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石家庄市主城区臭氧污染特征及气象成因分析

环境科学研究 2021年第2期34卷 245-253页

作者：张晓张艳品钤伟妙石家庄学院资源与环境科学学院河北石家庄050035 石家庄市气象局河北石家庄050081

为了解石家庄市主城区O3(臭氧)污染特征及其影响因子,基于2015-2018年石家庄市空气质量连续监测资料和同期气象数据分析了主城区O3污染总体特征及气象成因.结果表明:(1)石家庄市主城区大气光化学污染日益严峻,ρ(O3)日均值由2015年的47... 详细信息

为了解石家庄市主城区O3(臭氧)污染特征及其影响因子,基于2015-2018年石家庄市空气质量连续监测资料和同期气象数据分析了主城区O3污染总体特征及气象成因.结果表明:(1)石家庄市主城区大气光化学污染日益严峻,ρ(O3)日均值由2015年的47μg/m3增至2018年的66μg/m3,ρ(O3)超过GB 3095-2012《环境空气质量标准》二级标准限值的天数由2015年的20 d增至2018年的70 d.(2)ρ(O3)存在明显的季节性差异,呈夏季[(89±33)μg/m3]>春季[(69±25)μg/m3]>秋季[(40±26)μg/m3]>冬季[(28±16)μg/m3]的特征;ρ(O3)日变化呈单峰型分布,谷值出现在06:00-07:00,峰值出现在15:00-16:00,且15:00-17:00是ρ(O3)超标的高发时段.(3)ρ(O3)与气温呈指数关系,当气温为20~25、25~30、≥30℃时,ρ(O3)日均值分别为75、90及119μg/m3.ρ(O3)在相对湿度为60%时存在拐点,当相对湿度≤60%时,ρ(O3)随相对湿度的增大而上升;当相对湿度>60%时,ρ(O3)随相对湿度的增大而下降.风速与ρ(O3)呈分段线性关系,当风速20℃,相对湿度介于40%~70%之间,风速在1.5~3.0 m/s之间的气象背景下,经统计,当气象条件同时符合上述三项气象要素时,ρ(O3)超标天数占3-10月总超标天数的66.5%.研究显示,气温>20℃、相对湿度为40%~70%、风速为1.5~3.0 m/s的气象条件可初步作为石家庄市主城区O3污染的预警指标.

关键词：臭氧(O 3) 污染特征气象成因石家庄市主城区

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石家庄冬季典型污染过程气溶胶激光雷达观测

中国环境科学 2020年第10期40卷 4205-4215页

作者：张艳品陈静钤伟妙张晓马贵东石家庄市气象局河北石家庄050081 河北省气象与生态环境重点实验室河北石家庄050021 石家庄学院河北石家庄050035 河北省气候中心河北石家庄050021

基于2016年冬季石家庄市微脉冲气溶胶激光雷达观测资料,采用归一化梯度法和梯度法两种方法反演了大气污染边界层高度,并将结果与相同时段探空资料获得的边界层高度进行对比验证,同时选取典型个例对污染边界层高度的过程演变特征进行了分... 详细信息

基于2016年冬季石家庄市微脉冲气溶胶激光雷达观测资料,采用归一化梯度法和梯度法两种方法反演了大气污染边界层高度,并将结果与相同时段探空资料获得的边界层高度进行对比验证,同时选取典型个例对污染边界层高度的过程演变特征进行了分析,探索了不同污染等级下污染边界层结构.结果表明,归一化、梯度法反演结果均与探空位温确定的边界层高度存在一致性,相关系数分别为0.62、0.55,均通过了0.05的显著性检验,但归一化相对误差为19%,梯度法为34%,表明归一化梯度法优于梯度法且其反演结果是可靠的.空气质量优良日,归一化梯度法反演结果准确度降低,与位温确定边界层高度最大偏差约1000m;随着污染程度加重,反演结果与位温确定边界层高度差减小,污染期间,污染边界层高度总体低于1000m,污染最重时段降到400m左右.不同空气质量等级、不同高度气溶胶消光系数垂直递减率具有明显差异,污染天气400m高度垂直递减率最大,表明该层以下为较重污染聚积层,之后随高度升高消光系数明显减小,700m以上为清洁空气.

