一次严重灰霾过程的气溶胶光学特性垂直分布_邓涛吴兑邓雪娇谭浩波李菲陈欢欢
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西北地区一次典型沙尘过程中气溶胶垂直分布和来源分析刘洋;徐娟;孔小怡;张春燕
【期刊名称】《陕西气象》
【年(卷),期】2022()2
【摘要】利用CALIPSO卫星星载激光雷达数据、MERRA-2再分析数据和GDAS(global data assimilation system)气象数据,采用聚类分析和根据气溶胶雷达比的分类方法,研究2020年4月9日甘肃酒泉地区一次典型的沙尘天气在传输过程中沙尘气溶胶的垂直分布特性和来源。
结果表明:本次沙尘过程中,沙尘分布在地面至4 km的范围,退偏振比值在0.1~0.4之间,色比值在0.5~0.8之间,利用气溶胶分类的结果,判定本次气溶胶类型为沙尘气溶胶;在2 km高度之下,消光系数的最大值为0.2 km^(-1)左右,当高度大于2 km时,消光系数随高度增加呈非线性减小;沙尘传输轨迹主要有3条,其中西北方向轨迹2条,占比约为65%,东北方向的轨迹1条,占比约为35%;结合MERRA-2再分析资料,由沙尘气溶胶光学厚度分布可知,本次的沙尘天气过程是西北方向轨迹,起源于新疆,并且主要向东传输。
【总页数】6页(P52-57)
【作者】刘洋;徐娟;孔小怡;张春燕
【作者单位】甘肃省气象信息与技术装备保障中心
【正文语种】中文
【中图分类】P425.55
【相关文献】
1.一次强沙尘输送过程中气溶胶垂直分布特征研究
2.一次沙尘天气过程中沙尘气溶胶对辐射的影响
3.一次沙尘暴过程中沙尘气溶胶对云物理量和辐射强迫的影响
4.沙尘暴影响下北京沙尘气溶胶的垂直分布及溯源分析
5.干旱区一次春季沙尘过程的大气气溶胶垂直分布结构及其特征
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DOI:10.13885/j.issn.0455-2059.2013.04.006兰州大学学报(自然科学版)Vol.49No.4第49卷第4期上海干霾与湿霾气溶胶消光特性的比较贺千山1,2,潘鹄2,黄颖2,耿福海1,2,陈勇航2,张华3,邓军英2,王玥2,桂丽娜21.上海市气象局,上海2000302.东华大学环境科学与工程学院,上海2016203.中国气象局国家气候中心,北京100081摘要:利用2009年3月−2010年2月上海市城市环境气象中心的微脉冲激光雷达资料,通过分析消光系数和光学厚度(AOD)等光学特性参量揭示了上海地区发生干霾和湿霾时气溶胶的垂直分布特征,并分析了相对湿度对干霾和湿霾的影响.结果表明:干霾日的发生频率要明显高于湿霾日;不同强度霾中,干霾在轻微霾与轻度霾中所占比例较多,而中度霾和重度霾中湿霾的比例增大,其中重度霾中湿霾多于干霾;湿霾时段的消光系数变化波动明显比干霾时段剧烈,干霾时消光在0.10km−1左右波动,而湿霾时消光从0.01∼1.00km−1变化不等;在500m以下的近地面大气,湿霾的消光基本大于干霾;干霾时段AOD无明显季节变化,而湿霾时段AOD变化趋势表现为春季>冬季>夏季>秋季,且90%来自于低层大气(0∼1km)的贡献;夏季相对湿度较大,湿霾最多,但湿霾中重度霾所占比例是所有季节中最小的,轻微霾比例最大;而春、秋、冬三季发生湿霾时的能见度明显低于干霾时,说明湿度的增加对消光的贡献明显增大.关键词:干霾;湿霾;消光;垂直分布;相对湿度中图分类号:X513文献标识码:AComparison of the extinction of aerosols and humidity influencebetween dry and damp haze periods in ShanghaiHE Qian-shan1,2,PAN Hu2,HUANG Ying2,GENG Fu-hai1,2,CHEN Yong-hang2,ZHANG Hua3,DENG Jun-ying2,WANG Yue2,GUI Li-na21.Shanghai Meteorological Bureau,Shanghai200030,China2.Environmental Science and Engineering College,Donghua University,Shanghai201620,China3.National Climate Center of China Meteorological Administration,Beijing100081,ChinaAbstract:Using