高原城市贵阳市臭氧浓度的多尺度变化特征及与气象条件的关系

摘 要：相较于中东地区,贵阳市大气环境较为清洁,且O3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O3逐小时浓度资料及气象、地理资料分析了贵阳市O3浓度的时空分布特征,并探讨典型气象因素对O3浓度变化的作用。本文主要针对贵阳市大气污染物O3相对于其他污染物偏高,以及郊区比市区夜间的O3浓度明显偏高现象,主要从盆地特殊地形及风的作用对O3时空变化进行分析。结果表明：（1）贵阳市年平均O3浓度变化为逐年增加趋势,与排放源增加有关。O3的季节变化主要受天气气候条件影响,O3日变化与太阳辐射、气温等气象因子显著相关。（2）郊区O3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O3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O3小时浓度变化与风速显著正相关。冬半年郊区O3小时浓度变化与风速也呈正相关,但是在夏半年,郊区的O3小时浓度与风速呈显著性正相关,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。     

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。     

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。     

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。     

1976—2017年青海湖东北部地区极端降水事件变化特征分析

为进一步了解高寒牧区气候变化,依据1976—2017年青海湖东北部海晏站逐日降水资料,采用百分位法确定冬、夏半年极端降雨（雪）阈值并统计极端降水事件,运用线性趋势、R/S和小波分析法分析极端降水事件变化特征、未来演变趋势及周期。结果表明：青海湖东北部地区冬、夏半年极端降水日数和极端降水量呈不显著增加趋势;冬半年极端降水强度和日最大降水量不显著增加,而夏半年不显著减小;极端降水对年降水的贡献率均以不同的速率增加,其中夏半年的极端降水对年降水的影响较大;冬半年降水日数不显著减小,而降水量显著增加,表明冬半年发生短时强降水的几率增大,夏半年的降水日数和降水量增加不明显;未来,冬半年极端降水日数增加趋势将发生转变,极端降水量与之前的变化趋势无关将继续呈现震荡性,其他各要素将持续前期的变化趋势;冬（夏）半年极端降水日数和降水量分别存在明显的周期变化特征。高寒牧区的极端降水研究对于预防短时强降水带来的雪灾、洪涝事件的发生意义重大。     

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。     

日照市酸雨气候特征及影响因子研究

为了能够有效减少酸雨对日照市生态系统、建筑物和人体健康的危害,加强和开展对酸雨的控制提供决策依据,利用日照市2006—2012年酸雨观测资料、污染物排放量资料,统计分析了酸雨气候变化特征,研究了降水、风、大雾、海洋气溶胶、污染物等条件对降水pH值和酸雨频率的影响。研究表明：（1）近年来日照市酸雨出现次数整体呈上升趋势,强度和频率有明显的年、季变化,夏、冬季酸雨污染较重。（2）降水量、风向、风速、大雾对酸雨的频率影响较大。（3）酸雨pH值与SO2、NO2 的排放量呈现出明显负相关关系,特别是沿海地区海洋气溶胶对pH值影响显著。     

冬小麦冬前旺长类型及形成相应类型的积温条件

利用济宁市1987~2007年连续20年气象资料及小麦冬前生长发育资料,对济宁市20年来小麦不同年份发生的冬前旺长表现进行了连续观察和系统分析。结果表明:济宁市冬小麦冬前旺长分营养型旺长、生殖型旺长和重叠型旺长3种类型。形成营养型旺长的积温条件是冬前大于12℃的营养生长积温偏高所致;形成生殖型旺长的积温条件是冬前0~12℃穗分化积温偏高所致;形成重叠型旺长的积温条件是冬前营养生长积温和穗分化积温共同偏高所致。     

青海省海东市不同等级降水和旱涝关系研究

青海省海东市是青海省重要的粮食生产基地,干旱直接影响着农业的有序发展。利用1961—2015年青海省海东市5个气象站逐日降水资料,笔者分析各级雨量和雨日及Z指数的变化趋势,并研究各级雨量和雨日对旱涝的影响。结果表明：（1）夏（冬）半年降水以小雨（雪）和中雨（雪）为主;夏半年小雨和大到暴雨（中雨）的雨量及雨日呈减小（增加）趋势,冬半年各级雨量及雨日均呈减小趋势;（2）夏、冬半年Z指数均表现为不显著的减小趋势;（3）采用偏相关系数和相对贡献率分析,夏半年中雨和大到暴雨雨量及雨日对Z指数有显著的影响,冬半年小雪的雨量和雨日对Z指数变化影响最大;（4）采用合成分析法的标准化值,在偏涝年,各级雨量和雨日基本都为正值,夏半年差异主要表现在大到暴雨和中雨雨量和雨日,而冬半年差异主要表现在小雪雨量和雨日;在偏旱年,各级降水雨量和雨日基本都为负值,夏半年差异主要表现在中雨雨量和雨日,冬半年差异主要表现在小雪和中雪雨量和雨日。     

