,统计分析EMI和PM_(2.5)相关性及近年EMI的时空分布特征,定量评估气象条件变化及综合治理措施对陕西环境空气质量的影响。结果表明:陕西省2015—2020年EMI可较好地表征和评估气象条件变化导致的PM_(2.5)浓度变化。2015—2020年EMI呈线性降低趋势,气象条件持续向好。月EMI均呈明显的单谷分布特征,EMI冬半年大,夏半年小。各区域EMI总体上呈关中高、陕南次之、陕北最低的分布特点,关中中部、东部EMI最大。EMI正距平百分比高值区主要分布在关中地区,各年关中均有60%以上面积正距平,其中2016年冬季关中83.0%面积正距平,37.5%面积正距平超过100%。2020年陕西省各区域环境空气质量较2015—2019年均有明显改善,全省PM_(2.5)浓度较前5 a平均降低24.8%,全省气象条件改善使PM2.5浓度较近5 a降低16.4%,排放变化使得PM_(2.5)浓度较前5 a平均下降9.4%,可见,近年陕西省大气污染综合治理措施成果显著,环境质量明显改善。

自贡逐时臭氧污染气象条件指数研究及应用

基于空气质量和气象数据,运用相关性分析和概率统计方法,分析2015—2020年自贡市臭氧气象条件特征,综合气象因子对臭氧的影响,构建了逐时臭氧污染气象条件指数模型与等级划分标准,并进行检验评估。结果表明:高温低湿环境下易发生高浓度臭氧事件;偏北和偏西风对臭氧影响略高于其他风向;在一定范围内,臭氧浓度及超标率随风速增加略有上升;逐时臭氧污染气象条件指数模型由气温、相对湿度、风向、风速评分组成,对指数和分级标准进行检验评估,随指数等级升高,臭氧浓度和超标率也增加;使用欧洲中心数值预报产品对2种不同天气类型的臭氧污染气象条件指数预报进行对比验证,预报效果较好。

基于气象条件综合指数的天津市臭氧污染影响因素贡献评估

利用2017—2021年天津市近地面O_(3)日最大8 h滑动平均浓度(O_(3)_8 h)浓度和同时期气象数据,基于统计学方法构建天津市本地化O_(3)气象条件综合指数,并据此评估气象和人为影响因素对O_(3)浓度和超标天数的贡献情况。研究表明:基于日最高气温、海平面气压、平均风速、相对湿度、边界层厚度、短波辐射通量可以较好地建立O_(3)气象条件综合指数,与实况O_(3)浓度相关系数可以达到0.86(P<0.01),高于任何单一气象要素对O_(3)浓度的影响;基于该指数评估,2017—2021年天津市O_(3)浓度呈先升后降趋势,2021年较2017年下降15.9%,其中人为因素贡献了O_(3)浓度下降的10.0%,气象因素贡献了5.9%。O_(3)超标天数变化与浓度变化趋势一致,且超标天数中以轻度污染为主。2018年轻度污染占比高是导致该年O_(3)超标天数最高的主要原因;2021较2017年天津市O_(3)超标天数减少了36 d,其中气象条件导致的超标天数减少20 d,人为因素导致的超标天数减少16 d。对导致不同污染等级超标天数变化的影响要素分析显示,气象条件是导致O_(3)轻度污染天数减少的主要因素,而人为管控措施的贡献主要体现在中度污染天数的减少。

基于气象条件的上海悬铃木白粉病预报模型

白粉病是上海市悬铃木主要病害,气温和湿度是影响悬铃木白粉病发生发展的主要环境因子。本文基于上海市区2014—2020年悬铃木白粉病病情指数及同期气象资料(气温、相对湿度等),应用数理统计方法分析悬铃木白粉病病情指数与气象条件的关系,建立气象预报模型,为防控悬铃木白粉病提供依据。结果显示:悬铃木白粉病病情指数和6日滑动平均气温、最低相对湿度成正相关,相关系数分别为0.36和0.29(P<0.01);年内6日滑动平均气温首次≥19.2℃时,悬铃木白粉病开始发生;建立的悬铃木白粉病病情指数气象预报模型拟合效果为R2=0.96,RMSE=2.542,独立样本检验效果为R2=0.97,RMSE=1.661,模型效果较好,可用于白粉病气象预报服务。