the observational data of micro-pulse lidar from Shanghai Urban Environmental MeteorologicalCenter,the vertical distribution of aerosol extinctive properties during dry and damp haze periods in Shanghaiwere demonstrated by analyzing the extinction coefficient and the optical depth(AOD).The influence of humidityon dry and damp haze was also analyzed.Observation data results from one year showed that dry haze occurredsignificantly more frequently than damp haze;as for the different intensities of haze,the proportion of dry hazydays in the slight haze and mild haze was more than that in moderate and severe haze but the proportionof damp haze increased in moderate and severe haze,particularly there were more dry haze days in severehaze.Damp haze in the period of the extinction coefficient changefluctuated significantly than dry haze time.Stem haze extinction occurred in the0.1km,with aboutfluctuations,and wet haze extinction that occurred at0.01∼1km−1varied.In the500m atmosphere near the ground surface,wet haze of extinction was basically more severe than dry haze.During stem haze time there was no obvious seasonal changes in AOD while during wet haze time the changing trend of the AOD performance is spring>autumn>winter>summer,and90%was from the lower atmosphere(0∼1km).In summer the particle concentration was the lowest,but wet haze occurred most frequently because of the bigger relative summer humidity,whereas when wet haze happened the visibility was obviously lower than the stem haze in spring,autumn and winter.This shows that the contribution of light cancelation had increased obviously because of the increase of humidity.In short,during the summer,particles were fewer,and their proportion was the least of the seasons according to the severe haze in wet haze and the slight haze proportion was the largest,and therefore the visibility was not very poor.Key words:dry haze;damp haze;extinction;vertical distribution;relative humidity上海作为一个典型的超大城市,近十年来,由于经济和城市化迅猛发展,人口和机动车数量剧增.