检索结果-内蒙古大学图书馆

环境科学 2025年第2期46卷 755-763页

作者：贺婕安俊琳冯悦政朱珈莹吴玲霞南京信息工程大学中国气象局气溶胶‑云‑降水重点开放实验室南京210044 广东省茂名市气象局茂名525099

基于2015~2021年南京市草场门(CCM)、浦口(PK)和仙林大学城(XL)这3个站点的挥发性有机物(VOCs)、常规空气污染物观测数据和ERA5气象再分析资料,利用箱式模型(OBM-MCM)研究探讨了静稳天气下臭氧(O_(3))超标日的O_(3)生成消耗机制.结果表... 详细信息

基于2015~2021年南京市草场门(CCM)、浦口(PK)和仙林大学城(XL)这3个站点的挥发性有机物(VOCs)、常规空气污染物观测数据和ERA5气象再分析资料,利用箱式模型(OBM-MCM)研究探讨了静稳天气下臭氧(O_(3))超标日的O_(3)生成消耗机制.结果表明:(1)南京地区3个站点2015~2021年O_(3)污染时期的静稳天数存在显著差异,其中2019年静稳天数最多,为46 d(CCM)、50d(PK)和54 d(XL),占O_(3)超标天数的66.7%(CCM)、64.9%(PK)和69.2%(XL).(2)污染时期3个站点的O_(3)生成和消耗速率存在差异,净生成速率最高值为2.5×10^(-9)h^(-1)(CCM),最低值为1.4×10^(-9)h^(-1)(XL).(3)HO_(2)·+NO和·OH+NO_(2)反应途径分别对O_(3)生成和消耗贡献最大.HO_(2)·+NO途径贡献了O_(3)生成的69%(CCM)、68%(PK)和71%(XL);·OH+NO_(2)途径贡献了O_(3)消耗的67%(CCM)、63%(PK)和62%(XL).(4)3个站点在静稳天气下的O_(3)污染主要受本地光化学反应影响,本地减排是污染控制的关键.

关键词：南京臭氧污染 MCM箱模型静稳天气臭氧生消

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加密探空与地面自动气象站资料同化对北京地区边界层数值模拟改善研究

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气象 2025年第1期51卷 30-42页

作者：吴义凯王成刚苗世光南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 北京城市气象研究院中国气象局城市气象重点开放实验室北京100089

利用2016年8月28日至9月2日在北京市宝联、朝阳、大兴站获得的逐3 h加密探空资料与逐1 h的地面自动气象站资料,基于WRF模式与WRFDA三维变分同化系统,分别进行仅同化加密探空资料(S-DA)、仅同化地面自动气象站资料(A-DA)以及同时同化以... 详细信息

利用2016年8月28日至9月2日在北京市宝联、朝阳、大兴站获得的逐3 h加密探空资料与逐1 h的地面自动气象站资料,基于WRF模式与WRFDA三维变分同化系统,分别进行仅同化加密探空资料(S-DA)、仅同化地面自动气象站资料(A-DA)以及同时同化以上两种资料(M-DA)的同化试验,研究三组资料同化方案对北京地区边界层数值模拟的改善影响。结果表明:垂直方向上,加密探空资料对于改善模拟结果起核心作用,可使边界层范围内温度、相对湿度、风速的均方根误差分别减少65%、61%、22%。地面自动气象站资料对垂直方向的模拟结果亦有贡献,但改善力度小、影响范围低。M-DA试验与S-DA试验结果相仿。水平方向上,地面自动气象站资料的改善作用主要体现在影响范围广,加密探空资料改善力度较强,然而影响范围小。M-DA试验综合两种资料的优势,可使模拟结果更接近观测结果。同化时效性方面,同化试验对边界层内热力状态的改善影响时间较长,对湿度状态与动力结构的改善影响时间较短,其中M-DA试验对热力状态的改善影响最多可延长至预报6 h,对湿度与动力结构的改善影响最多可延长至预报3 h。综上,同时同化加密探空与地面自动气象站资料要比单独同化任一资料的效果更好,两种资料在同化后可以相互补充各自的不足,能较强地改善模式的初始场,从而在一定程度上提高边界层模拟结果的准确度。

