2013年1月中国东部持续性强雾霾天气产生的气象条件分析_张人禾
北京2013年1月持续雾霾天气成因分析
北京2013年1月持续雾霾天气成因分析北京2013年1月持续雾霾天气成因分析近年来，雾霾天气频繁出现，给人们的生活和健康造成了巨大的影响。
尤其是2013年1月，北京地区出现了持续多日的雾霾天气，严重影响了城市的可见度和空气质量。
本文将对北京2013年1月持续雾霾天气的成因进行分析，并提出相应解决措施。
一、气象条件分析1. 温度逆温层形成逆温层是指大气温度垂直分布的一种特殊状态，冬季常常出现。
逆温层下方的温度低于上方，导致空气静稳，不易向上扩散。
2013年1月，北京地区出现了持续的低温天气，逆温层形成导致雾霾天气的积聚。
2. 大风停歇导致空气不流动2013年1月初，北京地区停风现象比较显著，缺乏较强的风力使得空气无法循环流动，污染物无法散去，进一步加重了雾霾天气的发生和持续时间。
3. 湿度高湿度是导致雾霾天气的重要因素之一。
当空气中的湿度较高时，容易形成雾霾。
2013年1月期间，北京地区空气湿度较高，有利于雾霾天气的形成和发展。
二、人为因素分析1. 工业排放北京地区拥有大量工业企业，这些企业在生产过程中排放大量的废气、污染物和颗粒物。
这些污染物进入大气后，结合气象条件，容易形成雾霾现象。
2. 汽车尾气排放北京地区的机动车辆数量庞大，汽车尾气排放成为城市环境污染的重要来源。
尤其是2013年1月初，停风天气使得汽车尾气无法扩散，积聚在空气中，导致雾霾天气的恶化。
3. 燃煤污染煤炭是北京地区主要的能源来源，大量的燃煤行为导致了严重的空气污染。
尤其是冬季供暖期间，大量的燃煤释放的废气、颗粒物和硫化物等污染物进一步加重了雾霾天气的程度。
三、解决措施1. 调整工业布局减少工业企业的集中排放，通过将工业企业分散布局、加强治理设施等措施，减少工业排放对空气质量的影响。
2. 排放标准的严格执行加大对工业企业和汽车尾气排放的管控力度，严格执行排放标准，通过罚款和限制等手段，促使企业和车主减少污染物的排放。
3. 多元化能源结构推动清洁能源的发展，减少对煤炭的依赖。
北京2013年1月严重霾天气过程的气象成因分析
北京2013年1月严重霾天气过程的气象成因分析张文龙;尤凤春;张小玲;范水勇【期刊名称】《气象与环境科学》【年(卷),期】2016(039)002【摘要】利用常规观测资料、地面自动站资料及NCEP 1°×1 °分析资料,结合边界层散度场的诊断分析,探讨了北京2013年1月严重霾天气过程的环流特征和气象成因.主要结论如下:1)500 hPa为偏西气流,冷空气活动弱,无明显冷平流,对流层低层850 hPa及其以下风速小、冷空气活动偏弱,是霾天气的显著特征.2)边界层存在逆温和大气层结稳定是霾发生的另一重要条件,逆温层不仅可出现在边界层,有时也出现在对流层低层850 hPa附近.3)边界层存在弱辐合中心是霾形成的重要条件,特别是在区域性污染的情况下,边界层辐合可使霾因区域性污染物的输送汇聚而加重.4)偏东风对霾形成和加重具有重要作用,主要表现为风速一般较小,在边界层形成暖平流结构,易形成逆温,增加边界层相对湿度和维持边界层辐合,配合北京西部山地特殊地形,使污染物积累,最终通过增大污染物浓度及增大边界层相对湿度,造成大气水平能见度严重降低.5)1月10—14日霾天气过程主要是在边界层有弱辐合而相对湿度较低的条件下形成的,而27—31日过程主要发生在边界层相对湿度较高的条件下.【总页数】9页(P46-54)【作者】张文龙;尤凤春;张小玲;范水勇【作者单位】中国气象局北京城市气象研究所北京100089;北京市气象台北京100089;中国气象局北京城市气象研究所北京100089;中国气象局北京城市气象研究所北京100089【正文语种】中文【中图分类】P458.3【相关文献】1.