四川盆地大氣層結(jié)變化及其對(duì)霧霾天氣影響的個(gè)例研究

劉馨語(yǔ)，陳權(quán)亮

(成都信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院,高原大氣與環(huán)境四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610225)

?

· 大氣環(huán)境 ·

四川盆地大氣層結(jié)變化及其對(duì)霧霾天氣影響的個(gè)例研究

劉馨語(yǔ)，陳權(quán)亮

(成都信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院,高原大氣與環(huán)境四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610225)

四川盆地是全國(guó)人口最集中且周邊地勢(shì)起伏最大的區(qū)域之一，以石化燃料為主要能源，排放量較大，是我國(guó)4大霧霾高發(fā)地之一，研究四川盆地大氣層結(jié)對(duì)霧霾天氣的影響十分重要。利用中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)提供的高空探測(cè)資料，分析1980～2012年成都地區(qū)大氣層結(jié)的分布和變化特征研究結(jié)果表明，成都地區(qū)近30年平均大氣層結(jié)特征總體表現(xiàn)為：年平均溫度隨高度呈“<”型變化，表現(xiàn)為先減小后增大的變化特征。溫度在地面時(shí)最大，在100hPa附近最小；年平均溫度露點(diǎn)差總體呈上升的變化趨勢(shì)，在925hPa以下近地面夜間平均溫度露點(diǎn)差遠(yuǎn)高于白天；年平均風(fēng)速在近地面最小約為3.5m/s，同時(shí)隨高度逐漸增加。在200hPa附近達(dá)到最大值，隨后逐漸減小。在50hPa高度以上高空風(fēng)速維持在10m/s左右。在2005年12月的霧霾天氣個(gè)例中，四川盆地東部連續(xù)4天出現(xiàn)了重度霧霾，各日14時(shí)能見(jiàn)度均低于2km，日較差不高于5℃，在對(duì)此次霧霾天氣發(fā)生過(guò)程的觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)在700hPa附近有逆溫層的出現(xiàn)，同時(shí)在霧霾發(fā)展中期500hPa～700hPa間相對(duì)濕度較大；在2013年1月7日～16日的霧霾天氣個(gè)例中，發(fā)現(xiàn)在500hPa～700hPa之間存在有明顯擾動(dòng)逆溫，700hPa以下相對(duì)濕度較大?？偟膩?lái)說(shuō)，四川盆地霧霾天氣常發(fā)生在冬季，在霧霾天氣發(fā)生前期具有大氣層結(jié)偏穩(wěn)定，相對(duì)濕度較大，風(fēng)速較小，近地面易出現(xiàn)逆溫層等特征；在霧霾天氣發(fā)生中期，逆溫層的強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，相對(duì)濕度增大；霧霾天氣后期，隨著風(fēng)速增加或降雨等大氣層結(jié)的不穩(wěn)定變化，霧霾天氣過(guò)程結(jié)束。

四川盆地；大氣層結(jié)；霧霾天氣過(guò)程

1 引 言

四川盆地是我國(guó)霧霾天氣較為嚴(yán)重的地區(qū)之一[1]。分析發(fā)現(xiàn)，由于盆地多處于低洼地帶，四面環(huán)山，導(dǎo)致夜間降溫慢，是中國(guó)晝夜溫差最小的地區(qū)之一。地形比較閉塞，年平均風(fēng)速較小和靜風(fēng)頻率高，不利于污染物的輸送擴(kuò)散。加之地面江河縱橫，水汽充沛，相對(duì)濕度較高，在此特殊的地形條件下易形成霧霾[3]。而在霧霾天氣發(fā)生時(shí)，大氣層結(jié)穩(wěn)定[4]，近地面普遍存在強(qiáng)度較高的逆溫層[5]。同時(shí)低層大氣的濕度較大, 風(fēng)速小于3 m/s，有利于水汽飽和凝結(jié)形成霧，晝夜溫度露點(diǎn)差小于3℃[6]。這些氣象要素大氣層結(jié)的穩(wěn)定都為四川盆地霧霾天氣的持續(xù)發(fā)生提供了良好的條件。