关键词：资料同化大气边界层数值模拟加密探空资料地面自动气象站资料

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2019—2022年春节时期长三角地区大气污染状况分析

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环境化学 2025年第3期44卷 903-915页

作者：李蓂萱康娜张嘉月张佳欣张乐然南京信息工程大学中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室南京210044

为了分析2019—2022年长三角地区春节时期大气质量状况及影响因素,本研究对污染物的时空特征进行了定性分析,并使用气象标准化方法结合机器学习方法对排放和气象因素对污染的影响进行了定量分析.结果表明,春节时段空气质量逐年改善,重... 详细信息

为了分析2019—2022年长三角地区春节时期大气质量状况及影响因素,本研究对污染物的时空特征进行了定性分析,并使用气象标准化方法结合机器学习方法对排放和气象因素对污染的影响进行了定量分析.结果表明,春节时段空气质量逐年改善,重度污染天气占比逐年减小.PM_(10)、PM_(2.5)、SO_(2)和CO浓度均出现了下降趋势,O_(3)浓度逐年上升.时间分布上,PM_(2.5)、PM_(10)和CO变化特征相似,O_(3)具有明显日变化波动,且四年间波动的振幅有所增加,在春节时段变化主要呈现单峰特征,NO_(2)的变化趋势与O_(3)相反.研究时段内PM_(2.5)/PM_(10)浓度数值均大于60%,说明PM_(2.5)来源中二次气溶胶贡献与一次污染物贡献相比较大.根据三种评价指标的综合分析,随机森林模型对于污染物浓度预测有着较高的准确度,其中对于PM_(2.5)的预测较为准确,2019—2022年的R^(2)依次为0.77、0.77、0.71和0.69,但对污染严重时期的预测准确性较低.平均特征重要性中纬度(17.93%)、小时数(11.24%)、海平面气压(9.60%)和日数(9.28%)为主要影响因子,说明时空因素对于污染物浓度分布格局有着强作用.2019年到2022年排放作用对于污染物浓度有着显著的影响,但气象因素对于排放常有着明显的抵消作用,且气象因素影响占比在逐步加大.对于后续污染防控,应该重视气象条件影响,并注意控制二次污染物生成,增强区域协同治理.

关键词： COVID-19 春节污染特征气象因素随机森林模型

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人工消雾研究进展

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地球科学进展 2025年第2期40卷 126-137页

作者：楼小凤王田田郭丽君周旭李集明中国气象局人工影响天气中心中国气象局云降水物理与人工影响天气重点开放实验室

我国自1958年以来开展了大量人工消雾外场试验和研究工作。阐述了陆地雾和海雾的基本特征，梳理了人工消暖雾和冷雾的主要途径与技术方法。我国雾区分布广泛且季节性差异明显，陆地雾多为辐射雾，海雾分布于沿海多雾区域。消暖雾采用加... 详细信息

我国自1958年以来开展了大量人工消雾外场试验和研究工作。阐述了陆地雾和海雾的基本特征，梳理了人工消暖雾和冷雾的主要途径与技术方法。我国雾区分布广泛且季节性差异明显，陆地雾多为辐射雾，海雾分布于沿海多雾区域。消暖雾采用加热、动力、热力动力和播撒吸湿颗粒等方法，消冷雾则有播撒碘化银类成冰剂和播撒致冷剂两类方法。研究分析了不同催化方法的适用性和不确定性，为我国外场人工消雾试验、催化作业及未来发展提供思路和参考。

关键词：陆地雾海雾人工消暖雾人工消冷雾

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河南省PM_(2.5)-O_(3)双高复合污染的特征及影响因素

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环境科学 2025年第3期46卷 1285-1301页

作者：王梦珂曹乐徐力强王宇曦孔海江高萌萌秦阳孟凯赵天良南京信息工程大学大气物理学院中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 河南省气象台郑州450003 鹤壁市气象局鹤壁458000 河北省气象科学研究所石家庄050021 河北省气象与生态环境重点实验室石家庄050021

河南省大气中的PM_(2.5)-O_(3)双高复合污染对该地区的经济、社会和生活都有重要影响,且呈现出比单一污染更加复杂的性质.因此,使用河南省17个地级市的空气质量数据、地面气象数据、边界层高度和其他污染物(CO)浓度、排放源清单等,深入... 详细信息