北京2013年1月连续强霾过程的污染特征及成因分析 [J], 杨欣;陈义珍;刘厚凤;赵妤希;高健;柴发合;孟凡2.北京地区一次小雪天气过程造成路面交通严重受阻的成因分析 [J], 孙继松;梁丰;陈敏;廖晓农3.北京一次持续霾天气过程气象特征分析 [J], 唐宜西;张小玲;熊亚军;赵秀娟;范广洲;王京丽4.2017年冬季长沙一次重度霾污染天气过程气象成因分析 [J], 周莉;兰明才;张舰齐;周慧;唐杰;许霖;文萍5.2014年秋季长株潭城市群一次典型霾污染天气过程的气象特征及成因分析 [J], 周莉;周慧;杨云芸;许霖;兰明才因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
北京2013年1月持续雾霾天气成因分析
北京2013年1月持续雾霾天气成因分析引言：2013年1月，北京市经历了一个持续多日的雾霾天气过程。
雾霾天气给北京市居民的生活和健康带来了严重的影响。
为了更好地了解这一事件的成因，本文将对北京2013年1月持续雾霾天气的形成机制进行分析。
第一部分：大气污染源在雾霾天气的形成过程中，大气污染源是主要因素之一。
北京市是中国重要的政治、经济和文化中心，工业和交通活动频繁，这就导致了大量的废气和废物的排放。
尤其是汽车尾气、工业排放和燃煤污染等直接释放了大量的有毒有害物质，如颗粒物、二氧化硫和氮氧化物等。
这些污染物在大气中积聚，与空气中的水蒸气相结合形成雾霾。
第二部分：气象条件气象条件也是雾霾天气形成的重要因素之一。
在2013年1月，北京市气温偏低，并且稳定的逆温层形成了，这种天气条件不利于废气的扩散，使得大气中的污染物在地表层积聚。
加上此时风力较弱，无法有效地将污染物带走，导致了雾霾的持续形成。
第三部分：人类活动除了大气污染源和气象条件外，人类活动也对雾霾问题的恶化起到了重要作用。
北京市人口众多，工业生产和交通量大，大量的燃煤和汽车尾气排放加剧了雾霾的形成。
此外，在这段时间内，还有大量的焚烧、施工等人为活动，进一步释放了大量的可吸入颗粒物和有害气体，加重了雾霾天气的程度。
第四部分：解决方案针对雾霾天气的持续形成，应采取一系列的解决方案来改善空气质量和减少雾霾天气的发生。
首先，减少大气污染源的排放，对于工业和交通活动，应加强排放控制和净化设施建设，限制高污染物排放车辆的行驶。
其次，加强环境监测和预警体系，及时发布雾霾预警信息，引导公众采取相应的防护措施。
此外，加强能源结构调整，推广清洁能源的使用，减少燃煤等高污染燃料的使用，以此来减少雾霾天气的形成。
同时，减少人类活动中的焚烧行为和施工扬尘等造成的污染，加强对环境保护法律法规的执行力度。
结论：北京2013年1月持续雾霾天气的形成是由大气污染源、气象条件和人类活动等多种因素综合作用的结果。
2013年1月份我国中东部地区严重雾霾的成因分析
2013年1月份我国中东部地区严重雾霾的成因分析侯振奎;栗敬仁;王斌【摘要】利用1961 ～2013年NCEP再分析资料,对全国2013年1月份大气稳定度、风速、相对湿度等气象要素进行了气候统计和变化分析,与2013年严重雾霾天气的区域进行对比,分析2013年1月份我国中东部地区严重雾霾天气的成因.结果发现,2013年1月份我国中东部地区的大气层结较为稳定,有利于污染物和水汽在大气低层积聚;影响我国中东部地区的强冷空气活动偏少,地面风速小,不利于污染物的扩散和稀释,对雾霾的形成较为有利;另外,我国上空西南暖湿气流输送较强,这股暖湿气流沿西南路径将丰沛的水汽输送到我国中东部地区,使这些地区湿度明显增加,非常有利于雾霾天气形成.