据2010年上海环境公报[1]报道,近年环境空气质量优良率总体虽呈上升趋势,但可吸入颗粒物依然是上海大气的首要污染物.特别是细粒子污染严重,灰霾问题日益突出,上海已成为中国灰霾严重污染区域之一[2−5].国内学者对灰霾的研究已有一些成果,如:吴兑等[6]研究了珠三角地区大气灰霾导致能见度下降的问题;胡荣章等[7]在化学成分分析的基础上,利用灰霾与能见度的关系,数值模拟了南京地区能见度分布及灰霾天气现象;童尧青等[8]利用南京及其郊区共6个气象站的观测资料,研究了南京地区霾天气的气候特征、气象要素特征,并对其成因进行了分析.总的来说,国内针对灰霾天气的研究主要集中在对灰霾的界定、天气学成因、气候特征、污染水平、时空分布、影响因素、光学属性、气溶胶化学及源解析[9−13]等方面.但是由于以往观测手段的限制,很少有针对垂直分布特征的研究,而气溶胶的垂直分布特征是评估气溶胶辐射效应的关键因素之一[14],然而却是目前气溶胶辐射强迫和气候环境影响的关键不确定因素[15−16].近年来,虽然有些学者已开展了气溶胶的垂直分布特征方面的研究[15−19],但主要是针对沙尘气溶胶及干霾的研究[19−21].另外,在湿度较高的天气条件下,霾粒子吸湿增长[22],相对湿的霾粒子消光能力增强,进而使能见度恶化,对霾的强度产生影响,对于这方面的考虑尚罕见.因此,本文按照相对湿度的不同将灰霾分为干霾和湿霾,对其光学特性的垂直分布特征进行比较研究,并分析影响干霾和湿霾形成的主要因素.1资料和方法为了研究灰霾天气时的气溶胶消光特性,本文采用2009年3月至2010年2月芬兰Vaisala公司的Milos500七要素自动气象站的观测资料,首先统计筛选出灰霾天气时数和日数.根据最新的气象观测行业标准和研究进展[22−24],本文做出如下定义:1)当研究时段内(一般为1h)平均能见度小于10km,平均相对湿度小于95%,且排除该时段内出现降水、沙尘暴、扬沙、浮尘、烟幕、吹雪、雪暴等天气,则认为出现灰霾天气,该时段定义为灰霾时.2)平均相对湿度小于80%的灰霾定义为干霾,平均相对湿度在80%∼95%之间的灰霾则定义为湿霾.3)8:00−18:00期间,灰霾时至少出现2次,则定义该日为灰霾日.另外,根据最新的气象行业观测标准,当出现灰霾天气时,根据能见度V的不同,又将其分为不同强度的霾,即轻微霾(5km V <10km)、轻度霾(3km V<5km)、中度霾(2km V<3km)和重度霾(V<2km).在数据分析中,因为消光系数σ可以作为能见度R的标准,它与能见度的关系由Koschmieder 公式给出[25]:R=3.912/σ.由此处理能见度平均值时,按照几何平均的算法,即把能见度换算为消光系数,对消光系数平均后,再求出平均能见度.本文所用的微脉冲激光雷达(Micro-pulse Lidar, MPL)安装在上海市城市环境气象中心三楼观测平台上的恒温室内(海拔12m).该雷达自2008年5月正式运行以来,除维修和恶劣天气关机外,全天24h连续运行.雷达垂直指向天空,空间分辨率30m,脉冲重复频率2.5kHz.该雷达采用Nd:YLF激光器,波长为527nm,脉冲的平均输出能量为10µJ,消光系数的最大测量精度为0.01km−1.理论最大探测距离为30km,在白天无云的情况下,受太阳光背景噪音的影响探测高度下降到10km(Sigma AMPL Data System User’s Manual_Ver3.4).雷达每15s 产生一组数据,为了提高接收数据的信噪比,按整点对原始数据做了1h平均,然后再做消光系数的反演.气溶胶消光系数垂直廓线的反演采用近端法解雷达方程[26],方程中的关键参数:“消光后向散射比”采用柱平均值45sr ,代表了城市气溶胶的平均状况[27].从地面到10km 积分垂直消光系数廓线获得对流层气溶胶光学厚度(AOD).图1给出了一个重霾日的激光雷达探测结果,其中色标是距离订正后的Lidar 后向散射信号.从图1中可以明显看到当天边界层发展缓慢,边界层顶最高达到1.5km ,造成气溶胶在边界层内的堆积而形成霾天气.白天6km 处的云层也清晰可见.图12009年6月3日Lidar 探测距离订正后向散射信号Figure 1Range corrected backscattering signal by lidaron June 3,2009根据上海的气候特征,在分析季节变化时3,4,5月代表春季,6,7,8月为夏季,9,10,11月为秋季,12,1,2月表示冬季.