基于环流指数研究天津长序列细颗粒物大气污染气象条件演变规律

基于国家气候中心气候系统监测指数集和天津环境模式细颗粒大气污染气象条件指数,建立基于环流指数的天津细颗粒物大气污染气象条件评估方法,研究1951~2021年天津气象和气候条件变化对PM2.5稀释、扩散和清除影响.结果表明,与天津春季大气污染气象条件高相关的环流指数有东大西洋遥相关型指数、热带北大西洋海温指数、斯堪的纳维亚遥相关型指数;夏季大气污染气象条件与副高位置密切相关,高相关环流指数为印度副高北界位置指数和南海副高北界位置指数;秋冬季亚洲纬向环流指数和亚洲经向环流指数高低对大气污染气象条件有较好指示意义,北极涛动指数和北半球极涡强度指数反映了影响我国秋冬季冷空气强度和频次,与秋季天津大气污染气象条件指数相关系数为0.45,与冬季天津大气污染气象条件相关系数为0.66.基于环流指数和基于数值模式构建天津细颗粒物大气污染气象条件相关系数为0.80,由此数据分析,1951~2021年天津细颗粒物大气污染气象条件年际变化平均波动在2.56%,极端峰谷值与平均值相差7%~8%,20世纪80年代最差,20世纪50年最优,21世纪10年代优于历史平均1.61%.

辽东枫叶变色气象条件分析和气象指数研究

为研究气象要素对枫叶变红时间、程度的影响,并对赏枫天气适宜度做出准确预报,利用2014—2017年辽东本溪、本溪县、桓仁3个国家级气象站9—10月气象资料和关门山公园、老边沟景区、中华枫叶之路、枫林谷等16个监测区域65个监测样点枫叶物候观测资料,分析影响枫叶变色的气象条件及最佳观赏期特点,确定枫红气象指数的计算方法和等级划分。结果表明:(1)辽东山区进入初红状态平均时间是9月26日,进入正红状态平均时间是10月8日;枫叶进入初红状态的时间较初霜日明显提前,进入斑红状态的时间和初霜日对应较好,有70%以上的样点在初霜日前1天到后1天之间进入斑红状态。(2)气温对枫叶变色的影响显著,在枫叶开始变色阶段,日平均温度、日最高气温和日最低气温越低,枫叶变色率越高;降水对枫叶变色也有一定的影响,7—9月降雨较多的年份,枫叶进入最佳观赏状态时间较晚,但枫叶观赏期较长。(3)每年9月16日之后,日平均气温在12~18℃时,枫叶进入初红状态;日平均气温在5~15℃时,枫叶进入正红状态;日最低气温低于10℃,并累积超过3天,进入初红状态;日最低气温低于6℃,并累积超过3天进入正红状态;气温日较差大于15℃,并积累超过3天,开始进入初红状态。(4)枫叶变色前都会经历一次明显的降温,初红状态出现在降温后的第1天或第2天,斑红状态出现在降温后的第3天或第4天。(5)根据分析结果建立枫红气象指数,划分为4级标准,分别为一级适宜、二级较适宜、三级不太适宜、四级不适宜,分级表征枫红的观赏适宜度,为游客赏枫提供参考。

沈阳爆胎气象条件指数预报方法研究

通过对沈阳观象台气温、相对湿度、云量、风速和降水等140个观测因子与日地面最高温度进行相关分析,发现日地面最高温度与气温相关关系最好,正相关系数在0.7以上,相对湿度也是影响地面最高温度变化的主要因子之一,负相关系数绝对值大于0.6。路面抗滑能力主要受降水影响,一般来说,降水强度越强、降水量越大,对路况和车辆行驶的影响越大,但小雨较中雨时的爆胎事故发生概率更高,这主要是因为小雨车速较快,而且路面潮湿或有少量积水,路面摩擦系数降低,容易引起交通爆胎事故。基于选择的相关因子,建立日地面最高温度与相关因子间的二元线性回归方程,得出沈阳爆胎气象条件指数预报方法,爆胎气象条件指数共分为4个等级。经过对2015年7月爆胎气象条件指数计算检验,沈阳市区内2次爆胎事故,爆胎气象条件指数均达到3级。