河南省大气中的PM_(2.5)-O_(3)双高复合污染对该地区的经济、社会和生活都有重要影响,且呈现出比单一污染更加复杂的性质.因此,使用河南省17个地级市的空气质量数据、地面气象数据、边界层高度和其他污染物(CO)浓度、排放源清单等,深入分析了河南省2014年5月至2023年12月PM_(2.5)-O_(3)双高复合污染事件的时空分布、形成原因和影响因素,并结合PSCF和CWT方法揭示了复合污染的可能源区.结果表明:①由于政府对PM_(2.5)污染的管控以及疫情影响,2014~2023年河南省双高复合污染事件总体呈现下降趋势,但2022年疫情后的复工复产,复合污染发生频次又出现反弹. 2018年前,由于严重的PM_(2.5)污染,臭氧浓度是决定复合污染发生与否的主要因素. 2018年后,PM_(2.5)浓度的下降使其重要性上升.特别是河南省5~9月PM_(2.5)浓度的下降,是近年来复合污染发生频次降低的主要原因.②复合污染的月际分布呈现出双峰型,在4月和10月达到峰值,分别对应于臭氧上升、PM_(2.5)下降和臭氧下降、PM_(2.5)上升的两个时期,而7~8月的雨季对复合污染有减轻作用.③河南省复合污染的严重程度为:北部>中部>南部,地形对复合污染的严重程度也有一定影响.④复合污染发生时的气象条件为:温度、比湿和CO浓度适中,介于PM_(2.5)污染和臭氧污染之间,低风速和低边界层高度.(5)2022年河南省发生复合污染期间,除省内东部和北部城市的污染物排放和输送外,省外东部(安徽省)和东北部(山东省)也是其污染的主要源区.以上源区的污染物传输,叠加河南省内的排放,是造成该时期河南省双高污染的重要原因.

关键词：河南省复合污染气象条件排放潜在源贡献分析(PSCF) 浓度权重轨迹分析法(CWT)

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近20年河北地区气溶胶及云降水微物理特征飞机观测研究进展

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气象 2025年第2期51卷 143-152页

作者：董晓波麦榕李军霞中国气象局雄安大气边界层重点开放实验室雄安新区071800 河北省气象与生态环境重点实验室石家庄050020 河北省人工影响天气中心石家庄050020 中国气象局人工影响天气中心中国气象局云降水物理与人工影响天气重点开放实验室北京100081

河北省利用加装云物理探测仪器的人工影响天气飞机常年开展气溶胶和云微物理观测研究,在气溶胶、云凝结核(CCN)、云降水宏微观结构特征和人工影响天气催化作业试验等领域取得了系列的研究成果。对近20年来利用飞机平台在河北地区开展气... 详细信息

河北省利用加装云物理探测仪器的人工影响天气飞机常年开展气溶胶和云微物理观测研究,在气溶胶、云凝结核(CCN)、云降水宏微观结构特征和人工影响天气催化作业试验等领域取得了系列的研究成果。对近20年来利用飞机平台在河北地区开展气溶胶和云降水物理观测取得的研究成果进行系统总结,归纳了具有统计意义的气溶胶、CCN和云微物理特征参数的垂直结构、空间分布以及季节变化等特征。结合四次针对飞机人工增雨作业及效果检验的观测试验,展示了在催化作业前后云中过冷水区宏微观特征量变化的物理证据。在总结已有研究成果的基础上提出未来发展方向,为华北区域乃至全国开展气溶胶与云物理飞机观测和飞机催化作业提供建议与参考。

关键词：气溶胶云微物理飞机观测河北地区

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长三角地区近地层臭氧高值特征及其成因分析

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环境化学 2025年第3期44卷 876-889页

作者：牟显金赞侯雪伟朱小东南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心气象灾害教育部重点实验室气候与环境变化国际合作联合实验室中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 中国气象局大气化学重点开放实验室北京100081

为研究长三角地区近地层臭氧污染现状及成因,对2018年3月1日至2021年2月28日三年间环境空气质量数据中的臭氧、二氧化氮和同期欧洲中期天气预报中心全球气候第五代大气再分析数据(ECMWF ERA5)进行了深入分析,结果表明,2018年至2020年间... 详细信息