抗战胜利70周年活动期间河北南部环境气象条件分析及应急减排效果研究

为研究抗战胜利70周年活动期间气象条件对空气污染的影响和应急减排效果,以河北南部邯郸为例,利用2015年8月1日—9月3日邯郸环境监测站数据、邯郸气象站气象资料进行分析。结果表明,应急减排期间（8月23日—9月3日）邯郸市大气污染物浓度明显下降,8月23日—9月3日全市PM_2.5平均浓度比减排前（8月1—22日）下降46.3%,9月1—3日全市连续3天空气质量达优。从逆温强度、混合层高度、通风系数、风速、小风日数、降水等气象条件及后向轨迹分析表明,减排期间大部分时段受静稳天气影响,不利于空气污染物垂直扩散;气团后向轨迹分析表明：以本地气团为主;应急减排使相同气象条件下污染物浓度明显下降,有力的减排措施是空气质量改善的根本原因。     

重庆北碚大气污染物的变化特征及其与气象要素的相关性

为了深入了解重庆北碚地区大气污染物与气象要素的相关性,进而为改善北碚大气污染状况提供科学依据。利用重庆北碚地区2009—2014年空气质量数据及地面气象观测资料,综合采用线性回归、数理统计等方法分析北碚地区大气污染物的变化特征,以及大气污染物与气象要素之间的相关性。结果显示:北碚地区PM10浓度平均值年际变化幅度较大,呈上升趋势;季节性变化明显,冬季秋季春季夏季;月变化特征呈"V"型,7月最低,12月最高;北碚地区的大气污染物浓度主要随温度、风速、降水的增加而减小,静风时PM10浓度更容易出现较大值。北碚地区大气污染物浓度在冬季最高,与北碚地区冬季所处的大气环流形势密切相关。     

石河子地区极端干湿事件变化特征

为探究气候变化下石河子地区极端干湿事件的演变特征,基于石河子地区1961—2012 年逐日气象资料,计算各气象站年和月的地表湿润指数,进行标准化后统计极端干湿事件频次,并进一步分析极端干湿事件的变化特征。结果表明,近52 年来,石河子地区极端干旱事件频次呈减少趋势,速率为-0.45 次/10 a;而极端湿润事件频次呈增加趋势,速率为0.39 次/10 a;夏半年和冬半年极端干旱事件频次均呈减少的趋势,变化速率分别为-0.20 次/10 a、-0.25 次/10 a;而夏半年和冬半年极端湿润事件频次呈增加趋势,速率分别为0.11 次/10 a 和0.12 次/10 a;突变分析表明,石河子地区年极端干旱和极端湿润事件频次分别在1986 年和1967 年发生突变;近52 年来石河子地区年极端干旱事件频次存在12~13 年左右的主周期和2~3 年的次周期,而极端湿润事件频次仅存在6~8 年的小周期。极端干旱事件的减少和极端湿润事件的增加表明气候变化下石河子地区的湿润化趋势。     

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。     

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。     

北极村樟子松与落叶松林区空气负离子浓度及其与气象因子的关系

为了揭示空气负氧离子浓度与林种及相关气象条件之间的关系,笔者于2013年夏、秋两季对北极村地区选取的具有代表性的样地进行负氧离子浓度的观测及研究,通过时间尺度平均值及相关性分析的方法,对采集数据进行统计分析,并得出北极村地区负氧离子浓度的总体水平以及其与林种和气象因子之间的变化关系。结果表明:漠河北极村空气负离子浓度的总体水平处于548~1203个/cm~3,平均值为892个/cm~3,负氧离子浓度大体上与空气温度呈正相关、与空气湿度呈负相关。落叶松样地整体负氧离子水平高于樟子松样地,不同季节对负氧离子浓度也有较大影响。揭示出北极村地区负氧离子浓度与林种、季节以及气象因子之间的变化关系。     

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。     

德州市人居环境气候适宜性及变化特征

根据德州市11个气象站1967-2017年气温、风速、相对湿度、日照等常规气象资料,对该市的温湿指数、风效指数、穿衣指数、综合指数进行计算,分析气候适宜度。利用线性趋势法对各指数历年变化趋势进行特征分析。结果表明,(1)德州市感觉舒适的时间约7个月,感觉较不舒适的时间大约5个月左右。4月和10月为一年中最舒适的月份,1月是全年最不舒适的月份。(2)各月温湿指数、风效指数均呈明显上升趋势,穿衣指数呈明显下降趋势,综合指数冬半年呈上升趋势,夏半年基本呈下降趋势。(3)德州市综合舒适度指数的年变化呈现出波动上升趋势,绝大多数年份气候都在较舒适范围,春秋季属于较舒适和舒适等级,夏季属于较不舒适等级,冬季属于不舒适和较不舒适等级。随着气候变暖,德州市舒适期在延长,呈现出良好的人居环境气候适宜性。     

气象条件对稻纵卷叶螟迁飞的影响分析

通过对桂林地区近5年水稻稻纵卷叶螟发生资料与气象资料进行对比分析,选择影响桂林地区稻纵卷叶螟迁飞的气象因子（温度、降水、风向、风速、湿度）,考虑前期气象条件和虫源数,采用回归分析方法,建立水稻稻纵卷叶螟迁飞的气象条件等级预报业务系统。系统分长期和中期预报,将各因子和预报对象都划分为5级,用当地气象台发布的月、季度、及一周天气预报结论,综合分析前期虫源数是否有利,对未来月、季和未来1～7天逐日影响稻纵卷叶螟迁飞的气象条件等级进行预报。预报业务系统实用性强,逐日预报准确率达到了70%以上,在生产实践中发挥了积极的作用。