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2013(000)030【总页数】3页(P12095-12097)【关键词】雾霾;大气稳定度;风速;相对湿度;成因分析;中东部地区【作者】侯振奎;栗敬仁;王斌【作者单位】民航河南空管分局气象台,河南郑州450000;民航河南空管分局气象台,河南郑州450000;民航河南空管分局气象台,河南郑州450000【正文语种】中文【中图分类】S161.5雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的、能见度降低至1 km以内的自然现象。
霾又称灰霾，在中国气象局的《地面气象观测规范》中，灰霾天气是指大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使水平能见度＜10 km的空气普遍有混浊现象，使远处光亮物微带黄、红色，使黑暗物微带蓝色。
一般来讲，雾和霾的区别主要在于水分含量的多少［1］，水分含量达90%以上的叫雾，水分含量低于80%的叫霾，80%～90%之间的是雾和霾的混合物。
2013年1月，我国中部、东部地区出现大范围连续性的低能见度现象，一般湿度均在80% ～90%，或早上湿度在90%以上，午后湿度降低至80%以下，但能见度没有好转，所以1月份的低能见度现象可以看做是雾和霾的混合体，称之为雾霾。
北京2013年1月持续雾霾天气成因分析_马小会
北京 2013 年 1 月持续雾霾天气成因分析马小会 甘璐 张爱英 赵娜 张明英（北京市气象服务中心, 北京,100089）摘要根据北京南郊观象台的监测数据、探空等资料分析了北京地区雾霾天气的气候背景，并结合北京的地 形特点对北京地区 2013 年 1 月持续性雾霾天气的成因进行分析。
结果表明，阿留申低压的强度和位置的异 常对于北京地区雾霾天气的形成起到重要的影响，中纬度地区大气环流以纬向为主，冷空气势力偏北是造 成北京地区 2013 年 1 月雾霾天气频发和长时间维持的重要原因。
逆温层的出现有利于雾霾天气的形成和维 持，而平原地区近地面的逆温难以被破坏则是北京 2013 年 1 月雾霾日数偏多的主要原因。
关键词：雾霾 环流背景 逆温1. 引言雾和霾都是漂浮在大气中的粒子，使能见度恶化，两者的组成和形成过程不同。
雾是由 大量极小的水滴或冰晶微粒在阳光的作用下呈现为乳白色的悬浮体， 一般形成于近地面层水 汽条件较好（空气相对湿度在 90%以上） 、大气层结稳定、风力较小的气象条件下。
霾是大 量极细微的微粒均匀地浮游在空中，使空气普遍混浊、水平能见度小于 10 公里的现象，空 气相对湿度较低。
在形成雾的条件中，由于大气层结稳定，风力较小这种条件也有利于颗粒 物聚积而形成霾。
在很多情况下，可以出现雾、霾共存现象，并且在一定条件下，雾霾互相 交替转换。
80年以后，随着城市化和工业化进程的加快，我国各个区域的雾霾天气呈增多趋势 [1-6]，这与区域内社会经济发展,污染物排放增加,尤其是细颗粒物污染加重密不可分，与 之相关联的霾灾害问题也日益受到了人们的关注[7-9]。
很多研究表明[10-13] , 雾霾天气 下小风、高湿、逆温等稳定的气象条件是造成秋冬季节较重污染的主要原因。
2. 2013 年 1 月北京雾霾天气过程的选取1 月和 2 月是北京雾霾天气的多发期[1]。
2013 年 1 月份，雾霾天气出现频次多，持续 时间长，能见度低，在历史同期非常少见。
2013年1月中国东部持续性强雾霾天气产生的气象条件分析
2013年1月中国东部持续性强雾霾天气产生的气象条件分析2013年1月中国东部持续性强雾霾天气产生的气象条件分析引言：2013年1月期间，中国东部地区出现了持续性强雾霾天气，给当地居民的生活和健康带来了严重的影响。