为研究长三角地区近地层臭氧污染现状及成因,对2018年3月1日至2021年2月28日三年间环境空气质量数据中的臭氧、二氧化氮和同期欧洲中期天气预报中心全球气候第五代大气再分析数据(ECMWF ERA5)进行了深入分析,结果表明,2018年至2020年间,长三角地区臭氧浓度呈现夏季最高,春季次之,冬季最低的季节变化特征.空间分布上呈现明显的“北高南低”特征,春季和夏季的南北差异较明显,而秋、冬季的臭氧浓度在空间上分布较均匀.臭氧浓度日变化呈单峰型分布,06:00—08:00达到最低值,14:00—16:00达到最高值;臭氧污染事件主要发生在夏季的苏南和皖苏北地区;2018年月平均臭氧浓度呈单峰型分布,6月份达最高,2019年和2020年均呈双峰结构,受疫情影响,2020年的峰值浓度略有降低.2019年5月31日至6月19日期间,徐州地区臭氧污染持续20 d,南京地区持续18 d,为近三年长三角典型城市地区臭氧污染持续最长的时段.臭氧污染期间,两地的臭氧8 h滑动平均日最大浓度一直保持在高位.此外,温度达到峰值的时间较臭氧浓度峰值总是提前1 h左右,这可能与近地面大气光化学对气象条件响应速度的滞后性有关;徐州地区和南京地区发生臭氧污染事件的成因多与局地光化学反应有关,降雨量大幅下降也有一定贡献.除此外,徐州和南京两地在此期间存在两次明显的平流层向对流层传输过程(STT),是臭氧浓度升高的另一原因.此外,徐州和南京受南风和偏南风影响,缓慢的臭氧区域水平输送作用也可能会加剧本地臭氧污染.

关键词：长江三角洲臭氧污染时空特征平流层—对流层输送.

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祁连山中部一次层状云降水云微物理特征的飞机观测研究

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干旱区研究 2025年第2期42卷 212-222页

作者：付双喜亓鹏常祎把黎陈祺甘肃省人工影响天气办公室甘肃兰州730000 中国气象局云降水物理与人工影响天气重点开放实验室北京100081

利用飞机探测数据,对2022年8月27日祁连山中部一次层状降水云系的微物理特征进行了分析。结果表明:不同高度层、不同区域的云微物理特征有明显差异。云中过冷水含量随高度升高而减少,在-6~-3℃层,平均过冷水含量为0.05 g·m^(-3),在... 详细信息

利用飞机探测数据,对2022年8月27日祁连山中部一次层状降水云系的微物理特征进行了分析。结果表明:不同高度层、不同区域的云微物理特征有明显差异。云中过冷水含量随高度升高而减少,在-6~-3℃层,平均过冷水含量为0.05 g·m^(-3),在-15~-12℃的高层,过冷水含量仅为0.015 g·m^(-3),不到低层的1/3;凇附过程对各高度层粒子增长起重要作用,云中粒子平均直径可达几百微米,凇附和聚合过程共同作用,使粒子谱宽可达6 mm以上;-6~-3℃层粒子平均直径小于其上层粒子,这可能是大粒子下落蒸发、破碎造成的。在山脉西南侧,携带大量水汽的低层偏南气流遇地形抬升凝结、产生大量云滴,小粒子浓度比山脉东北侧高一个量级、过冷水含量也更高;山脉西南侧粒子以过冷云滴和霰粒子为主,聚合作用不明显、粒子数浓度更高;东北侧以聚合状冰粒子和霰粒子为主,小粒子浓度低导致粒子平均尺度更大。

关键词：云微物理特征飞机探测地形层状云祁连山

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基于机器学习和多源数据的大气颗粒物质量浓度估算方法

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大气与环境光学学报 2025年第2期20卷 176-187页

作者：杨蕙荣何南腾卜令兵莫祖斯樊增昌周晓梦肃欣南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044 南京信息工程大学大气物理学院江苏南京210044

高浓度的大气颗粒物会引起大气能见度降低,并对人身健康产生负面影响,因此,对颗粒物浓度的时空变化特征进行连续监测与预测估算对环境污染评估与治理具有十分重要的意义。本工作利用2021年12月至2022年2月济宁市任城区的气象数据、国家... 详细信息

