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南京冬季典型雾生消物理过程及爆发性增强特征

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南京冬季典型雾生消物理过程及爆发性增强特征

作者：严文莲南京信息工程大学

学位级别：硕士

本文主要利用2006年和2007年冬季在南京信息工程大学西苑田径场上开展雾综合观测中获得的南京地区雾的观测资料，重点分析了南京地区辐射雾、平流辐射雾和锋面雾形成的天气背景及其生消过程的物理结构特征。同时对三次雾过程(2006年12... 详细信息

本文主要利用2006年和2007年冬季在南京信息工程大学西苑田径场上开展雾综合观测中获得的南京地区雾的观测资料，重点分析了南京地区辐射雾、平流辐射雾和锋面雾形成的天气背景及其生消过程的物理结构特征。同时对三次雾过程(2006年12月12日、14日和24-27日)雾爆发性增强前后的物理特征及产生的原因进行了研究。研究结果表明：三种雾在形成和发展过程中都存在逆温结构，其温湿结构特征与以往研究的辐射雾有明显的不同。三种雾形成和发展的机理、消散的原因有所不同。辐射雾和平流辐射雾都是在晴空微风的夜晚辐射降温条件下形成的，锋面雾在锋面天气下形成和维持，并伴有小雨;辐射雾出现双层雾结构，具有明显的日变化特征，常在日出后随着太阳辐射加强而消散;12月24-27日的浓雾呈现出一些罕见的特征：雾顶高、雾层厚、维持时间长，主要是由于其逆温层深厚、大气层结稳定、风向风速适宜，暖湿气流的不断补充等作用的结果，北方冷空气南下造成的大风降温天气是这场大雾消散的直接原因;锋面雾产生于锋面天气下冷暖空气交界处，上空暖而湿的雨滴降落到下空冷而干的空气中，蒸发使得下层空气达到过饱和而凝结成雾滴，随着冷空气加强和上下湍流的增强锋面雾逐渐减弱至消散。南京冬季雾爆发性增强的物理特征是很短时间内(30分钟以内)能见度急剧下降，雾滴数密度和含水量明显增加、尺度明显增大、雾滴谱变宽。夜晚长波辐射增强或近地层出现冷平流造成的气温急剧下降，日出后地表水份蒸发或西南湿平流增强造成的湿度明显增大以及湍流混合作用，都能导致雾体爆发性增强。

关键词：南京浓雾物理过程爆发性增强

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淮河下游连续雾-霾及转换成因分析

中国环境科学 2014年第7期34卷 1673-1683页

作者：刘端阳濮梅娟严文莲谢真珍江苏省无锡市气象局江苏无锡214101 江苏省气象台江苏南京210008 江苏省淮安市气象局江苏淮安223001

利用边界层探空资料、地面气象要素及污染物资料,研究了2012年6月中上旬淮河下游一次连续多日大范围雾-霾天气的雾-霾转换过程及成因.结果表明:近地面静小风为雾-霾长时间维持提供良好动力条件,边界层中低层维持的近中性层结或逆温层结... 详细信息

利用边界层探空资料、地面气象要素及污染物资料,研究了2012年6月中上旬淮河下游一次连续多日大范围雾-霾天气的雾-霾转换过程及成因.结果表明:近地面静小风为雾-霾长时间维持提供良好动力条件,边界层中低层维持的近中性层结或逆温层结创造良好热力条件,秸秆燃烧提供凝结核条件;雾和霾过程中风速下降伴随着能见度降低,风速增大则伴随着能见度升高.中度以上霾的形成和发展都伴随着空气比湿增大,霾向雾转换过程中比湿下降.比湿越大雾-霾持续时间越长,雾前比湿越高雾中最低能见度越低.能见度与SO2浓度呈正相关(Pearson相关系数为0.42)、与PM2.5和PM10浓度呈反相关(Pearson相关系数分别为-0.49和-0.56);雾-霾过程中上风向SO2、NO2浓度高于下风向2倍左右,下风向NO和PM10浓度高于上风向1.5倍左右,出现污染物转化.

关键词：浓雾雾-霾转换秸秆燃烧逆温污染物

2013年12月上旬江苏大范围持续性雾霾成因分析

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环境科学与技术 2016年第1期39卷 147-152页

作者：孙燕严文莲谢真珍江苏省气象台江苏南京210008 淮安市气象局江苏淮安223001

利用常规气象观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,从污染实况、气象要素特征、环流背景、水汽条件、动热力条件等方面,对江苏2013年12月上旬持续雾霾天气成因进行分析,结果表明:(1)持续性雾霾天气发生时江苏大部分地区空气质量达到重度污染... 详细信息