湖北一次沙尘天气过程气象条件研究

结合高空、地面天气形势和后向轨迹模拟及传输指数对2021年3月16-17日影响湖北省的沙尘天气过程进行分析。结果表明:此次沙尘天气主要是偏北大风引导下,从蒙古国经内蒙古、华北、河南到达湖北省;在湖北省内可分为两个输送通道:中部主通道襄阳-荆门-荆州一线,东部次要通道随州-孝感-武汉一线,中部通道输入强度大、污染重;降水对沙尘影响主要是削峰清除作用,风对沙尘的影响主要是输入和清除;建立的传输指数在综合考虑预报提前量和途经地实况数据可获取性的情况下表现出较好的预报指示意义,可为传输型污染预报提供客观参考依据。

辽宁省滑雪气象条件的特征及变化趋势

利用1961-2020年辽宁省61个国家级地面气象观测站资料,分析了辽宁省适宜滑雪场地建设和滑雪运动的气象条件特征及长期变化趋势。结果表明:辽宁省中部、北部和东部年结冰日数(日最高气温小于0℃)大于60 d,符合高等级滑雪场建设的气温标准,其中辽宁中东部年平均降雪量超过20 mm,积雪深度超过10 cm,为辽宁省最适宜建设滑雪场地区;综合分析风力、温度和降雪量级日数等对滑雪运动影响最显著的气象因子,发现滑雪气象指数2级以上日数辽宁省中东部最多,超过120 d,是辽宁省最适宜开展滑雪运动的地区。其中抚顺市在发展滑雪项目上有很大优势,有利于承办全国冬季运动会雪上项目比赛。滑雪气象条件的长期趋势变化表明,年结冰日数明显减少,年降雪量和年最大积雪深度略减少,最适宜建设滑雪场的区域减小;而滑雪气象指数2级以上日数增加了12.2 d,适宜开展滑雪运动的区域向西扩大,气象条件更加有利于滑雪运动的开展。与气温和风速相关的气象指标为滑雪气象条件长期趋势变化的主要因素。辽宁省中东部在具备有利的气象条件同时,还有地形、经济、交通等方面优势,为发展高品质冰雪运动文旅产业提供良好的基础。

南宁市一次较高空气污染指数过程气象条件分析

使用空气污染指数资料和气象资料,对南宁市2002年10月6～15日的较高空气污染指数过程的气象条件进行了分析研究,找出了南宁市高空气污染指数与气象条件的一些规律,为南宁市的空气污染指数预报提供参考。

山西运城苹果褐斑病发生的气象条件分析与预报

为了为褐斑病的防治和预报预测提供科学依据,利用2012—2020年运城苹果主产区临猗县的苹果褐斑病观测资料、苹果物候期观测资料和地面逐日气温、降水、湿度、光照等气象资料,采用相关分析和多元回归等统计学方法,对苹果褐斑病发生发展情况与气象条件进行相关分析,并选择显著相关的气象要素构建褐斑病不同发展阶段、发生程度及病情指数的预测模型。结果表明,3月中下旬平均气温和4月中旬降水量对褐斑病的发生发展时间及发病程度影响最为显著,3月高温和4月多雨会造成褐斑病发病且盛行开始时间较早,发生程度等级较高;褐斑病的病情指数与前一旬平均气温和降水量、降水日数密切相关,前一旬平均气温在23~28℃以及出现持续3 d以上达中雨量级的降水天气时,该旬病情指数迅速增大,病害蔓延迅速,苹果褐斑病情发生严重。选取与褐斑病不同发展时期显著性相关的气象因子,分别建立了苹果褐斑病发病早期、盛行始期以及发生程度的预报方程,对病情指数建立精细到候的动态预报方程,历史回代检验褐斑病发生程度拟合率达100%,最大病情指数拟合率88.9%,发病早期和盛行始期的拟合率分别为66.7%和55.6%,2021年检验预报与实况一致,预报模型对苹果褐斑病的发生发展时间及严重程度预测效果较好。