面对这一突发情况，我们有必要对这次雾霾天气的气象条件进行深入分析，以便更好地理解雾霾的形成机制，为今后的应对措施提供科学依据。
一、2013年1月雾霾天气概述中国东部地区在2013年1月期间经历了多次持续性强雾霾天气，尤其是沿海地区和长江流域地带。
这些雾霾天气通常伴随着高浓度的PM2.5和PM10颗粒物，给城市环境带来了极大的污染。
二、雾霾天气形成机制1. 大气层结和稳定度大气层结和稳定度是雾霾天气形成的重要因素之一。
在1月份，中国东部地区常处于冬季稳定的大气层结状态，高气压控制下的冷空气团进入地区，从而导致大气层结稳定。
这样的稳定大气层结会限制大气中底层颗粒物的扩散，使其在地表积累，形成雾霾。
2. 地理条件和地表特征中国东部地区的城市密度大、工业污染源较多，土地利用方式多为工农交错区域，这些地理条件和地表特征使得该地区更容易遭受雾霾天气的侵袭。
此外，这些地区通风条件相对较差，空气污染物容易滞留，增加了雾霾天气的形成概率。
3. 气象要素变化在2013年1月期间，中国东部地区的气象要素出现了一些特殊的变化情况。
例如，大气湿度升高，与冷空气团的相遇导致潮湿的空气受到挤压和压缩，水分凝结为水滴，形成细小的颗粒物。
此外，近地面风速减小，这减弱了空气对颗粒物的搬运能力，使其更容易在地表积聚。
三、区域污染源和传输路径分析1. 工业排放和交通排放中国东部地区的工业和交通排放是雾霾天气的主要污染源之一。
大量燃煤和工业废气的排放，以及汽车尾气中的有害物质和颗粒物，都会加剧雾霾天气的形成和发展。
2. 区域传输路径中国东部地区雾霾的形成不仅与本地区的污染源有关，还受到区域传输路径的影响。
根据气象数据和数值模拟分析，1月份中国东部地区的风向主要来自于西北或北方，并且特征风速较小。
《2024年2013年1月华北地区重雾霾过程及其成因的模拟分析》范文
《2013年1月华北地区重雾霾过程及其成因的模拟分析》篇一一、引言随着工业化和城市化进程的加快，空气质量问题逐渐成为人们关注的焦点。
特别是在华北地区，重雾霾天气频发，对人民的生活和健康带来了严重影响。
本文将针对2013年1月华北地区的一次重雾霾过程进行模拟分析，探讨其成因及影响因素，以期为未来的空气质量改善提供科学依据。
二、研究背景2013年1月，华北地区遭受了一次严重的雾霾天气，持续时间较长且污染程度严重。
该地区的多个城市PM2.5浓度超过国家标准，给人们的出行和生活带来了极大的不便。
因此，对这次重雾霾过程的模拟分析具有重要的现实意义。
三、模拟分析方法本研究采用先进的空气质量模型和气象模型，结合实地观测数据，对2013年1月华北地区的重雾霾过程进行模拟分析。
通过模型运算，分析气象条件、污染源排放等因素对雾霾形成的影响。
四、重雾霾过程概述2013年1月，华北地区持续出现雾霾天气，其中以北京、天津、河北等地最为严重。
在连续多日的雾霾天气中，PM2.5浓度持续超标，空气质量严重下降。
在此过程中，能见度极低，给人们的出行带来了极大的不便。
五、成因分析1. 气象因素：在重雾霾过程中，大气层稳定度较高，风力较小，不利于污染物的扩散。
同时，湿度较大，容易形成雾气，进一步加剧了雾霾的严重程度。
2. 污染源排放：工业生产、交通尾气等污染源的排放是造成雾霾的主要原因之一。
在重雾霾过程中，这些污染物的排放量较大，进一步加剧了空气污染的程度。
3. 地理环境：华北地区的地形地貌也对雾霾的形成和扩散产生了影响。
例如，平原地区的地形使得风力较小，不利于污染物的扩散；同时，城市热岛效应也加剧了雾霾的形成。
六、模拟结果与分析通过模型运算，我们得出了以下结论：1. 气象条件是造成重雾霾的主要原因之一。
在连续多日的静稳天气条件下，污染物难以扩散，导致浓度持续升高。
2. 污染源排放是造成重雾霾的另一重要原因。
工业生产、交通尾气等污染源的排放量较大，进一步加剧了空气污染的程度。
