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《中国气象科学研究院》 2017年
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近50年中国霾年代际特征及气象成因

潘玮  
【摘要】:根据1961-2013年全国745个国家基准站的长期观测资料,分析中国霾日数的时空变化特征及可能的气象成因。研究结果表明:近50年来霾天气主要集中在我国东部从华南到华北的大部分地区,尤其是经济发达、人口密集地区,并且在这些区域霾日数呈增加趋势,如华南,江淮,黄淮,华北等地。我国东北大部分地区及西部地区霾日数相对较少,东北大部分地区霾日数呈减小趋势。秋、冬两季是霾天气发生最频繁,变化趋势最明显的两个季节。1月、12月是12个月份中霾日数最多的月份。霾日数的EOF第一模态在中国东部地区表现出一致的增加趋势。第二模态的空间分布呈南北反位相的变化特征。以此为依据,重点研究中国淮河以南地区和淮河以北到华北地区霾的年代际特征。中国东部淮河以南地区秋、冬两季的霾日数在2000年之前表现出持续增加的趋势,之后增加趋势变得平缓。而中国东部从淮河到华北地区秋、冬两季霾日数的增加趋势在近30年较为平缓。研究还发现霾日数的变化与近地面风速和大气相对湿度有关,90年代之前霾日数与近地面风速表现出显著的负相关关系。中国淮河以南秋季,霾天气的发生、维持可能是受到东风风风速变化的影响,冬季,霾日数的变化可能受到东北风风速的影响。中国淮河以北到华北地区秋季,霾天气的发生可能与南风风速的变化有关,冬季,霾日数与盛行风风速之间没有明显的相关关系。90年代之后霾日数与表面风速的关系减弱,而与相对湿度表现出密切联系。中国东部淮河以南区域秋、冬两季霾日数在90年代之后与大气相对湿度呈显著负相关,随着90年代之前近地面风速的减少和90年代之后大气相对湿度的减少,霾日数表现出明显的增加趋势。中国东部从淮河到华北地区秋季霾日数与相对湿度的关系不明显,冬季霾日数与相对湿度在90年代之后呈显著的正相关,该区域秋、冬两季霾日数的变化趋势不明显,这可能与近地面风速和大气相对湿度的变化趋势较为平缓有关。对以14时相对湿度小于90%,14时能见度小于10km,并排除降水、雪暴、吹雪、扬沙、沙尘暴、浮尘和烟幕等影响能见度的天气现象为标准挑选出的霾日数进行研究,得到的霾日时空分布特征能够代表霾日的实际变化特征。在相对湿度大于90%时,影响能见度的事件不都是雾,仍有霾的存在。霾事件相较于雾事件发生的更为频繁,影响能见度的事件主要还是以霾事件为主。冬季雾日数在各个年份都多于秋季雾日数,雾天气主要集中在冬季。雾霾同时存在的重霾天的增加趋势相较于单纯只有雾天气的增加趋势更加明显。
【关键词】:霾日数 相对湿度 近地面风速
【学位授予单位】:中国气象科学研究院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X513;X16
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-8
  • 第一章 引言8-16
  • 1.1 研究背景及意义8
  • 1.2 国内外研究进展8-13
  • 1.2.1 中国霾时空分布特征8-9
  • 1.2.2 气象要素对霾的影响9-11
  • 1.2.3 大尺度环流背景场对霾的影响11
  • 1.2.4“气溶胶-东亚季风”相互作用与霾11-12
  • 1.2.5 霾对天气和气候的影响12-13
  • 1.3 研究问题的提出13
  • 1.4 研究内容及章节安排13-16
  • 第二章 资料和方法16-20
  • 2.1 资料说明16-18
  • 2.2 方法介绍18-20
  • 第三章 中国霾日的时空变化特征20-30
  • 3.1 中国霾日的分布特征20-24
  • 3.1.1 中国霾日的气候态及标准差20-22
  • 3.1.2 中国霾日的变化趋势22-24
  • 3.2 中国东部霾日的年代际特征24-28
  • 3.3 本章小结28-30
  • 第四章 气象条件对中国东部霾的影响30-42
  • 4.1 霾与近地面风速的关系30-33
  • 4.2 霾与大气湿度的关系33-37
  • 4.3 霾与逆温的关系37-39
  • 4.4 本章小结39-42
  • 第五章 区分雾与霾的相对湿度界限讨论42-56
  • 5.1 中国雾霾日的时空分布特征42-51
  • 5.1.1 中国雾霾日的气候平均态42-47
  • 5.1.2 中国雾霾日的变化趋势47-51
  • 5.2 中国东部雾霾日的年代际特征51-53
  • 5.3 本章小结53-56
  • 第六章 结论与讨论56-58
  • 6.1 主要结论56-57
  • 6.1.1 中国霾日的时空变化特征56
  • 6.1.2 气象条件对中国东部霾的影响56
  • 6.1.3 区分雾与霾的相对湿度界限讨论56-57
  • 6.2 讨论与展望57-58
  • 参考文献58-62
  • 致谢62-64
  • 个人简介64

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