全国10个代表性城市空气污染指数与气象条件的关系

选取全国10个代表性城市,研究空气污染指数与地面及边界气象条件的关系.结果表明,空气污染严重,则能见度差;空气质量好,则能见度好,而且冬半年比夏半年更为显著;空气污染指数与气温呈正相关,北方城市夏半年比冬半年显著,南方城市冬半年比夏半年显著;北方城市冬半年空气污染指数与空气中水汽的饱和程度呈正相关;南方城市夏半年与空气饱和程度呈负相关;风对空气污染物有扩散作用,且冬半年比夏半年显著.稳定的大气层结不利于空气污染物的扩散,冬半年比夏半年显著,南方城市比北方城市显著.

北京地区空气质量指数时空分布特征及其与气象条件的关系

分析了北京地区2013年1-2月空气质量指数AQI的时空分布特征,及紫外吸收性气溶胶指数(AAI)、气象观测要素(相对湿度、气压和风速)、大气环流特征、混合层高度、总体理查森数(RB)与AQI的相关性等;同时对气象观测要素与AQI关系进行了拟合,建立了回归方程。研究结果及主要结论如下:北京地区AQI呈现出了一种自东南向西北递减的分布趋势;紫外吸收性气溶胶指数(AAI)与AQI之间呈明显正相关关系,相关系数r=0.456,可以作为污染物监测的参考;相对湿度、气压与AQI有着较好的相关性,相关系数分别为0.67、-0.49,建立的最优回归方程得到的拟合结果与实际观测效果对比良好;500 hPa乌拉尔山至贝加尔湖地区的高压脊是北京地区是否形成持续性污染的重要天气系统;AQI与1-2月混合层高度呈明显的负相关关系,相关系数为-0.511,持续低于459 m的混合层高度有利于污染物堆积;总体理查森数≥10.63时,有利于次日污染持续或发展等。

2017~2020年冬季丹江口市城区气象条件对空气污染的影响

利用2017年~2020年冬季丹江口市城区的降水量、气温、风速风向、最小相对湿度、平均气压等气象要素与环境监测站空气质量数据进行对比分析,结果表明:① 2017年~2020年冬季,PM2.5和PM10为丹江口市城区大气污染的首要污染物,2018年和2017年污染日数较多。降水量越少,降水日数越少,无降水持续日数越长,日平均风速越小,东风日多于西风日,污染物堆积不易清除,使AQI指数升高。② 风速越大,越有利于两种污染物质量浓度降低;最小相对湿度越小,越有利于C(PM2.5)的降低;日平均气温越高或降水量越大,越有利于C(PM10)的降低。③ 连续性降水对污染物的清除作用优于单日降水,小于1 mm的单日降水对两种污染物无明显清除作用。C(PM2.5)变化和C(PM10)变化均与日最小相对湿度的变化最为密切,呈正相关;C(PM2.5)变化与日平均风速变化呈反相关特征明显;C(PM10)变化与日平均气温变化呈反相关特征明显。④ 东风日中,两种污染物质量浓度均高于西风日,C(PM10)东风日与西风日的差值最大。C(PM2.5)和C(PM10)大值区多出现在锋面附近的南风中和东北路冷空气的偏东风中。

单季稻叶面积指数变化特征及其与气象条件的关系

为开展单季稻产量预报提供理论参考,提高气象为粮食生产服务的能力,利用浙江省湖州市的田间试验结果和气象观测资料,通过对比分析和回归分析等方法,研究了单季晚粳稻‘丙9904’叶面积指数(LAI)的变化特征及其与气象条件的关系。结果表明:(1)结合叶面积仪观测结果,得到单季晚粳稻‘丙9904’叶面积长宽校正法的校正系数为0.70,比《农业气象观测规范》给定的校正系数小0.13;(2)LAI变化特征符合水稻生长发育进程,即孕穗前呈现"S"型曲线增长,随后逐步下降;(3)温高光足有利于LAI快速变化,光照不足会导致LAI变化缓慢;(4)大暴雨导致LAI增长缓慢,连阴雨造成LAI变化缓慢,连晴天气致使LAI快速变化。