【VIP专享】2015百万公众网络学习答案7
区域：区县：单位：姓名：身份证号：测试名称：生态环保主题答题测试时间：2015-7-7 14:43:12 测试时长：无限制测试次数：2 最高分：60一、单项选择题(总共20 题，每题 4 分)1、如何处理核事故引起的心理压力？核事故发生后，可能使一些人心灵受到创伤，引起无助感、焦虑、愤怒甚至攻击行为。
以下的方法有助缓解这些压力症状：尽可能维持正常的生活程序；吃健康的食物；不要忘记进食，切勿暴饮暴食，常做运动及保持活跃；参加各类社区活动，令生活充实；接受家人、朋友或同事的帮助，与他们交流你的感受；( )收看/收听有关事故的报道。
正确您的作答：A 正确答案是：A 得分：4A、不要过度B、一直2、PM2.5与肺癌有没有关系？国内外许多研究表明，PM2.5污染程度与( )有关。
与农村人群相比，城市人群的肺癌死亡率较高，提示PM2.5污染是肺癌发生的危险因素之一。
错误您的作答：A 正确答案是：C 得分：0A、肺癌的发病率B、死亡率C、肺癌的发病率和死亡率3、土壤中放射性物质的来源和种类主要有哪些？放射性污染物是指各种放射性核素污染物。
通常存在于核工业、核动力、核武器生产和试验以及医疗、机械、科研等放射性同位素应用时排放的含放射性物质的粉尘、废水和废弃物中。
常见的放射性元素有镭、铀、钴、钋、氘、氩、氪、氙、碘、锶、钜、铯等。
土壤中放射性物质的主要来源是（），以及核电站反应堆泄漏以及核试验等。
正确您的作答：C 正确答案是：C 得分：4A、含放射性核素粉尘B、废水、废气、废弃物排放C、含放射性核素粉尘、废水、废气、废弃物排放4、区域性雾霾污染的形成原因有哪些？2013年1月，我国中东部多次发生大范围的区域性雾霾污染现象，内在原因是我国中东部地区燃煤、机动车、工业、扬尘等污染源的污染物排放总量大，造成( )。
错误您的作答：B 正确答案是：A 得分：0A、区域性重污染B、区域性污染C、全国性重污染5、影响雾霾形成的气象条件有哪些？霾天气发生时，从大的天气系统来看，区域主要受低压辐合、高压中心或均压场控制，大气异常稳定而形成静稳天气。
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中2014. 2013 年 1 月中国东部持续性强雾霾天气产生的气象条件分析. 中国科学: 地球科学, 44: 27–36 Zhang R H, Li Q, Zhang R N. 2014. Meteorological conditions for the persistent severe fog and haze event over eastern China in January 2013. Science China: Earth Sciences, 57: 26–35, doi: 10.1007/s11430-013-4774-3
28
图1
2013 年 1 月雾霾天数距平
单位: 日数; 气候值为 30 年(1981~2010)1 月的气候平均值; 空白区 域数据缺失
与其相对应的气象条件 . 虽然雾和霾分别属于不同 的天气现象 , 但雾和霾之间存在着相互转化 ( 吴兑 , 2006; 杨军等, 2010). 在中国气象观测站的实际观测 中 , 对雾和霾的区分也存在着较大的不确定性 (吴兑, 2006). 从严格意义上来说 , 当雾和霾天气同时发生 时, 在它们之间难以确定明确的界限. 雾和霾经常混 合在一起, 形成雾和霾混合的雾霾天气现象(王润清, 2012). 由于雾和霾都与能见度的降低相联系 , 因此 能见度实际上是雾和霾的一个综合度量. 图 2 分别给 出了中国东部区域(110~122.5E, 22.5~40N)平均的 2013 年 1 月以及 1 月气候平均能见度的逐日变化, 其 中气候值为 30 年(1981~2010 年)1 月的逐日气候平均. 可看出在 2013 年 1 月 1~4 日, 能见度明显偏高, 大于 气候平均值. 此期间内能见度偏高是因为在 1~4 日, 发生了一次全国范围强冷空气过程, 受强冷空气
