高原城市臭氧浓度的多尺度变化特征及与气象条件的关系──以贵阳市为例

相较于中东地区,贵阳市大气环境较为清洁,且O_3的变化有待开展深入研究。笔者通过对贵阳市环境保护局设置在市内和郊区的10个环境空气质量监测国控点近5年(2013年1月—2017年12月)的O_3逐小时浓度资料及气象、地理资料分析了贵阳市O_3浓度的时空分布特征,并探讨典型气象因素对O_3浓度变化的作用。本文主要针对贵阳市大气污染物O_3相对于其他污染物偏高,以及郊区比市区夜间的O_3浓度明显偏高现象,主要从盆地特殊地形及风的作用对O_3时空变化进行分析。结果表明:(1)贵阳市年平均O_3浓度变化为逐年增加趋势,与排放源增加有关。O_3的季节变化主要受天气气候条件影响,O_3日变化与太阳辐射、气温等气象因子显著相关。(2)郊区O_3浓度明显高于城区,且出现的时段多在夜间。这一现象与城区与郊区的排放源差异、下垫面性质和地形小气候特征有关。(3)在排放源一定的条件下,影响贵阳市城区和郊区O_3浓度变化的主要因素是特殊的盆地地形构造和风速风向。冬半年和夏半年城区的O_3小时浓度变化与风速显著正相关。冬半年郊区O_3小时浓度变化与风速也呈正相关,但是在夏半年,郊区的O_3小时浓度与风速呈显著性反相关,这是由郊区的谷地地形构造和风向造成。     

遵义臭氧时空变化特征及与气象条件的关系

为了研究云贵高原城市遵义O₃分布特征及与气象条件的关系,通过对遵义市城区2014—2017年连续4年环境监测站和气象站观测数据的分析。结果表明：（1）遵义市O₃浓度超标率较之前增长较快;（2）遵义市O₃浓度基本呈现夏、秋季高,春、冬季低的季节特征,O_3-8h浓度最高月份一般出现在5月,峰值为52.71 μg/m ³,谷值出现在11月为26.18 μg/m ³。这与夏、秋季平均日照时间长、平均气温高有很大的关系;（3）遵义市O₃浓度日变化曲线呈单峰型分布,白天浓度明显高于夜间,峰值一般出现在16:00左右;（4）城市大气污染主要源自局地排放和化学转化,太阳辐射、气温、风速、日照和相对湿度是影响城区O₃浓度的主要气象因素,复杂地形下降水量和气压对O₃浓度传输能力影响相对较弱。     

遵义臭氧时空变化特征及与气象条件的关系

为了研究云贵高原城市遵义O_3分布特征及与气象条件的关系,通过对遵义市城区2014—2017年连续4年环境监测站和气象站观测数据的分析。结果表明:(1)遵义市O_3浓度超标率较之前增长较快;(2)遵义市O_3浓度基本呈现夏、秋季高,春、冬季低的季节特征,O_(3-8h)浓度最高月份一般出现在5月,峰值为52.71μg/m~3,谷值出现在11月为26.18μg/m~3。这与夏、秋季平均日照时间长、平均气温高有很大的关系;(3)遵义市O_3浓度日变化曲线呈单峰型分布,白天浓度明显高于夜间,峰值一般出现在16:00左右;(4)城市大气污染主要源自局地排放和化学转化,太阳辐射、气温、风速、日照和相对湿度是影响城区O_3浓度的主要气象因素,复杂地形下降水量和气压对O_3浓度传输能力影响相对较弱。     

长沙市城区热岛时间分布特征分析

为了研究长沙市城区的热岛特征及变化规律,利用长沙市城区和郊区气象观测站的观测数据,通过统计分析,对长沙市城区热岛强度时间分布特征进行了研究。结果表明：（1）21年间（1988-2008年）长沙市平均热岛强度为0.92℃,年均变化在0.76~1.46℃之间。（2）热岛强度的季节变化规律是秋、冬季强,春、夏季弱。（3）热岛强度日变化表现为夜间比白天强;夏季整天存在热岛现象,其他季节表现为快速形成和快速消失的现象。结论表明：长沙市热岛强度的年变化与城市建设的进程相一致;近20年来,长沙市城区和郊区的气温同步增高,同时热岛强度越来越大,说明全球气候变暖加剧了城市热岛效应,同时也是人类活动结果的影响。     