利用上述结果分析了上海地区干湿霾天气下气溶胶消光特性的垂直分布特征及其日变化和季节变化.2结果与分析2.1干霾与湿霾日数的统计特征上海在一年的灰霾发生日数为275天,并呈现如下趋势:冬季>夏季>春季>秋季.另外,上海近一年发生的干霾日为226天,湿霾日为70天,其中有21天既有干霾又有湿霾.由图2可知,干霾日的发生频率要明显高于湿霾日,冬季最多,达到64天,其次是春季.湿霾在夏季最多,达到28天,明显高于其他3个季节.图2上海干霾与湿霾天数的季节分布Figure 2Seasonal variations of occurrence of dry anddamp haze at Shanghai对上海最近一年不同强度的霾进行统计,并以该天出现的最严重的霾为标准,结果见图3.由图3可知,近一年中各个季节均以轻微霾发生最为频繁,其中秋冬季为33天左右,春夏季为40天左右.轻度霾则冬季略多,其余相当,为16天左右;中度霾夏冬略多,超过10天,春秋则在10天以下;而重度霾在冬季出现最多,为8天.冬季易发生重度霾是因为垂直湍流较弱,边界层较低,不利于气溶胶的扩散和输送.而这一年中春季和夏季也发生了2天重度霾,主要是受沙尘输送以及大范围雾天的影响而导致连续的霾天,存在一定的偶然性.图3上海不同强度霾天数的季节分布Figure 3Seasonal variations of occurrence of differentintensity haze at Shanghai从上海不同强度霾中干霾与湿霾的比例来看(图4),轻微霾和轻度霾中以干霾为主,分别达到了130天和60天,远远多于该强度的湿霾.而在重度霾和中度霾中,湿霾的比重开始增大,其中重度霾中湿霾多于干霾.图4上海不同强度霾中干霾与湿霾日数的对比Figure 4Comparison of occurrence of dry and damphaze in different intensity at Shanghai2.2干霾与湿霾气溶胶消光特性垂直分布特征通过分析2009年3月至2010年2月上海地区各个季节分别发生干霾和湿霾时的小时平均气溶胶消光系数,并对上午、中午、下午(9:00,12:00,15:00)发生干湿霾时的消光系数进行对比,发现湿霾时段的消光系数变化波动明显比干霾时段剧烈,干霾时消光系数在0.10km −1左右波动,而湿霾时消光系数从0.01∼1.00km −1变化不等.除了夏季,其余季节湿霾的消光系数在500m 以下的近地面大气层内基本大于干霾,以冬季最为明显,所以湿霾对能见度下降的贡献多于干霾,即高湿度的霾天产生的消光更强[28].大气气溶胶的光学厚度(AOD)是表征大气气溶胶对光的衰减作用以及大气浑浊度的一个重要物理量,它是气溶胶消光系数对垂直高度的积分.而为了分析干霾与湿霾时段气溶胶消光特性垂直分布,用对应时段的气溶胶消光系数分别计算了各季节不同高度层的气溶胶光学厚度,结果列于表1和表2,并绘柱状分布图于图5和图6.本文中太阳光度计在2009年3月至2010年2表1干霾时段不同高度内气溶胶AOD 及相互比例Table 1AOD for different heights and mutual proportion for dry haze时段AOD 6(0∼6km)AOD 3(0∼3km)AOD 1(0∼1km)AOD 3/AOD 6AOD 1/AOD 6AOD 1/AOD 3春0.06730.06040.05590.89770.83040.9250夏0.04010.03580.03120.89270.77780.8713秋0.03320.02970.02710.89190.81640.9153冬0.05690.05420.04690.95310.82440.8650平均值0.04940.04500.04030.90890.81230.8942标准差0.01350.01270.01170.02560.02050.0263图5干霾时段不同高度气溶胶光学厚度的季节变化Figure 5Seasonal variation of aerosol optical depth atdifferent heights for dry haze图6湿霾时段不同高度气溶胶光学厚度的季节变化Figure 6Seasonal variation of aerosol optical depth atdifferent heights for damp haze月观测天数与总样本数为:春季,61天,样本数1081;夏季,41天,样本数242;秋季,43天,样本数599;冬季,56天,样本数712.