图2
中国东部区域平均能见度 2013 年 1 月逐日变化(实线) 和 1 月气候平均能见度逐日变化(虚线)
气候值为 30 年(1981~2010 年)1 月的逐日气候平均
中国科学: 地球科学
2014 年
第 44 卷
第1期
影响, 中国多地出现大风降温天气(杨琨, 2013). 1 月 5 日以后的整个时段内能见度持续偏低, 均小于气候 平均值 , 说明这次雾霾天气具有显著的持续性特征 . 同时, 在雾霾天气持续期间, 其强度表现出明显的天 气时间尺度变化, 其中在 15, 23 和 31 日能加度分别 出现最低值, 比当日的气候平均值降低了大约 3 km 左右. 考虑到雾和霾天气的混合性质, 本研究将把 2013 年 1 月发生的雾霾天气作为一个整体来开展研 究. 另外, 2013 年 1 月发生在中国东部地区的雾霾天 气, 具有强度强、持续时间长、发生范围广的显著特 点 , 这些特点决定了在研究气象条件对这次雾霾天 气所起的作用时 , 不仅应该考虑大气环流背景场对 雾霾天气持续性的影响 , 也应该考虑气象因子在雾 霾天气演变过程中的作用. 事实上, 对比 2013 年 1 月 2 日 08 时和 13 日 08 时的地面天气形势, 2 日 08 时中国受强冷空气影响, 而 13 日 08 时中纬度地区经 向型环流较弱、南方暖湿气流相对增强、中国东部地 区处于弱的均压区 ( 张小曳 , 2013), 说明了气象因子 与 2013 年 1 月雾霾天气的演变具有密切的联系.
张人禾 *, 李强 , 张若楠
① ② ③
① 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室, 北京 100081; ② 中国气象局气象影视中心, 北京 100081; ③ 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室, 北京 100029 * E-mail: renhe@ 收稿日期: 2013-08-08; 接受日期: 2013-10-31; 网络版发表日期: 2013-12-18 国家自然科学基金项目 (批准号 : 41221064)资助
关键词 雾霾天气 气象条件 中国东部区域 2013 年 1 月
雾霾是发生在大气近地面层中的一种灾害天气 , 由于雾霾天气发生时大气能见度降低 , 可以对社会 经济以及人民生活产生重要的影响; 同时, 雾霾天气 发生时大气气溶胶聚集在大气近地层 , 使得大气污 染增强, 空气质量下降, 会对人体健康造成重要危害 ( 李子华等 , 2008). 研究表明 , 雾和霾的长期变化趋
势与人类活动和气候变化具有密切的联系 . 城市的 扩张以及与其相关联的热岛效应的增强 , 可以使雾 的发生频次在城区呈减少趋势 , 而在郊区呈增加趋 势(Sachweh 和 Koepke, 1997). 城区浓雾发生频次的 减少趋势除了与城市加热的增强趋势有关外 , 也与 悬 浮 颗 粒 物 的 减 少 趋 势 有 关 (Witiw 和 LaDochy,
中国科学: 地球科学
2014 年
第 44 卷
第 1 期: 27 ~ 36
《中国科学》杂志社
SCIENCE CHINA PRESS
专题: 2013 年 1 月中国东部严重雾霾天气
论 文
2013 年 1 月中国东部持续性强雾霾天气产生的 气象条件分析
了说明.