长沙市城区热岛时间分布特征分析

为了研究长沙市城区的热岛特征及变化规律,利用长沙市城区和郊区气象观测站的观测数据,通过统计分析,对长沙市城区热岛强度时间分布特征进行了研究。结果表明：（1）21年间（1988—2008年）长沙市平均热岛强度为0.92℃,年均变化在0.76~1.46℃之间。（2）热岛强度的季节变化规律是秋、冬季强,春、夏季弱。（3）热岛强度日变化表现为夜间比白天强;夏季整天存在热岛现象,其他季节表现为快速形成和快速消失的现象。结论表明：长沙市热岛强度的年变化与城市建设的进程相一致;近20年来,长沙市城区和郊区的气温同步增高,同时热岛强度越来越大,说明全球气候变暖加剧了城市热岛效应,同时也是人类活动结果的影响。     

塔城地区老风口风能资源的分析与研究

本文利用老风口区域托里县、额敏县气象局近30年（1981--2010年）常规气象资料及老风口地区2个70m高度测风塔9年（2004—2012年）的实测资料，结合国家标准风电场气象观测资料审核、订正技术规范。统计分析了该区域近30年风向、风速变化规律。研究该区域风能变化特征．为老风口风电场扩大开发提供重要理论依据。     

城市化发展对相对湿度的影响——以济宁市为例

为了研究济宁城市化发展对相对湿度的影响,利用1981—2010年济宁及周边郊区3县（兖州、汶上、嘉祥）台站的相对湿度资料,研究分析了济宁城区、郊区的相对湿度变化趋势和特点。在此基础上,探讨了城市化发展对济宁城郊相对湿度的影响。研究发现：（1）济宁城区、郊区1981—2010年相对湿度有相同的年际变化趋势,均呈现减少趋势。其中,相对湿度在春季和秋季减幅最大,且郊区相对湿度的降低速度高于城区,意味着济宁城区和郊区正逐步暖干化。（2）近30年来,济宁市在年平均相对湿度上表现为明显的干岛现象,且呈上升趋势,在20世纪90年代较为突出,2000年以后城市干岛现象虽高于平均值,但呈现明显的下降趋势。（3）济宁城市干岛效应具有明显的月季变化特征和四季变化特征：即冬半年明显高于夏半年。四季干岛强度均有加强的趋势,春秋季节最强,夏季最弱,冬季居中,四季均表现为1991—2000年热岛强度较强,2000年以后热岛效应有所减缓,与年度变化一致。济宁在2时、8时、14时、20时4个时刻的年平均上都反映了干岛效应,2时的干岛强度最大,而在午后14时干岛强度是最小。     

张家口作物生长季气候资源变化及特色农业

为了找出张家口作物生长季气候资源的分布规律和变化特征,为农业生产合理利用气候资源提供一定理论依据,利用1962—2013年张家口13个站点逐日气象资料,运用一元线性回归方程等统计方法分析该地区作物生长季（5—9月）气候资源变化特征,并结合地形分析其空间分布规律。结果表明,张家口作物生长季平均气温随着海拔高度递减而递增,近52年来呈上升趋势;≥10℃积温随海拔高度的递减而递增,近52年来呈上升趋势;降水量受地形影响较大,近52年来总趋势为下降趋势;日照时数受地形影响比较明显,坝头一带最少,近52年来呈减少趋势。根据气候资源的空间分布规律和近52年来的变化特征,坝上适合发展绿色错季蔬菜;坝下河谷盆地适合种植葡萄;坝下半山半川丘陵区是杏仁的理想产地。     

卢氏新旧两站观测资料的差异研究

利用卢氏站2014年新、旧站址正式气象观测记录月报表数据，采用通用差值统计方法，分别计算气温、最高气温、最低气温、相对湿度、2 min平均风速的差值平均值、年差值标准差等；风向一致性采用相符率统计。通过上述计算结果对卢氏新、旧站址的气象资料进行对比、分析与评估工作，并分析引起变化的原因，以期为站址迁移及迁站后的预报服务工作提供参考。结果表明：新址年平均气温和年最高气温比旧址分别低0.3℃、1.1℃，年最低气温比旧址高0.1℃，年最高气温相差最大；年平均相对湿度差值为0%，说明相对湿度受站址迁移的影响不大；新址风速大于旧址，年平均风速偏大1.0 m/s；旧址与新址年风向相符率只有26%，两站风向一致性很差。通过对新、旧站址各气象要素的差异研究，为气象预报服务中气象要素的精准预报和科研业务中气象资料的准确利用提供保障，为卢氏站气象资料序列延续和均一化处理提供依据。     