高浓度的大气颗粒物会引起大气能见度降低,并对人身健康产生负面影响,因此,对颗粒物浓度的时空变化特征进行连续监测与预测估算对环境污染评估与治理具有十分重要的意义。本工作利用2021年12月至2022年2月济宁市任城区的气象数据、国家环境空气质量监测点电化厂站空气质量数据以及激光雷达探测信号反演得到的近地面气溶胶消光系数(EC),基于机器学习算法建立了颗粒物浓度估算模型。该模型首先以前24 h的空气质量指数(AQI)滑动平均值100为临界值,将样本分为清洁与污染两种背景条件。随后采用随机森林(RF)算法对输入因子进行重要性排序,并按照这种RF模型重要性排序,将因子分别逐个放入随机森林(RF)、基于思维进化算法优化反向传播神经网络(MEA-BPNN)、广义回归神经网络(GRNN)和小波神经网络(WNN)模型中,通过对比均方根误差(E_(RMS))建立不同大气背景下颗粒物浓度反演的最优模型与最优输入因子个数。最后,将颗粒物估算模型应用于实际大气观测数据,基于最优模型与输入因子,对不同大气背景下的颗粒物浓度水平分布进行估算。

关键词：激光雷达气溶胶消光系数颗粒物质量浓度机器学习

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基于机器学习方法的河南省城市夏季臭氧预报研究

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环境科学研究 2025年第4期38卷 808-820页

作者：杨盛凯曹乐卢西畅张彤孔海江王梦珂朱晓淳高萌萌赵天良南京信息工程大学大气物理学院中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044 衡水市气象局河北衡水053000 饶阳国家气候观象台河北衡水053900 山东省气象防灾减灾重点实验室山东济南250031 山东省气象科学研究所山东济南250031 河南省气象台河南郑州450003 安阳国家气候观象台河南安阳455000 鹤壁市气象局河南鹤壁458000

臭氧(O_(3))是目前影响我国城市地区空气质量的主要污染物。作为全国重要的综合交通枢纽和人流物流信息流中心,河南省非常有必要持续提高环境空气O_(3)的预报准确性。为进一步提升河南省多城市O_(3)污染的预报准确率,优化其预报时长和效... 详细信息

臭氧(O_(3))是目前影响我国城市地区空气质量的主要污染物。作为全国重要的综合交通枢纽和人流物流信息流中心,河南省非常有必要持续提高环境空气O_(3)的预报准确性。为进一步提升河南省多城市O_(3)污染的预报准确率,优化其预报时长和效果,该研究基于机器学习方法,利用2017−2021年地面实测污染物数据和逐6 h GFS(Global Forecast System)气象场预报数据,对河南省9个城市(郑州、开封、洛阳、平顶山、安阳、焦作、三门峡、信阳、周口)训练O_(3)浓度预报模型,对2023年夏季(6月、7月)O_(3)浓度进行每日迭代7 d的预报,并定量评估模型预报效果。结果表明:①训练的O_(3)预报模型对河南省9个城市未来7 d O_(3)逐小时浓度的预报效果较好,与观测值的相关系数(r)最高可达0.91。郑州市提前1、2、3 d的O_(3)浓度日最大8 h平均值(O_(3)MDA8)预报值与观测值的r分别达到0.85、0.84、0.84,较现有研究具有更优的预报效果。②模型对9个城市O_(3)的预报表现有所差异,对河南省两个边界城市(信阳市和三门峡市)的预报效果较好,其提前6 d的O_(3)MDA8浓度预报值的均方根误差(RMSE)保持在27μg/m3左右,平均相对误差(MRB)保持在18%左右;但对于在夏季O_(3)浓度受省外传输和偏南风影响较大的安阳市,则预报效果较差。③模型提前1~3 d的预报效果较好,提前4~7 d的预报效果变差;且模型对每日14时O_(3)小时浓度(即13:00−14:00平均浓度)的预报效果较O_(3)MDA8差。④O_(3)MDA8处于0~100、100~160、160~215、215~265μg/m3时,模型提前1 d预报的MRB分别为21.65%、13.63%、9.63%、12.81%,具有较高的精确度。研究显示,基于大气主要污染物同步迭代的机器学习预报方法可为河南省各城市提供未来7 d及时且准确的O_(3)预报,实现区域性O_(3)污染事件的及时预报预警。对于预报效果较差的城市,期望未来通过增加其他O_(3)前体物数据、使用更高时空分辨率的气象预报数据、更深入地综合气象特征以改进模型,进一步提高预报精度。

关键词：臭氧(O_(3)) 机器学习 XGBRegressor 河南省小时浓度预报

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