1.2
方法
利用 NCEP/NCAR 再分析资料中的 1981~2010 年 30 年的 1 月份逐日资料, 计算得到大气变量 1 月 气候平均值以及 1 月逐日气候平均值. 能见度的 1 月 逐日气候平均值也由 1981~2010 年 30 年的 1 月份观 测资料计算得到. 考虑到 2013 年 1 月的强雾霾天气 主要发生在中国东部的 110~122.5E, 22.5~40N 区 域内(图 1), 本文的分析中将有关变量在此区域进行 了区域平均. 1981~2012 年能见度历史数据利用了此 区域内 218 个站的观测资料, 2013 年 1 月利用了此区 域内 316 个站的能见度观测资料. 在本文的分析中 , 用到了相关分析以及多元线 性回归分析等统计分析方法. 另外, 还用到了两个表 征大气热力不稳定度的常用指数 K 指数(KI)和 A 指数 (AI), 它们的计算公式(章国材等, 2007)分别为
摘要
2013 年 1 月, 在中国东部地区发生了强度强、 持续时间长、 发生范围广的雾霾天气.
本文利用资料诊断, 从大气环流背景场和雾霾天气演变过程两个方面, 分析了气象条件在这 次持续性强雾霾天气发生中的作用. 结果表明, 2013 年 1 月东亚冬季风异常偏弱, 在中国东 部区域, 对流层中低层的异常南风有利于水汽向中国东部地区输送, 500 hPa 的高压异常抑制 了对流的发展, 而表面风速的减弱不利于近地面附近的雾霾向区域外输送, 水平风垂直梯度 的减小减弱了天气尺度扰动的发展和大气的垂直混合, 对流层低层异常逆温层的存在使得 大气近地层变得更加稳定. 这些气象背景场为雾霾天气的维持和发展提供了有利的气象条 件. 对雾霾天气演变过程的分析表明, 雾霾天气区域内的表面风速及其上空对流层中低层的 水平风垂直切变对雾霾天气过程具有动力影响, 二者偏小(大)时雾霾天气偏强(弱); 对流层 中低层的层结不稳定性以及近地面层的逆温状况和温度露点差对雾霾天气的演变可以产生 热力影响, 层结不稳定性和逆温偏大(小)以及温度露点差偏小(大)时雾霾天气偏强(弱). 多元 线性回归分析的结果表明, 热力和动力因子对这次雾霾天气过程具有大致相同的作用, 气象 因子可以解释超过 2/3 的雾霾天气逐日变化的方差, 方差贡献达到 0.68.