利用常规气象观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,从污染实况、气象要素特征、环流背景、水汽条件、动热力条件等方面,对江苏2013年12月上旬持续雾霾天气成因进行分析,结果表明:(1)持续性雾霾天气发生时江苏大部分地区空气质量达到重度污染,首要污染物为PM2.5,大量的气溶胶粒子长时间悬浮于空中;(2)这段时间内影响江苏的冷空气势力较弱,中高层冷空气未能完全破坏底层相对稳定的层结,而近地层湿度较大且风速较小利于霾的发展,重度霾时相对湿度在80%以上,且风速多维持在3 m/s以下;(3)逆温层的长时间维持结使得大气中上下的湍流热量和动量交换减弱,不利于垂直上升运动的发生发展,进一步有利于将近地层的污染物和水汽粒子不断积聚,使得雾霾得以发生和长时间维持。

关键词：持续性雾霾重度污染天气形势动热力条件

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一次罕见的平流辐射雾过程的特征

中国科学（D辑） 2008年第6期38卷 776-783页

作者：濮梅娟张国正严文莲李子华江苏省气象台南京210008 南京农业大学农学院南京210095 南京信息工程大学大气物理与大气环境实验室南京210044

为研究大气成分对雾的影响，2006年12月份在南京市郊进行了雾的综合外场观测试验．12月24～27日，南京出现了持续4d的浓雾过程．揭示了这次浓雾过程一些罕见的特征：持续时间长，浓度大，雾顶高，雾水酸，爆发性增强．对这些特征进行了... 详细信息

为研究大气成分对雾的影响，2006年12月份在南京市郊进行了雾的综合外场观测试验．12月24～27日，南京出现了持续4d的浓雾过程．揭示了这次浓雾过程一些罕见的特征：持续时间长，浓度大，雾顶高，雾水酸，爆发性增强．对这些特征进行了详尽的分析和成因的探讨．结果表明，这次雾是在夜晚辐射条件下形成，而后在暖湿平流作用下维持、发展，是一次平流辐射雾过程．

关键词：南京平流辐射雾强浓雾酸雾爆发性增强

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南京一次强酸雾的化学特征和成因分析

自然灾害学报 2013年第3期22卷 122-129页

作者：严文莲张国正濮梅娟刘端阳李子华江苏省气象台江苏南京210008 南京农业大学江苏南京210095 无锡市气象局江苏无锡214101 南京信息工程大学中国气象局大气物理与大气环境重点开放实验室江苏南京210044

利用2009年12月1-2日一次平流雾过程中采集到的10个雾水样本资料,结合微物理结构、边界层结构和污染气体等资料,分析了其雾水化学特征,并与2006和2007年冬季观测分析的平流辐射雾和辐射雾雾水化学特征进行了比较。结果表明:平流雾过程... 详细信息

利用2009年12月1-2日一次平流雾过程中采集到的10个雾水样本资料,结合微物理结构、边界层结构和污染气体等资料,分析了其雾水化学特征,并与2006和2007年冬季观测分析的平流辐射雾和辐射雾雾水化学特征进行了比较。结果表明:平流雾过程中阴离子SO42-浓度最高,其次为NO3-,阳离子中K+最高;南京不同类型的雾水酸化类型均属于硫酸型,这次平流雾雾水酸性强,SO42-和NO3-的浓度均高于平流辐射雾和辐射雾,尤其是NO3-浓度成倍增加;平流雾中雾滴平均直径、含水量与离子浓度呈反相关。对平流雾酸度来源进行了探讨发现,雾水酸度强的主要原因一是致酸物SO42-和NO3-浓度高,其中NO3-成倍增加;二是缓冲物Ca2+浓度特别低。局地排放和平流输送造成高浓度的SO2和NO2是导致强酸雾的重要原因,而平流和垂直输送使地面层的Ca2+浓度减小,从而使得雾水中碱性物质减少,进而增强了雾水酸性。

关键词：南京平流雾化学特征强酸雾

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南京及周边地区一次严重烟霾天气的分析

高原气象 2010年第3期29卷 794-800页

作者：孙燕张备严文莲陈曲赵凯江苏省气象台江苏南京210008

利用南京市空气污染资料、常规气象观测资料和NCEP再分析资料,对2008年10月28～29日南京、镇江、扬州、泰州、盐城等地区出现的一次大范围烟霾天气过程的空气污染状况、大尺度环流背景、微观气象要素特征以及影响天气系统的热力和动力... 详细信息

利用南京市空气污染资料、常规气象观测资料和NCEP再分析资料,对2008年10月28～29日南京、镇江、扬州、泰州、盐城等地区出现的一次大范围烟霾天气过程的空气污染状况、大尺度环流背景、微观气象要素特征以及影响天气系统的热力和动力场结构等进行了综合分析研究,并且运用Hysplit-4模式反演了这次过程影响南京地区污染物的扩散轨迹。结果表明:焚烧秸秆物引起的空气中高颗粒物浓度是造成这次大范围烟霾天气的直接原因;有利的环流和风场条件,加上稳定的大气层结,是烟霾维持和加强的重要条件;在未达到饱和情况下,适当增加湿度有利于霾的形成,且吸湿粒子吸湿凝结增大会使得能见度更加恶化,烟霾更加严重。在这次烟霾天气中,南京地区的污染物源头来自扬州、镇江、泰州一带,最严重时期的污染物主要来自泰州南部。