其季节分布呈现出春季>冬季>秋季>夏季的规律,这主要跟天气现象有关,夏秋多雨,且天气不稳定,所以晴天数量较少,冬春季节则较多.而冬季比春季样本数少是因为冬季太阳出得晚,落得早,日照时间少于春季,所以综合下来春季样本数最多.结果表明:干霾时段AOD 春季最大,其余季节相对接近,而湿霾时段AOD 变化趋势表现为:春季>冬季>夏季>秋季.春季AOD 较大的原因是受北方沙尘的影响而导致的气溶胶散射的增强.AOD 的分布表现为湿霾时段低层大气(0∼1km)贡献较大,占90%,而干霾时段的气溶胶的垂直分布情况则较平均.2.3灰霾与相对湿度上海地区灰霾频繁发生的主要原因是人为气溶胶排放的增多,而风速风向、边界层高度、相对湿度等气象要素也是决定灰霾形成与强度变化的重要因素.这方面发表的研究结果虽然不少[29−30],但对于相对湿度与灰霾的关系的研究却较少见.干状态下,对于气溶胶的光学性质而言,颗粒物本身的浓度是最重要的,其次是气溶胶的粒子谱分布、相对折射率,最后是颗粒物的形态.然而,上述决定气溶胶光学性质的参数本身都是相对湿度的函数,当相对湿度达到60%以上时,相对湿度本身,或者说气溶胶所吸收的水分就成为主导的控制因素.当相对湿度达到70%∼80%时,水分一般可以贡献气溶胶总质量的50%,甚至更多[31],所以随着环境相对湿度的增加,大气气溶胶对可见光的散射是增强的.图7反映的是一年内上海灰霾与无霾时段各自的相对湿度季节变化,其中,灰霾时段的湿度普遍比无霾时段高,表明相对干的气溶胶粒子群体消光能力小于相对湿气溶胶粒子群体,这样会减少大气对太阳辐射的吸收.这一结果表明大气湿度进一步加剧了气溶胶粒子的短波辐射温度效应[32],更加不利于大气污染物的扩散,即更有利于霾的形成.相对湿度季节变化趋势表现为:夏季>秋季>冬季>春季.夏季湿度最高,气溶胶多处于高湿度的状态,所以导致的湿霾也较多.图7灰霾和无霾时段相对湿度的季节变化Figure7Seasonal variation of relative humidity in hazeand haze-free conditions at Shanghai图8反映的是2009年3月至2010年2月各个季节分别出现干霾和湿霾时的能见度情况,能见度季节变化趋势表现为:干霾时,春季>秋季>夏季>冬季;湿霾时,夏季>秋季>春季>冬季.除了夏季,春、秋、冬三季发生湿霾时的能见度明显低于发生干霾时,表明湿度的增加对消光的贡献明显增大.表3是2009年3月至2010年2月对春夏秋冬4个季节的灰霾和无霾时段相对湿度统计结果取平均值所得.表4是2009年3月至2010年2月对春夏秋冬4个季节的干霾和湿霾时段的能见度状况统计结果取平均值所得.图8干霾和湿霾时段的能见度状况Figure8Seasonal variation of visibility in day and damphaze conditions at Shanghai表3灰霾和无霾时段相对湿度的季节变化Table3Seasonal variation of relative humidi-ty in haze and haze-free conditions atShanghai%季节无霾灰霾春6348.4394179.153夏5834.2886007.932秋6341.4605071.280冬5625.0543731.363表5是2009年3月至2010年2月发生干霾和湿霾时不同强度霾的比例,其中重度霾的发生比例季节变化趋势为:干霾时,冬季>夏季>秋季>春季;湿霾时,冬季>春季>秋季>夏季.与能见度的变化趋势一致,由此可见,干、湿霾对能见度的影响主要来自重度霾.至于夏季干湿霾能见度相似,是因为夏季颗粒物少,湿霾中重度霾所占比例也是所有季节中最小的,而轻微霾比例是最大的,所以能见度并不差.表5不同季节发生干霾和湿霾时不同强度霾的比例Table5Proportion of different intensities for dry haze and damp haze for four seasons%季节干霾湿霾重度霾中度霾轻度霾轻微霾重度霾中度霾轻度霾轻微霾本文以2009年3月到2010年2月为研究时段,采用芬兰Vaisala公司的Milos500七要素自动气象站的观测资料,筛选出总的灰霾日和干湿霾的发生日,并根据激光雷达获得的消光系数垂直廓线,进而计算出光学厚度,对干霾和湿霾消光特性的垂直分布特征的日变化和季节变化进行了比较研究,并分析影响干霾和湿霾形成的因素,得到以下结论:上海近一年的灰霾发生日数总共达275天,并呈现如下季节变化趋势:冬季>夏季>春季>秋季.