K I T850 T500 Td850 T Td 700 ,
(1)
AI T850 T500 T Td 850 T Td 700 T Td 500 ,
(2)
1
1.1
资料和方法
资料
本研究中所使用的资料如下 . (1) NCEP/NCAR 日平均大气再分析资料(Kalnay 等, 1996), 时间范围 从 1981 年 1 月 1 日到 2013 年 1 月 31 日, 水平分辨 率为 2.5×2.5, 垂直分辨率为 17 层; (2) 中国气象局 国家气象信息中心提供的地面观测日值数据 , 资料 为 1 天 4 次, 分别为北京时间 02, 08, 14 和 20 时, 1981~2012 年的历史数据使用了 743 站的资料, 2013 年 1 月利用了 848 个地面观测站的数据; (3) NCEP 提 供的 2013 年 1 月大气温度的 FNL 分析资料(final analyses data), 资料为 1 天 4 次, 分别为北京时间 02, 08, 14 和 20 时, 水平分辨率为 1×1, 本文的分析中 用到了 FNL 分析资料中大气对流层低层 1000 和 925 hPa 两个垂直层次的气温资料. 本文中的能见度分析利用了地面气象观测站的 观测数据, 大气变量主要利用 NCEP/NCAR 再分析资 料 . 由于 FNL 分析资料具有较高的时间分辨率 , 在 计算 2013 年 1 月大气低层温度的逐日演变时使用了 FNL 分析资料, 在文中使用 FNL 分析资料之处予以
张人禾等: 2013 年 1 月中国东部持续性强雾霾天气产生的气象条件分析
2008). 1980~1995 年 , 美 国 霾 的 减 少 趋 势 伴 随 着 PM2.5 浓度的减少, 并且与硫化物排放的减少趋势一 致 (Schichtel 等 , 2001). 中国雾日数有明显的季节和 年代际变化, 冬季最多, 春季最少; 在 20 世纪 70~90 年代较多 , 20 世纪 90 年代以后减少 ; 而霾日数自 2001 年以来急剧增长(孙彧等, 2013). 中国雾日数减 少趋势的产生 , 与冬季日最低温度的升高以及相对 湿度的减小趋势有关 ( 刘小宁等 , 2005), 霾日数的增 加与人类活动导致的大气污染物排放量的增加趋势 以及平均风速的减少趋势有密切的联系(高歌, 2008). 另外 , 中国霾的变化趋势与经济活动的区域分布密 切相关, 在经济比较发达的中国东部和南部, 霾日具 有增加的趋势 , 而在经济相对滞后的东北和西北地 区, 霾日出现减少趋势(吴兑等, 2010). 关于中国雾霾天气的发生与气象因子之间的联 系 , 已有的研究一方面集中在如前所述的雾霾长期 变化趋势与气象因子变化趋势之间的关系 , 另一方 面集中在局地气象条件与雾生消演变过程 (Niu 等 , 2010)以及与霾天气的联系(童尧青等, 2007). 一些研 究分析了雾霾天气与大气环流的联系 . 按照地面天 气形势 , 可以把中国大范围的大雾分为均压型和锋 前型两大类, 其中前者主要与辐射雾相联系, 而后者 则主要跟平流雾相联系 (林建等 , 2008); 大气低层暖 平流、大气层结相对稳定和充沛的水汽条件, 对中国 东部大范围大雾的产生具有重要的作用(张新荣, 2006). 在珠江三角洲地区 , 当大气对流层中层出现 对流层低层在弱高压脊控制下并且 较强的纬向环流、 出现较弱的表面风时 , 有利于严重霾天气的发生 ( 吴 兑等, 2008). 2013 年 1 月, 中国东部地区出现了持续性强雾 霾天气, 江苏、北京、浙江、安徽和山东雾霾日数为 当地 1961 年以来同期最多(杨琨等, 2013). 图 1 给出 了 2013 年 1 月雾霾天数距平在中国的分布, 其中气 候值取为 30 年(1981~2010 年)1 月的气候平均. 可看 出大约在 110E 以东以及 40N 以南的中国东部地区, 许多区域的雾霾天数距平都超过了 5 天. 有 4 个距平 天数达到 10 天以上的高距平区域分别出现在广东中 西部区域, 湖北北部附近区域, 北京、天津和河北附 近区域 , 以及东部沿岸地区的江苏和山东南部区域 . 最大距平中心出现在江苏东部区域 , 距平天数超过 了 20 天. 已有的研究往往将雾和霾区分开来 , 分别研究