未来气候变化情景下横断山北部灾害易发区极端降水时空特征

极端降水是导致气候变化下滑坡、泥石流等山地灾害变化的重要因素。极端降水的时空特征作为气候变化下山地灾害风险的研究热点之一,为滑坡等山地灾害危险性评价和构建山地社会安全空间奠定了重要基础。尤其对于地形复杂、灾害频发的横断山地区,高精度的极端降水时空特征研究有利于优化国土空间,促进当地减轻灾害风险与加强气候变化适应相结合。本研究以横断山北部岷山、邛崃山和大雪山为例,充分考虑区域复杂地形的影响,在全球气候模式降水数据的基础上,采用统计降尺度的方法,获取该区域2010—2060时段的逐日降水数据(空间分辨率1×1km);并充分考虑极端降水可能对物理事件造成的影响,构建包括绝对量指数、频度指数和强度指数的极端降水评价指标体系。研究结果表明,未来气候变化下,研究区极端降水总体呈现增加—减少—增加的趋势,短时极端降水和持续性极端降水的空间分布相对一致。就短时极端降水而言,大部分区域发生50mm以上极端降水事件的次数较多,而研究区中部邛崃山区甚至会发生超过100mm的极端降水事件。持续性事件的分布受地形阻隔作用影响,主要发生在大雪山高山区域和邛崃山区。结合研究区地理环境条件,地质灾害风险在未来气候变化情景下可能增加。

成都夏季云凝结核的变化特征及其影响因子

气溶胶通过作为云凝结核(CCN)或冰核(IN)影响云和辐射,是气溶胶气候效应评估中最不确定的因素.针对四川盆地深盆地形气溶胶活化特性的研究对理解独特地形气溶胶-云相互作用具有重要意义.本文利用2020年夏季在成都地区观测的5个过饱和度(0.07%、0.10%、0.20%、0.40%和0.80%)的气溶胶活化特性资料,研究了CCN的变化特征及其影响因子.结果表明,观测期间0.40%过饱和度下CCN数浓度(NCCN(0.40%))平均值为(2392.7±1267.9)cm^(-3),远高于沿海地区、山区、干旱地区及清洁城市地区,低于污染城市区.该过饱和度下气溶胶活化率(AR(0.40%))平均为0.19±0.10,远低于污染城市区和全球平均水平.降水和新粒子生成事件(NPF)分别对NCCN的清除和增加起到重要作用.晴天NPF与较强逆温导致各过饱和度下NCCN大于阴天.低过饱和度(0.07%~0.20%)条件下晴天与阴天NCCN日变化呈双峰分布,主要与边界层发展和交通排放有关.高过饱和度(0.40%~0.80%)更有利于粒子活化的环境以及晴天与阴天不同的二次转化过程和扩散条件,导致复杂的NCCN日变化.通过N=CSk关系拟合成都地区CCN活化谱得到C=4628.5 cm^(-3)和k=0.9,表明该活化谱属于大陆型较清洁核谱.各过饱和度下AR受凝结核浓度与NCCN共同影响,日变化均呈双峰分布.AR随污染程度增强而升高的变化特征表明,该季节成都地区颗粒物污染主要由较弱的扩散条件下粒子的老化堆积导致.本研究提供了成都地区气溶胶活化特性的初步认识,扩充了四川盆地气溶胶数据库.

成都不同季节亚微米气溶胶粒径谱分布特征分析

气溶胶通过直接或间接影响辐射对气候有着重要影响.利用在成都地区2019年1月23日—2020年8月31日期间6个时间段的亚微米气溶胶数浓度粒径谱分布(10~400 nm)、PM_(2.5)浓度和气象资料,在对气溶胶谱分布进行统计分析和参数化的基础上研究了不同季节谱分布的日变化规律及不同PM_(2.5)浓度下气溶胶数浓度谱分布的演变.结果表明:10~400 nm气溶胶总数浓度在春季最大(18269 cm^(-3)),其次为冬季(16524cm^(-3))、夏季(14139 cm^(-3))和秋季(12635 cm^(-3)).春季和夏季由于新粒子生成(NPF)事件发生频率较高(35%和22.46%),两季核模态粒子浓度和占比(35.7%和31.2%)较高.秋季总数浓度的低值主要是受到华西秋雨降水事件频率高(59.34%),持续时间较长的影响.冬季静稳天气导致粒子的累积老化,造成冬季积聚模态粒子数浓度占比(31.2%)较高.秋冬季节气溶胶数浓度日变化受早晚高峰和边界层发展的影响呈明显的双峰分布,春夏季除上述变化外,还受到二次生成的影响,总数浓度在上午呈现持续的高值.较清洁环境下受NPF事件的影响,成都地区100 nm以下粒子数浓度范围波动较大,随着污染程度的增加,核模态浓度和谱宽逐渐降低,峰值粒径增加,而爱根核模态粒子数浓度、峰值粒径和谱宽均在增加,表明成都地区较小风速的背景下,粒子累积和老化,使得粒子粒径和质量不断增长,导致该地区污染的发生和加剧.该研究提供了四川盆地典型城市地区气溶胶粒径谱分布的基本认知,对于理解该地区气溶胶对气候、环境和人类健康的影响具有重要意义,也能为数值模式中针对该地区气溶胶参数化方案的改进提供基础与支持.