关键词：石家庄激光雷达污染边界层高度演变

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石家庄大气污染物输送通道及污染源区研究

环境科学学报 2018年第9期38卷 3438-3448页

作者：钤伟妙张艳品陈静韩军彩石家庄市气象局 050081

为探索石家庄的区域输送规律,确定主要污染源区,利用HYSPLIT(Hybrid Single Particle Lagrangian Integrater Trajectory)后向轨迹模式和NCEP的GDAS全球气象要素数据,对2013—2016年从不同高度上抵达石家庄地区的逐日72 h气流后向轨迹... 详细信息

为探索石家庄的区域输送规律,确定主要污染源区,利用HYSPLIT(Hybrid Single Particle Lagrangian Integrater Trajectory)后向轨迹模式和NCEP的GDAS全球气象要素数据,对2013—2016年从不同高度上抵达石家庄地区的逐日72 h气流后向轨迹进行聚类分析,并结合石家庄逐小时颗粒物污染物浓度数据,分析石家庄PM2.5的潜在源贡献因子(WPSCF)和浓度权重轨迹(WCWT).结果表明,(1)石家庄PM2.5浓度具有明显单峰谷日变化,秋冬季与春夏季峰谷值出现时间不同;(2)近地层大气污染输送路径以近距离,移速慢的轨迹为主,轨迹较短的路径所占比例在40%以上.除夏季外,近距离输送路径均存在螺旋转向,在后向48~36 h内轨迹端点到达河北省内,转为东向和南向输送.(3)大气污染输送通道的垂直分布特征表明,输送轨迹中低于500 m高度的轨迹点占28.7%,高于1000 m低于3000 m高度的轨迹点占36.1%,高于3000 m高度的轨迹点占25.3%.低层多以近距离输送为主,高度越高,近距离输送轨迹的频率越低.500 m高度输送通道仍以近距离输送为主,并存在螺旋转向,1500 m高度以上多远距离输送.(4)石家庄PM2.5的主要污染源区范围较小.途径河北中南部、河南北部、山东西部和山西中北部地区的轨迹对石家庄PM2.5的污染贡献最大.

关键词：污染特征后向轨迹潜在源贡献因子法权重分析法石家庄

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地理因子在北疆极端气温趋势变化中的作用

地理科学进展 2021年第4期40卷 681-692页

作者：赵煊卞韬任国玉张艳品韩子霏中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所乌鲁木齐830001 河北省石家庄市气象局石家庄050081 中国地质大学(武汉)环境学院大气科学系武汉430074 中国气象局气候研究开放实验室国家气候中心北京100081 兰州大学大气科学学院兰州730000

论文利用1961—2017年北疆地区37个观测站的逐日气温资料以及高程数据,选取了3类(冷指数、暖指数和极值指数)15项极端气温指数,采用相关分析和灰色关联度统计分析方法,研究了地理因子在北疆极端气温趋势变化中的作用。结果表明:①北疆... 详细信息

论文利用1961—2017年北疆地区37个观测站的逐日气温资料以及高程数据,选取了3类(冷指数、暖指数和极值指数)15项极端气温指数,采用相关分析和灰色关联度统计分析方法,研究了地理因子在北疆极端气温趋势变化中的作用。结果表明:①北疆地区气候变暖显著,极端气温冷指数呈非常显著的下降趋势,暖指数及极值指数呈显著或非常显著的上升趋势;气候变暖主要体现为极端冷事件频次降低、夜间温度以及极端低温升高,具有白天和夜间变化的不对称性以及低温和高温变化的不平衡性等特征。②极端气温指数在北疆中部盆地地区上升(下降)趋势最强,在北疆北部及南部山区地带,上升(下降)趋势相对较小。地形分布对气候趋势的影响程度暖指数大于冷指数,海拔高度对极端气温事件的出现频次有较大影响。③极端气温指数趋势的经向分布是其空间分布的主导模态。北疆地区极端气温指数趋势性变化北部大于南部、西部大于东部,南北趋势性变化差异最大处位于北疆中部地区。极端气温指数趋势性变化的南北差异与海拔高度呈负相关,在山地地区,纬度对于极端气温指数的气候趋势影响较小,而在盆地地区,纬度为影响极端气温指数气候趋势的重要因子。经向上,除炎热夜数增加趋势与海拔高度的相关性较低外,北疆东部极端气温指数的趋势性变化与海拔高度相关性高于北疆西部。④地理因子对极端气温指数的趋势变化具有显著的影响(灰色关联度均大于0.6,为高度关联),影响程度暖指数大于冷指数。地理因子对冷指数的影响在山地、丘陵地区较强,而对暖指数的影响主要为地势较为平缓的丘陵和盆地地区。