滁州市空气质量指数(AQI)与气象条件的关系分析

该文利用2015年滁州市逐日AQI与同期气象要素的观测资料,对滁州市空气质量变化特征及其与气象条件的关系进行了分析。结果表明:与上年相比,2015年滁州市空气质量未得到有效改善,还有进一步恶化的趋势。空气质量为良的等级出现频率最高,其次为轻度污染,首要污染物以PM_(2.5)为主。四季AQI存在显著差异,有明显的季节变化特征,冬季AQI均值最高,波动幅度最大,夏季AQI均值最低,波动幅度最小。AQI与平均气压、平均气温、日最低气温、气温日较差、平均风速、日降水量以及前一日AQI显著相关。基于气象要素建立的AQI回归方程对全年AQI的总体变化趋势和平均状态拟合效果较好,但对极值的拟合能力不足。

巴音布鲁克草原植被生长气象条件指数变化特征

利用巴音布鲁克气象站1958—2012年4—9月各旬日照、气温、降水量资料,应用模糊数学方法,构造了影响巴音布鲁克天然草地植被生长的光、热、水函数,计算植被生长气象条件指数,分析了光照、热量、水分条件指数及综合气象条件指数的变化特征。结果表明,巴音布鲁克草地植被生长的光照条件较稳定,热量和水分条件是限制因子,热量条件呈明显线性增加的趋势,水分条件年际波动较大,无明显线性趋势;综合气象条件指数年际波动大,气候倾向率分析呈明显线性增加的趋势,2004年发生了明显的增加突变,近10 a气象条件有利于草原植被生长。

嘉善县空气质量指数与气象条件的关系及预测

利用2003—2007年的总悬浮颗粒物(TSP)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)的逐日平均浓度资料和嘉善地面观测资料,对嘉善空气污染状况及其与气象条件的关系进行了天气气候学和统计学分析,结果表明嘉善县的主要污染物为TSP,其次为SO2和NO2,冬季各污染物的平均浓度最高,其次为春秋季,夏季最低。降水、大雾、风向、风速等气象要素对空气质量均有较明显影响,应用气象因子建立空气质量逐步回归方程,预测效果较好。

1951─2012年沈阳市气象条件变化及其与空气污染的关系分析

气象条件对城市空气质量有重要影响,对比各气象要素和空气质量的相关性、分析气象要素的长期变化趋势是研究城市大气环境的重要内容。为增进对东北重工业城市沈阳市大气环境变化的理解,分析了1951─2012年沈阳市气温、地表温度、风速、降水、气压等气象要素的变化特征和趋势,阐明了2008─2013年冬季沈阳市空气污染指数和气象要素的相关性。对沈阳市1951─2012年气温、0 cm地温、风速、降水、气压日平均资料分析结果表明:沈阳市1951─2012年的气温与地表温度呈上升趋势,而风速、降水、气压则呈下降趋势,各气象要素呈显著的季节变化特征,其中冬春季的气温与冬季的地表温度上升趋势最明显,冬春季的风速、夏秋季的降水量和春秋季的气压下降最为明显。20世纪90年代以来,沈阳市的气温、地表温度升高显著,风速、气压下降明显,年际变化幅度都有增大趋势。分析2008─2013年冬季沈阳市空气污染指数的逐日资料。沈阳市冬季的大气污染呈线性上升趋势,空气污染指数与风速、气压、降水呈负相关,而与气温、地表温度呈正相关,且与地表温度的相关性最高。沈阳市的地表温度变化与东亚范围200 h Pa的风速、500 h Pa高压、850 h Pa的南风呈正相关,而与850 h Pa的北风呈负相关。这表明,沈阳市气候暖化及风速降低是空气污染加重的重要原因。

北京奥运会期间的气象条件分析

利用北京1951--2003年气象要素的时值、日值和旬值等资料，对北京7—9月尤其是奥运会比赛期间的气温、降水、湿度、风和人体舒适度指数等要素的平均状况、演变特征和极值等变化特征进行了统计分析。结果表明：北京奥运会期间的气温较适宜，对赛事有重要影响的高温天气出现概率较小；8月8—24日，平均2～3d出现1次降水；风速具有明显日变化，01：00-07：00（北京时）较小，12：00--18：00较大；沙尘、冰雹、雾和暴雨等不利天气较少发生。