关键词：南京烟霾气溶胶污染气象条件轨迹分析

1980~2012年江苏省城市霾日的时空分布及成因分析

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环境科学 2014年第9期35卷 3247-3255页

作者：刘端阳魏建苏严文莲吕军孙燕江苏省无锡市气象局无锡214101 江苏省气象台南京210008 江苏省气象信息中心南京210008

利用1980~2012年江苏省气象观测资料,对江苏省城市霾时空分布及成因进行了分析.结果表明,1980~2012年江苏省霾日增加,重度和中度霾增加显著,苏北和沿海城市霾日增加显著.秋季和冬季霾日最多,夏季最少.秋、冬季霾主要在内陆,沿海略少.除... 详细信息

利用1980~2012年江苏省气象观测资料,对江苏省城市霾时空分布及成因进行了分析.结果表明,1980~2012年江苏省霾日增加,重度和中度霾增加显著,苏北和沿海城市霾日增加显著.秋季和冬季霾日最多,夏季最少.秋、冬季霾主要在内陆,沿海略少.除苏南三城市,6月其他城市霾日都比较多.80年代霾日较为均匀,90年代苏南、苏西南增加,2000年代江淮之间和苏北增加,2010~2012年苏北霾日增加显著,苏南地区霾日略有减少.全省连续性霾日、区域性霾日及连续性区域霾都呈增加趋势.城市建成区面积逐年扩大、由工业及汽车尾气排放的污染物逐年增加,导致区域气温升高、空气相对湿度下降,形成城市热岛和干岛效应,加上污染物的增多,增强了霾形成和维持的条件,持续性霾、区域性霾和持续性区域霾也增加较为显著.

关键词：霾日气候特征大气污染江苏持续性霾

2017年南京酸雨特征及连续发生的成因分析

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气象科学 2020年第2期40卷 278-284页

作者：吴洪颜严文莲蒋义芳江苏省气象台南京210008

利用南京市1992—2017年逐日酸雨监测数据、2017年大气污染物浓度和探空资料,研究了2017年连续酸雨出现特征及成因。结果表明:2017年南京酸雨发生频率38%,为近5 a来最低;年降水pH值为4.92,大于2014年,小于2015年和2016年;秋季酸雨发生... 详细信息

利用南京市1992—2017年逐日酸雨监测数据、2017年大气污染物浓度和探空资料,研究了2017年连续酸雨出现特征及成因。结果表明:2017年南京酸雨发生频率38%,为近5 a来最低;年降水pH值为4.92,大于2014年,小于2015年和2016年;秋季酸雨发生频率最高、酸度最强,春季次之,夏季酸雨污染最轻;全年共出现了4次连续酸雨过程,高空多短波槽活动和低空切变的长时间维持为连续酸雨的产生提供了有利的环境背景,局地污染源、受低层风引导的外来污染物以及“假日效应”的叠加影响共同造成南京强酸雨的出现;此外,由于大气中水汽和能量的季节差异,也造成每次过程在降水强度、降水pH值上有所不同。

关键词： pH值连续酸雨南京成因分析假日效应

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南京霾天气的特征分析和影响因子初探

气象科学 2010年第6期30卷 868-873页

作者：魏建苏孙燕严文莲陈曲吴洁江苏省气象台南京210008 南京市气象局南京210008 江苏省气象科技服务中心南京210008

根据南京气象观测站2004年1月—2008年7月逐日观测资料,南京市环境质量监测点2004年1月—2007年12月SO2、NO2、PM10的逐日实测资料,对南京市霾天气的气象要素特征及其成因进行了初步分析。结果表明：（1）南京霾现象多发生在中午前后,1... 详细信息

根据南京气象观测站2004年1月—2008年7月逐日观测资料,南京市环境质量监测点2004年1月—2007年12月SO2、NO2、PM10的逐日实测资料,对南京市霾天气的气象要素特征及其成因进行了初步分析。结果表明：（1）南京霾现象多发生在中午前后,11时出现的次数最多;春秋冬季霾天气出现时次多,夏季少。（2）南京霾天气时能见度多在4~8 km范围内;静小风,风速主要在1~3 m/s,偏东风时霾天气发生较多;相对湿度在40%~70%间有利于霾天气出现,尤以50%~60%时出现概率最高。（3）大气颗粒物（特别是细颗粒物）污染加剧,很可能是南京霾天气频发的一个重要原因。

关键词：霾气象要素影响因子