关键词：北疆极端气温指数变化趋势地理因子

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石家庄一次沙尘气溶胶污染过程及光学特性

中国环境科学 2016年第4期36卷 979-989页

作者：陈静张艳品杨鹏钤伟妙王晓敏韩军彩石家庄市气象局河北石家庄050081

为掌握沙尘气溶胶远距离输送特征及其规律,对2015年4月15日影响石家庄空气质量的沙尘天气背景、污染特征进行了分析,利用HYSPLIT—4模式分析了沙尘气溶胶的后向轨迹,并利用微脉冲激光雷达和太阳光度计CE318监测资料分析了沙尘气溶胶的... 详细信息

为掌握沙尘气溶胶远距离输送特征及其规律,对2015年4月15日影响石家庄空气质量的沙尘天气背景、污染特征进行了分析,利用HYSPLIT—4模式分析了沙尘气溶胶的后向轨迹,并利用微脉冲激光雷达和太阳光度计CE318监测资料分析了沙尘气溶胶的垂直分布和光学特性演变,与大风无沙尘沉降另一过程进行了对比,探讨了沙尘沉降对消光系数的影响,估算了沙尘沉降对地面PM10浓度的贡献.结果表明：来自蒙古国的沙尘气溶胶以西北路径远距离输送沉降是导致石家庄PM10浓度骤升的主要因素;沙尘沉降对消光系数和地面PM10浓度具有重要贡献;气溶胶快速沉降时间与冷锋过境、冷空气下沉相一致;微脉冲激光雷达监测到整个沙尘气溶胶输送沉降过程,沉降之前沙尘气溶胶主要分布在1500～3000m高空,气溶胶消光系数随高度上升而增大,输送飘浮空中到沉降持续时间较长,为沙尘污染预警提供了＂强信号＂特征;气溶胶光学厚度随沙尘到达明显上升,浑浊度较高,粒径偏大,地面能见度随气溶胶光学厚度呈幂指数递减.

关键词：沙尘气溶胶激光雷达太阳光度计消光系数光学厚度后向轨迹

卫星(IASI探测仪)观测云顶高与地基云雷达观测的对比验证

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大气科学 2014年第5期38卷 874-884页

作者：张艳品章文星吕达仁毕永恒中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境探测重点实验室北京100029 成都信息工程学院成都610225 石家庄市气象局石家庄050081

IASI(Infrared Atmospheric Sounding Interferometer)是搭载在欧洲METOP-A卫星上,采用干涉分光技术的新一代超高光谱红外大气探测仪器,其光谱测量范围涵盖了多个吸收带,可用于反演大气、海洋、云和大气成分,为地球大气遥感、气象业务... 详细信息

IASI(Infrared Atmospheric Sounding Interferometer)是搭载在欧洲METOP-A卫星上,采用干涉分光技术的新一代超高光谱红外大气探测仪器,其光谱测量范围涵盖了多个吸收带,可用于反演大气、海洋、云和大气成分,为地球大气遥感、气象业务和科学研究提供了丰富的遥感资料,是各国学者关注的又一热点。为深入了解IASI在国内的云产品情况,本文利用2008年10月15日～12月15日期间IASI在安徽寿县地区的云参数观测资料和中美[美国能源部大气辐射测量(ARM)计划]联合在安徽省寿县进行大气辐射综合观测试验期间,相同时段云雷达[ARM W-band(95 GHz)Cloud Radar,WACR]的观测资料进行了对比分析和验证。在以寿县ARM移动观测设施(AMF)为中心,半径为20 km的范围内,IASI(2次/d)共有有效观测129次,其中与WACR(1次/2 s)匹配的IASI有效观测共80时次。结果表明:对于单层云,二者云高相关系数为0.8312,标准差为1.8423 km;对于双层及多层云,IASI反演云顶高结果绝大多数在WACR的最上和最下层云之间,且靠近较厚的云层。对比结果显示,一般情况下,IASI反演云顶高结果明显低于WACR;IASI反演云顶高结果受到视场中云量、云层厚度及云层中粒子浓度大小的影响:视场中云量越大,云层越厚,云层中粒子浓度越大,IASI反演云高的结果越接近真实云高。

