利用1979-2014年ERA-Interim再分析月平均温度资料,分析了对流层中上层(500~150 h Pa)温度纬向偏差的分布特征,并将青藏高原(下称高原)对流层中上层温度纬向偏差进行垂直积分后,尝试构建一个新的表征高原热力指数(Plateau Heating Index...
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利用1979-2014年ERA-Interim再分析月平均温度资料,分析了对流层中上层(500~150 h Pa)温度纬向偏差的分布特征,并将青藏高原(下称高原)对流层中上层温度纬向偏差进行垂直积分后,尝试构建一个新的表征高原热力指数(Plateau Heating Index,PHI),并分析该指数的季节演变特征及其与东亚大气环流的关系。结果表明:(1)对流层中上层纬向温度偏差的暖中心存在着季节性的移动,即春季暖中心由西太平洋迅速移至高原,而秋季则快速东移到西太平洋;(2)PHI在年进程上呈现出明显的单峰型变化特征,在11月至翌年2月为负值,其余为正值;(3)各季PHI与纬向西风的显著相关区大致以30°N为界,呈现出北正南负的反向分布。当PHI增强时,高原北(南)部西风增强(减弱),副热带西风急流增强,反之亦然;(4)各季PHI与200 h Pa位势高度的显著正相关均出现高原上空,表明高原对流层加热有利于其上空位势高度的增加。当夏季PHI偏强(弱)时,对应着南亚高压偏强(弱)。
随着我国经济的高速发展、城市化进程的加快和工业规模的扩大,各种污染物排放量迅速增加,大气污染问题日益严重。空气污染对生态环境有严重影响,造成对人类生活和人体健康等方面的负面效应,如降低城市的能见度、影响交通安全和危害居民健康等。京津冀地区于2016年11月3日至6日发生一次重污染天气过程:北京市气象台于2日16时25分发布霾黄色预警信号,预计2日夜间至4日扩散条件逐渐转差。3日北京、天津及河北大部分地区出现轻度至中度霾;4日迅速发展为中度霾,局地重度霾;AQI长时间处于300以上,达到严重污染的级别,能见度较低。北京及周边地区多地教育委员会要求中小学及各教育机构停课以应对本次重污染过程。5日冷空气到达京津冀地区,污染逐渐减轻,6日空气质量恢复至正常水平。本文利用气象与化学模块在线耦合的模式WRF-Chem V3.5（Weather Research and Forecasting Model coupled to Chemistry Version 3.5）对此次京津冀污染过程展开了数值模拟,设计进行了包含人为排放源的实验,排放源使用2006年美国国家航空航天局（NASA）的INTEX-B（International Chemistry Transport Experiment-Phase B）计划中由Zhang et al（2009）制作的亚洲地区污染物排放清单;包括了电力、工业、居民和交通等排放源排放的二氧化硫（SO）、一氧化碳（CO）、挥发性有机物（VOC）、氮氧化物（NO）、可吸入颗粒物(PM)、细颗粒物(PM)、有机碳（OC）和黑炭（BC）八类污染物,空间分辨率为0.5°×0.5°,氨气（NH3）的排放使用REAS（Regional Emission Inventory in Asia）亚洲排放清单中2006年的数据,空间分辨率为0.5°×0.5°;生物源排放使用Guenther方案（Guenther et al,1993）进行在线计算。模式模拟的气象初始场及侧边界使用了来自美国国家环境预报中心的全球分析资料（NCEP FNL）,水平分辨率为1°×1°,时间间隔为6小时。模拟中两重网格使用相同的参数化方案,主要包括Runge-Kuntta三阶时间积分方案,RRTMG长短及短波辐射方案（Iacono et al,2008）,Grell-Freitas积云参数化方案（Grell and Freitas,2013）,QNSE行星边界层方案（Hong S Y et al,2006）以及Noah陆面参数化方案,并开启城市模块,以便更好反映城市下垫面对边界层高度以及局地环流的影响。采用Morrison微物理二阶参数方案（Morrison et al,2009）,该方案可预报云水、云冰、水汽、雨水、雪、霰的混合比以及云冰、雨水、雪、霰的数浓度,可以较好地模拟出微物理过程及相应的天气学变化（肖辉等,2011;沈新勇等,2015）。化学模块中使用RADM2气相化学机制（Stockwell et al,1990）,包含液相化学反应的MADE/SORGAM气溶胶模块（Ackermann et al,1998）,以及Fast-J光解方案（Wild et al,2000）,在模拟过程中同时开启云化学反应、湿清除过程以及气溶胶辐射反馈效应。具体结果如下:（1）本次重雾霾过程污染集中区域,处于高空脊前西北气流控制之下。在平直环流或高压脊环流型下,京津冀对流层可产生持续而深厚的下沉气流,地面形势,整个华东及华中地区处于一冷高压控制下,京津冀地区位于此冷高压北侧,配合高空形势使得大气状况非常稳定,扩散条件差,对于污染物的集聚和发展极其有利。（2）与观测资料的对比显示,模式能较为准确地模拟出京津冀地区PM2.5以及PM10随时间的演变趋势,而NO2的模拟结果整体偏小,但也较好地捕捉了峰值以及变化趋势。SO2的模拟误差则相对较大,这与一次排放源的不准确、二次气溶胶形成机制的不稳定都有关系。（3）为了定量分析过程中的大气稳定状况,探讨雾霾过程的主要成因,引用了四种大气稳定度指数,分别为K指数,TT（全总）指数,Ic指数（对流稳定度指数）,JI（杰弗逊）指数,来综合分析促进了雾霾形成和发展的大气稳定程度。结果表明:K指数和TT指数相较其他两种指数的指示效果更为准确,是一种讨论雾霾发生发展原因的有力依据。（4）本次污染的高值中心有三个,分别为北京天津一带,河北东北部,以及河北南部。PM2.5,PM10以及SO2污染物的水平分布有较为明显的日变化,CO和NO2则变化不明显,污染从3日开始发展到6日结束,各项污染物除了NO2都明显受到冷空气的影响,在6日浓度骤降。（5）北京和天津地区的污染是主要来源于河北南部的工业和交通排放的外源型污染,而河北东北部和河北南部的污
利用气象与化学模块在线耦合的模式WRF-Chem V3.5(Weather Research and Forecasting Model coupled to Chemistry Version 3.5)对1323号台风Fitow进行了模拟,设计无人为排放源、含人为排放源和人为排放源增加的三组模拟试验,对比分析...
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利用气象与化学模块在线耦合的模式WRF-Chem V3.5(Weather Research and Forecasting Model coupled to Chemistry Version 3.5)对1323号台风Fitow进行了模拟,设计无人为排放源、含人为排放源和人为排放源增加的三组模拟试验,对比分析了人为气溶胶对台风的影响。结果表明:人为气溶胶对台风移动路径影响较小。人为气溶胶增加,台风强度减弱,台风主体总累积降水量减少,靠近陆地阶段台风主体降水率减少。气溶胶的增多可提供更多的凝结核,台风外围云水增加,更多的云水可上升至冻结层以上形成过冷水,促进冰相粒子的形成,释放的潜热增加,使外围对流增强,降水增加。台风外围对流的发展,使低层入流的暖湿空气更多的在外围上升,向台风中心的入流减弱,眼墙的发展减弱,降水减少,台风强度减弱。台风外围的对流发展弱于眼墙的对流,降水仍以眼墙区为主,使累积降水量和降水率整体上表现为减少。
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