干霾日的发生频率要明显高于湿霾日,冬季最多,而湿霾在夏季最多;不同强度霾中,干霾在轻微霾与轻度霾中所占比例较多,而中度霾和重度霾在湿霾中的比例增大,其中重度霾中的湿霾多于干霾,说明高湿度的霾天气溶胶产生更强的消光.湿霾时段的消光系数变化波动明显比干霾时段剧烈,干霾时消光在0.10km−1左右波动,而湿霾时消光从0.01∼1.00km−1变化不等.在500m以下的近地面大气,湿霾的消光基本大于干霾,以冬季最为明显,所以湿霾对能见度下降的贡献大于干霾.干霾时段气溶胶光学厚度无明显季节变化,而湿霾时段光学厚度季节变化趋势表现为:春季>冬季>夏季>秋季,且90%来自于低层大气(1km 以下)的贡献.春季气溶胶光学厚度最大的原因是受北方沙尘的影响而导致的气溶胶散射的增强.上海灰霾日季节分布为:冬季>夏季>春季>秋季.冬季灰霾日最多是因为冬季的颗粒物浓度最高,且边界层最低,大气层结稳定,污染物得不到扩散;其次是夏季,由于受午后降雨的影响,导致边界层降低,夏季虽然颗粒物浓度最低,但空气湿度较大,多雨且雨后边界层降低,使得霾日增多,并以湿霾为主;春秋季虽边界层相对较高,污染物扩散条件相对较好,但是春季北方沙尘频发,在一定的大气环流条件下会通过长距离输送到长三角地区.上海受其影响大气中的浮尘增多,使得颗粒物浓度增大,霾天略多于秋季,并且干霾日数比夏秋两季都多.春、秋、冬三季发生湿霾时的能见度明显低于发生干霾时,说明湿度的增加对消光的贡献明显增大.而夏季例外是因为受降水冲刷作用影响颗粒物较少,湿霾中重度霾所占比例是所有季节中最小的,轻微霾比例最大,所以能见度并不差.[1]上海市环境保护局.2010年上海市环境状况公报[R].(2011-10-22)[2012-10-20]..cn/law/bulletin.asp.[2]范雪波,吴伟伟,王广华,等.上海市灰霾天大气颗粒物浓度及富集元素的粒径分布[J].科学通报,2010,55(13):1221−1226.[3]张懿华,段玉森,高松,等.上海城区典型空气污染过程中细颗粒污染特征研究[J].中国环境科学, 2011,31(7):1115−1121.[4]殷永文,程金平,段玉森,等.上海市霾期间PM2.5、PM10污染与呼吸科、儿呼吸科门诊人数的相关分析[J].环境科学,2011,32(7):1894−1898.[5]潘鹄,耿福海,陈勇航,等.利用微脉冲激光雷达分析上海地区一次灰霾过程[J].环境科学学报,2010,30(11):2164−2173.[6]吴兑,毕雪岩,邓雪娇,等.珠江三角洲大气灰霾导致能见度下降问题研究[J].气象学报,2006,64(4):510−518.[7]胡荣章,刘红年,张美根,等.南京地区大气灰霾的数值模拟[J].环境科学学报,2009,29(4):808−814.[8]童尧青,银燕,钱凌,等.南京地区霾天气特征分析[J].中国环境科学,2007,27(5):584−588.[9]吴兑.大城市区域霾与雾的区别和灰霾天气预警信号发布[J].环境科学与技术,2008,31(9):1−7. [10]徐政,李卫军,于阳春,等.济南秋季霾与非霾天气下气溶胶光学性质的观测[J].中国环境科学,2011,31(4):546−552.[11]段菁春,谭吉华,盛国英,等.广州灰霾期间颗粒态PAHs的污染特征及来源[J].环境科学,2009,30(6):1575−1579.[12]傅家谟.二次气溶胶对灰霾贡献大[J].环境,2008(7):28−29.[13]杨卫芬,银燕,魏玉香,等.霾天气下南京PM2.5中金属元素污染特征及来源分析[J].中国环境科学, 2010,30(1):12−17.[14]Claquin T,Schulz M,Balkanski Y J,et al.Un-certainties in assessing radiative forcing by mineraldust[J].Tellus Series B:Chemical and PhysicalMeteorology,1998,50(5):491−505.[15]Huang Jiang-ping,Huang Zhong-wei,Bi Jian-rong,et al.Micro-pulse lidar measurements ofaerosol vertical structure over the loess plateau[J].Atmospheric and Oceanic Science Letters,2008,1(1):8−11.