通過(guò)張人禾[7]等的研究發(fā)現(xiàn)，大氣層結(jié)對(duì)霧霾的影響可以從動(dòng)力和熱力兩方面解釋，動(dòng)力主要影響霧霾天氣水平和垂直方向上污染物的向外擴(kuò)散程度，熱力的影響表現(xiàn)在對(duì)大氣層結(jié)和近地面空氣的穩(wěn)定性以及飽和程度對(duì)霧霾的影響。曹偉華[8]在影響霧霾天氣因子的研究中提出，持續(xù)的低壓、較小的地面風(fēng)速、PM2.5濃度的穩(wěn)定上升以及空氣中相對(duì)濕度的增大都為霧霾天氣的形成和發(fā)展提供了充足的氣象條件。同時(shí)，苗愛(ài)梅[9]認(rèn)為，相對(duì)濕度、PM2.5濃度、氣壓、風(fēng)速是大氣層結(jié)中影響霧霾天氣的重要因子，其中PM2.5濃度和相對(duì)濕度才是直接影響霧霾天氣過(guò)程能見(jiàn)度大小的主要因子。

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，霧霾天氣基本上都是由于霧和霾的混合物造成的。而霧和霾的區(qū)別主要在于霧是懸浮于空氣中的水滴小顆粒，相對(duì)濕度在90%以上且水平能見(jiàn)度小于1km；而霾是懸浮于空氣中的固體小顆粒，包括灰塵、硫酸、硝酸等各種化合物，其相對(duì)濕度小于80%且能見(jiàn)度小于10km。一般來(lái)講，在四川盆地，由于地面風(fēng)力較小，大氣層結(jié)穩(wěn)定，一些地區(qū)由于降水和地面水汽蒸發(fā)的影響，使得近地面空氣的相對(duì)濕度越來(lái)越大；同時(shí)夜間天空晴朗少云，輻射降溫的幅度比較明顯[11]，有利于濕空氣飽和凝結(jié)，形成大霧。在白天氣溫上升、濕度下降，在這種穩(wěn)定的天氣形勢(shì)下，空氣中的污染物在水平和垂直方向上都不容易向外擴(kuò)散，使得污染物在大氣的淺層積聚，從而導(dǎo)致污染的狀況越來(lái)越嚴(yán)重[12]，從而逐漸轉(zhuǎn)化成霾。這就是導(dǎo)致我國(guó)四川盆地地區(qū)出現(xiàn)大范圍霧霾天氣的重要原因。同時(shí)，城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的汽車尾氣排放和工業(yè)三廢排放，都對(duì)霧霾天氣的發(fā)生起著重要的影響作用。與其他發(fā)達(dá)地區(qū)相比，四川盆地霧霾天氣的研究相對(duì)較少，因此積極開(kāi)展四川盆地霧霾天氣的相關(guān)研究十分重要。由于四川盆地特殊的地形結(jié)構(gòu)和氣象條件，分析發(fā)現(xiàn)四川盆地近30年期間大氣層結(jié)沒(méi)

有明顯的時(shí)序變化，因此本文主要討論現(xiàn)有層結(jié)特征對(duì)大氣擴(kuò)散和促進(jìn)霧霾形成因素的影響作用。首先對(duì)四川盆地近30年的平均溫度、濕度以及風(fēng)速等影響霧霾天氣過(guò)程的重要因子進(jìn)行分析，以便了解四川盆地大氣層結(jié)的總體變化特征。再?gòu)撵F霾天氣個(gè)例出發(fā)，分別分析霧霾天氣發(fā)生過(guò)程的前中后期的大氣層結(jié)變化，從而探討四川盆地大氣層結(jié)對(duì)霧霾天氣影響。

2 資料與方法

本研究的資料主要來(lái)自于中國(guó)氣象局相關(guān)臺(tái)站提供的氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)和中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)提供的高空探測(cè)資料。

通過(guò)從四川盆地156個(gè)測(cè)站中選取資料較全的成都測(cè)站(2003年搬遷到溫江測(cè)站)為代表，對(duì)成都1980年～2012年的溫度，溫度露點(diǎn)差以及風(fēng)速等高空探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并對(duì)近30年平均溫度、溫度露點(diǎn)差、風(fēng)速的垂直廓線圖進(jìn)行分析，為研究四川盆地大氣層結(jié)對(duì)霧霾的影響提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

同時(shí)分別選取2005年12月和2013年1月四川盆地兩個(gè)具有代表性的四川盆地霧霾天氣過(guò)程為個(gè)例，通過(guò)對(duì)兩個(gè)霧霾天氣過(guò)程中大氣層結(jié)溫濕度隨高度的變化特征進(jìn)行分析，以此來(lái)研究大氣層結(jié)對(duì)霧霾天氣的影響。