2015年呼和浩特市PM2.5、PM10污染特征及其与气象条件的关系

为了研究呼和浩特市污染特征及其与气象条件的关系，利用大气环境监测数据和常规气象观测资料，分析2015年PM_2.5、PM₁₀浓度特征及与气象要素的关系；结合11月末呼和浩特市严重雾霾天气，对其成因进行初步分析。结果表明：（1）呼和浩特市冬季PM_2.5与PM₁₀浓度是四季中最高，夏季最低；2015年月均最大值出现在12月，PM_2.5与PM₁₀浓度变化趋势基本一致，年平均相关系数为0.711；（2）PM_2.5浓度与能见度、气压、相对湿度的相关系数分别为：-0.887、0.815、0.501；与风向风速及降水量年均相关性不明显；（3）2015年呼和浩特市11月降水明显加强，而冷空气势力较弱，风速小，气温偏高，29日呼和浩特市上空形成了逆温层，维持时间较长，这正是雾霾持续出现及异常加强的一个重要原因，冬季采暖是11月污染物浓度加强的另一个重要原因。     

Growth and Change in U.S. Cities and Suburbs

Differential rates of growth and decentralization are processes that characterized U.S. urban areas over the past three decades. This paper examines the determinants of growth in cities and suburbs during the 1970s, the 1980s, and the 1990s. The modeling approach adopted in the study allows for simultaneity between population and employment, and between cities and suburbs, while also taking into account a range of other explanatory factors. Results indicate that population and employment growth in cities tend to be jointly determined, but that growth of employment in the suburbs tends to drive growth of suburban population. Results also suggest that suburban and city growth are interrelated, but that the nature of these interrelationships varies over time: suburban growth promoted city growth during the 1970s and 1980s, while city and suburban growth were jointly determined during the 1990s. Other factors that consistently explain variation in city growth include demographics, population density, crime rates, and income inequality. Factors consistently explaining suburban growth include regional location and climate.     

环县近60年蒸发量变化特征及影响因子分析

为了研究陆面水分循环特征以及干旱致灾过程和机理,利用甘肃环县1958—2014 年的气象资料,分析环县57 年来蒸发量的季节和年际变化趋势、阶段性突变特征及影响因子。结果表明：蒸发量具有明显的年际变化特征,年及四季最大蒸发量均出现在20 世纪50 年代后期,最小蒸发量出现在2000 年后。通过相关分析发现,蒸发皿蒸发量与平均风速、平均气温和日照时数具有极显著的正相关,与相对湿度、降水量具有较显著的负相关。分析发现环县蒸发量出现减少趋势的原因主要是风速减小,其次是日照时数的减少和降水量的增加。     

石羊河流域日照时数的变化特征及影响因子分析

为了合理调整种植结构、优化农业生产布局、保护生态环境以及提高太阳能的开发利用效率。笔者利用1961—2010年石羊河流域5个气象站逐日日照及年总云量、低云量、降水、相对湿度、沙尘日数和平均风速等观测资料,运用线性系数法系统分析了石羊河流域各县区近50年来日照时数的时空分布及强度特征,然后采用相关系数和多元线性回归中的标准化回归系数分析了影响日照时数的主要气象因子。结果表明：受海拔高度、地形地貌以及天气系统等影响,石羊河流域日照时数低海拔地区大于高海拔地区。除凉州外,各地年、年代日照时数总体呈增加趋势,民勤、永昌的增加趋势尤为显著,年日照时数的时间序列存在5~8年的准周期变化;各季节日照时数变化趋势不太一致,总体上呈增加趋势,春季增加最显著;月日照时数变化也存在差异,除天祝外,6月为1个高峰,9月和12到次年1月为2个低谷。各强度日照时数的日数变率较大,随着日照时数长度的增长,各地日照日数呈先增加后减小。石羊河流域日照时数的主要影响因子是总云量和低云量,其次是相对湿度和沙尘日数,降水和平均风速的影响最弱。日照时数与低云量和平均风速呈正相关,与总云量、降水、相对湿度和沙尘日数呈负相关,影响各地日照时数的主要因子有所不同。     