[16]Huang Jiang-ping,Patrick Minnis,Chen Bin,et al.Long-range transport and vertical structureof Asian dust from CALIPSO and surface measure-ments during PACDEX[J].Journal GeophysicalResearch,2008,113(D23):D23212.1−D23212.7.[17]陈勇航,毛晓琴,黄建平,等.一次强沙尘输送过程中气溶胶垂直分布特征研究[J].中国环境科学,2009,29(5):449−454.[18]李成才,刘启汉,毛节泰,等.利用MODIS 卫星和激光雷达遥感资料研究香港地区的一次大气气溶胶污染[J].应用气象学报,2004,15(6):641−650.[19]刘琼,耿福海,陈勇航,等.上海不同强度干霾期间气溶胶垂直分布特征[J].中国环境科学,2012,32(2),1597−1601.[20]徐婷婷,秦艳,耿福海,等.环上海地区霾气溶胶垂直分布的季节变化特征[J].环境科学,2012,33(7):2165−2171.[21]王苑,耿福海,陈勇航,等.基于微脉冲激光雷达的上海浦东地区不同强度霾研究[J].中国环境科学,2013,33(1):21−29.[22]吴兑,吴晓京,朱小祥.雾和霾[M].北京:气象出版社,2009:17.[23]中国气象局.QX/T113-2010中华人民共和国气象行业标准——霾的观测和预报等级[S].北京:中国气象局,2010-1-20.[24]罗云峰,周秀骥,李维亮.大气气溶胶辐射强迫及气候效应的研究现状[J].地球科学进展,1998,6(13):572−581.[25]Elterman L .Vertical attenuation model with eightsurface meteorological ranges 2to 13kilometers[R].Washington :PN ,1970.[26]Fernald F G .Analysis of atmospheric lidar ob-servations :some comments[J].Appl Optics ,1984,23(5):652−653.[27]Ansmann A ,Engelmann R ,Althausen D ,et al .High aerosol load over the pearl river delta ,China ,observed with Raman lidar and Sun photometer[J].Geophys Res Lett ,2005,32(13):652−653.[28]李洪敬,孙东松,杨春沪,等.苏州城区1064nm 激光雷达大气消光特性的观测[J].激光与红外,2005,5(35):323−326.[29]宋宇,唐孝炎,方晨,等.北京市能见度下降与颗粒物污染的关系[J].环境科学学报,2003,23(4):468−471.[30]王京丽,刘旭林.北京市大气细粒子质量浓度与能见度定量关系初探[J].气象学报,2006,64(2):221−228.[31]程雅芳,张远航,胡敏.珠江三角洲大气气溶胶辐射特性[M].北京:科学出版社,2008:16.[32]李子华,杨军,黄世鸿.考虑湿度影响的城市气溶胶粒子白天温度效应[J].大气科学,2000,24(1):87−94.(责任编辑:张勇)(上接第496页)[15]郭勇涛,佘峰,王式功,等.兰州市空气质量状况及与常规气象条件的关系[J].干旱区资源与环境,2011,25(11):100−105.[16]陈锦,李东庆,喻光明,等.近40年来西北地区沙尘暴日数时空分布及变化趋势[J].华中师范大学学报:自然科学版,2008,42(4):659−665.[17]王式功,董光荣,陈惠忠,等.沙尘暴研究的进展[J].中国沙漠,2000,20(4):349−356.[18]王式功,杨民,祁斌,等.甘肃河西沙尘暴对兰州市空气污染的影响[J].中国沙漠,1999,19(4):354−358.[19]中国气象局科技发展司.人工影响天气岗位培训教材[M].北京:气象出版社,2003:32−56.[20]耿丽梅,王剑平,盛建萍,等.大气降水对环境空气净化之研究[J].洛阳工业高等专科学校学报,2004,14(1):51−53.[21]刘宇,王式功,尚可政,等.兰州市低空风时空变化特征及其与空气污染的关系[J].高原气象,2002,21(3):322−326.[22]王式功,杨德保,尚可政,等.兰州市城区冬半年低空风特征及其与空气污染的关系[J].兰州大学学报:自然科学版,1997,33(3):97−105.[23]杨学梅,陈长和.复杂地形上城市热岛效应的数值模拟[J].兰州大学学报:自然科学版,1998,34(3):117−124.[24]杨德保,王式功,王玉玺.兰州城市气候变化及热岛效应分析[J].兰州大学学报:自然科学版,1994,32(4):161−167.[25]王海啸,陈长和.城市气溶胶对边界层热量收支的影响[J].高原气象,1994,13(4):441−448.[26]李韧,季国良.敦煌地区大气气溶胶的辐射效应[J].太阳能学报,2004,25(3):320−324.(责任编辑:张勇)。