关键词： IASI 云雷达云顶高对比

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京津冀地区近56a降水量变化特征分析

京津冀地区近56a降水量变化特征分析

第35届中国气象学会年会

作者：于占江张艳品石家庄市气象局

基于京津冀87个地面气象站1960-2015年逐日降水观测数据,应用线性回归、Mann-Kendall突变检验、滑动T检验、Morlet小波函数等方法分析京津冀全区及冀北高原区、冀东平原区、山前平原区、太行山区、燕山丘陵区等五个分气候区域降水的时... 详细信息

基于京津冀87个地面气象站1960-2015年逐日降水观测数据,应用线性回归、Mann-Kendall突变检验、滑动T检验、Morlet小波函数等方法分析京津冀全区及冀北高原区、冀东平原区、山前平原区、太行山区、燕山丘陵区等五个分气候区域降水的时空变化特征。结果表明:近56年来,京津冀全区及五个分气候区年平均降水量均呈波动下降趋势,且下降趋势均不显著,均未发生明显突变现象;南部地区年平均降水量减少

关键词：降水突变检验周期特征京津冀

来源： cnki会议评论

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京津冀地区近56a气温变化特征分析

京津冀地区近56a气温变化特征分析

第35届中国气象学会年会

作者：于占江张艳品石家庄市气象局

基于京津冀87个地面气象站1960-2015年逐日气温观测数据,应用线性回归、Mann-Kendall突变检验、Morlet小波函数等方法分析京津冀全区及冀北高原区、冀东平原区、山前平原区、太行山区、燕山丘陵区等五个分气候区域气温的时空变化特征。... 详细信息

基于京津冀87个地面气象站1960-2015年逐日气温观测数据,应用线性回归、Mann-Kendall突变检验、Morlet小波函数等方法分析京津冀全区及冀北高原区、冀东平原区、山前平原区、太行山区、燕山丘陵区等五个分气候区域气温的时空变化特征。结果表明:除山前平原夏季的年平均最高气温呈下降趋势外,京津冀全区及各分区的年、季平均、最高、最低气温均呈上升趋势,且平均最低气温上升幅度最大;不同季节的升

关键词：气温突变检验周期特征京津冀

来源： cnki会议评论

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近56年京津冀区域降水量变化特征分析

安徽农业科学 2019年第2期47卷 215-221页

作者：于占江金钊张艳品南京信息工程大学江苏南京210044 河北省石家庄市气象局河北石家庄050081 安徽省合肥市气象局安徽合肥230041

按照自然地理条件和气候的地理分布特征把京津冀分为5个不同的气候子区域,选取资料序列完整且具有较长时间序列较为均匀分布的87个地面气象站,运用线性回归、Mann-Kendall突变检验、滑动t检验、Morlet小波函数等统计方法,选用1960—201... 详细信息

按照自然地理条件和气候的地理分布特征把京津冀分为5个不同的气候子区域,选取资料序列完整且具有较长时间序列较为均匀分布的87个地面气象站,运用线性回归、Mann-Kendall突变检验、滑动t检验、Morlet小波函数等统计方法,选用1960—2015年逐日降水观测数据,分别对5个子区域及全区的降水量进行时空变化特征分析。结果表明,近56年来京津冀全区及5个分气候区年平均降水量变化呈现整体的一致性,均呈波动下降趋势,冀东平原区下降趋势显著,但均未发生明显突变现象;存在较为显著的季节性,全区夏季降水量下降趋势显著,并于1996年发生突变,总降水量中以7月和8月贡献最大,降水量减少速率也最快;除太行山区外,其他分气候区夏季降水量均呈减少趋势,且冀东平原区减少幅度最大,燕山丘陵在1996年发生了明显突变;全区及各分气候区年、季降水量呈现显著的年际和年代或多年代际变化,主要存在4个周期变化,大致分为3～4、6～10、12～18和20年以上。

关键词：京津冀气候区降水量变化特征突变检验周期特征