泰山景区不同林型空气颗粒物浓度研究

为研究泰山景区不同林分的康养效果,以泰山景区刺槐林、油松林和以桃和板栗为主的经济林3种典型林型为研究对象,对林内TSP、PM₁₀、PM_2.5和PM₁4种颗粒物浓度进行测定,分析不同林型对颗粒物浓度的影响。结果表明：（1）不同林型在8:00—18:00内4种粒径的颗粒物浓度日变化整体趋势基本相同,变化曲线均呈现上午高下午低的“V型”趋势,且低谷值出现于14:00左右,其中粗颗粒浓度的低谷时间早于细颗粒物浓度;（2）8:00—18:00各林型颗粒物浓度均达到国家二级标准,各林型不同粒径颗粒物削减率为油松林>刺槐林>经济林;（3）颗粒物所占比例与该林分的颗粒物浓度之间相关性不大,不同林分之间的颗粒物所占比例无显著性差异;（4）颗粒物浓度变化受气候因素的影响,颗粒物浓度与温度、风速呈显著负相关,与湿度呈正相关。在泰山景区森林的建设管理规划中,可适当增加油松等常绿针叶树种比例,以充分利用其较好的颗粒物阻隔能力,这对行人游憩环境的改善、康养效果的提升具有一定作用。     

安徽省最大风速时空分布不均匀性分析

利用安徽省近30年逐日最大风速资料,对安徽省最大风速集中度（MWSCD）和集中期（MWSCP）时空分布不均匀性进行了分析,最后讨论了影响安徽省MWSCD异常时的环流特征,结果发现：安徽省大部MWSCD多在0.06上下,其中山区MWSCD相对较低。淮北和江淮之间中东部MWSCP主要集中在18~24候之间,山区的MWSCP较晚,多集中在24~28候之间,MWSCD和MWSCP空间的差异主要是受地形分布影响的。MWSCD具有明显的年际变化,其高值年与低值年环流差异的对比上,高值年对流层高层,中国河套以西和以东为“+-”位势高度距平控制,同时对应一个气旋性环流和一个反气旋性环流,安徽处在气旋性环流的中心地带,对流层中层,安徽处在偏北风异常控制之下。在对流层低层,安徽省处在负异常位势高度的西南侧,在西北风的控制之下。     

震后30年唐山城市发展对局地气候的影响

地震后的唐山已经快速发展成为一座典型的重工业城市。为了摸清这类重工业城市快速发展对局地气候变化的影响,笔者利用1977—2006年唐山及周边郊区4县（滦县、滦南、丰润、丰南）的气候监测资料和统计数据,采用多元统计分析方法分析了唐山城郊气温、降水量、风速的变化特点,城市化发展对唐山城郊年平均气温的影响。结果表明：（1）唐山城市化发展对局地气候影响最为明显的是温度因子,降水、风速的影响波动性很大,无明显的规律性变化特征。城郊年平均温差为0.51℃,增加率约为0.17℃/10 a。1990年后城郊年平均气温差为0.67℃,1997年后城郊年平均气温差为0.82℃;（2）唐山城郊温度差异与累积建筑竣工面积、全社会耗能、建成区面积等呈正相关,与城区人口、工业总产值的相关关系不明显。这种情况可能是重工业城市的经济结构不同、能源消耗及排放物等有别于其他城市造成。     

LAPS地面资料在低纬山区的分析效果检验

为了检验LAPS系统在低纬山区的分析应用效果，对2016 年贵州LAPS分析值与气象监测要素进行对比。结果表明：气温、相对湿度、风速的相关系数逐渐降低，但均方根误差由小到大分别为风速、气温、相对湿度。分析值与监测实况间的差异与贵州的地形分布有关：气温准确率呈东高西低；风力低于1.8 m/s 时分析值偏小，高于1.8 m/s 时分析值偏大，u、v 风的准确率较低；相对湿度准确率西高东低；能见度等级准确率为77.82%，且随海拔高度增高准确率偏低。可见，在低纬山区LAPS分析的气温、风速和能见度等级偏差小，实用性较高；能见度数值和相对湿度相关性通过信度检验，可参考使用；风向在低纬山区的可用性较差。