干旱区一次春季沙尘过程的大气气溶胶垂直分布结构及其特征张杰;唐从国【期刊名称】《高原气象》【年(卷),期】2012(31)1【摘要】采用微脉冲激光雷达(Micro-Pulse Lidar,MPL)对干旱荒漠代表站张掖站上空一次春季沙尘暴过程的边界层和自由大气的气溶胶分布和大气环境进行了观测。
结果表明,气溶胶的垂直廓线可分为高、中、低3层,高层气溶胶出现在5~9km,主要是通过上风方向的高海拔区域或低层气溶胶通过对流等过程突破边界层顶进入自由大气输送而来,其分布高度在一天中随着时间的推移逐渐降低;中层气溶胶位于2.5~4.5km,其消光特性随高度的增加没有明显的变化,具有垂直混合现象;低层气溶胶在2.5km以下,其消光特性随着高度增加反而降低;中、低层气溶胶主要来源于外部源区或当地沙尘源区和沙壤土起沙。
气溶胶垂直分布表现出3种形式:在大气稳定条件下,气溶胶随高度增加呈单峰型减小趋势;不稳定条件下随高度增加指数型降低;混合层中随高度增加而保持稳定。
由于受边界层日变化的影响,气溶胶分布的上界出现单峰型日变化特征,具体表现为下午较高,早晨较低。
【总页数】11页(P156-166)【作者】张杰;唐从国【作者单位】气象灾害省部共建教育部重点实验室/南京信息工程大学;中国气象局兰州干旱气象研究所【正文语种】中文【中图分类】P402【相关文献】1.2011年春季上海市一次典型污染过程及气溶胶的垂直分布特征2.一次强沙尘输送过程中气溶胶垂直分布特征研究3.塔克拉玛干沙漠腹地春季一次沙尘暴沙尘气溶胶的辐射特征4.北京市春季沙尘暴天气大气气溶胶污染特征研究5.西北地区一次典型沙尘过程中气溶胶垂直分布和来源分析因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
第39卷 第4期2021年8月干 旱 气 象JournalofAridMeteorologyVol.39 No.4August,2021卿清涛,刘 佳,李小兰,等.四川盆地一次持续性雾霾天气演变特征及其成因[J].干旱气象,2021,39(4):610-619,[QINGQingtao,LIUJia,LIXiaolan,etal.AnalysisofCauseandEvolutionCharacteristicsofaContinuousSevereFogandHazeEpisodeinSichuanBasin[J].JournalofAridMeteorology,2021,39(4):610-619],DOI:10.11755/j.issn.1006-7639(2021)-04-0610四川盆地一次持续性雾霾天气演变特征及其成因卿清涛1,2,刘 佳1,2,李小兰1,2,罗 玉1,2,郭海燕1,甘薇薇1,2,孙 2,3(1.四川省气候中心,四川 成都 610072;2.高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点研究室,四川 成都 610072;3.四川省气象探测数据中心,四川 成都 610072)摘 要:根据单站雾霾日数和区域雾霾过程的确定方法,挑选2014年12月16日至2015年1月27日四川盆地典型雾霾过程,结合空气质量指数(AQI)、污染物质量浓度、气象要素特征和大气环流背景,研究此次持续雾霾天气的产生、演变及转化特征。
结果表明:(1)此次雾霾过程表现出强度强、持续时间长、发生范围广的显著特点。
(2)AQI和污染物质量浓度的变化与雾霾天气过程高度一致,本次雾霾过程的主要污染物为PM2.5,其次是PM10。
(3)此次过程出现了不同强度的污染物积累、到达峰值及急速减弱阶段,雾霾天气过程的强弱与天气形势、边界层垂直结构密切相关,与历史同期相比,这次超长雾霾过程盆地平均气温偏高1.24℃,降水偏少34.77%,日照时数偏多10.33h,相对湿度偏低2.67%,风速基本持平略偏大,稳定的大气环流形势为雾霾天气和严重污染提供了持续稳定的大气环境场;强逆温层结、边界层的下沉运动、地面弱风场中的辐合均使水汽和污染物存留在近地层不易向高空扩散,造成雾霾天气持续。