3 成都地區(qū)大氣層結(jié)變化特征

圖1 1980～2012成都站年平均溫度垂直廓線Fig.1 1980～2012 Chengdu meteorological station annual average temperature vertical profile

為了研究現(xiàn)有層結(jié)特征對(duì)大氣擴(kuò)散和促進(jìn)霧霾形成因素的影響作用，分析大氣層結(jié)隨高度的變化特征，分別對(duì)成都測(cè)站近30年年平均溫度，溫度露點(diǎn)差以及風(fēng)速隨高度的變化進(jìn)行分析，探討成都地區(qū)近30年大氣層結(jié)的變化特征。

圖1為1980年～2012年成都測(cè)站近30年年平均溫度的垂直廓線圖，根據(jù)每0時(shí)和12時(shí)的數(shù)據(jù)分析顯示，成都近30年平均溫度變化趨勢(shì)表現(xiàn)為：在地面溫度最高，隨著高度的升高，溫度逐漸減小到0℃以下，在100hPa附近達(dá)到最小值，100hPa以上，溫度又隨高度的增加逐漸增大，但仍是0℃以下。

圖2 1980～2012成都站年平均溫度露點(diǎn)差垂直廓線Fig.2 1980～2012 Chengdu meteorological station annual average temperature dew point vertical profile

圖2為1980年～2012年成都測(cè)站近30年年平均溫度露點(diǎn)差垂直廓線圖，由圖2可以看出，0時(shí)和12時(shí)平均溫度露點(diǎn)差總體呈上升趨勢(shì)，12時(shí)從地面到850hPa附近溫度露點(diǎn)差隨高度增加而減少，在700hPa附近有一個(gè)低值點(diǎn)，從700hPa～500hPa，溫度露點(diǎn)差的增加比較快。而在400hPa以下，0時(shí)的溫度露點(diǎn)差明顯大于12時(shí)溫度露點(diǎn)差，說(shuō)明12時(shí)的空氣濕度比0時(shí)空氣濕度大。

圖3 1980～2012成都站年平均風(fēng)速垂直廓線Fig.3 1980～2012 Chengdu meteorological station annual average wind speed vertical profile

根據(jù)圖3所示，分析1980年～2012年成都測(cè)站0時(shí)和12時(shí)平均風(fēng)速垂直廓線圖發(fā)現(xiàn)，成都近30年平均風(fēng)速變化總趨勢(shì)是風(fēng)速隨高度先增加后減小。近地面風(fēng)速最小，約為3.5m/s，從地面到200hPa高度附近，風(fēng)速隨高度增加而增大，在200hPa達(dá)到最大值；200hPa以上，風(fēng)速則隨高度的增加而減小，到50hPa以后高空風(fēng)速維持在10m/s左右。由于霧霾天氣的發(fā)生更多是與近地面的大氣參數(shù)有關(guān)，因此3 000m以上的高空風(fēng)速對(duì)霧霾天氣的影響不大。

4 四川盆地霧霾天氣個(gè)例分析

4.1 2005年12月25～28日四川盆地東部一次霧霾天氣過(guò)程分析

2005年12月25～28日四川盆地東部連續(xù)4天出現(xiàn)了重度霧霾天氣，各日14時(shí)能見(jiàn)度均低于2km。以此次霧霾天氣過(guò)程為個(gè)例,將霧霾過(guò)程劃分為前中后三個(gè)時(shí)期，并對(duì)各時(shí)期霧霾天氣的層結(jié)濕度以及層結(jié)溫度進(jìn)行分析，概括四川盆地常見(jiàn)霧霾天氣過(guò)程的變化特征。

4.1.1 霧霾發(fā)展前期

此次霧霾天氣過(guò)程發(fā)生在四川盆地東部，所以選取位于四川盆地東部的沙坪壩站提供的探空資料為代表。通過(guò)對(duì)2005年12月25～28日每日08時(shí)和20時(shí)高空資料進(jìn)行分析，得出四川盆地在霧霾天氣的影響下大氣層結(jié)溫度和濕度的變化趨勢(shì)。

圖4為2005年12月25日～26日溫濕度廓線圖，作為此次霧霾天氣過(guò)程的前期，分析其各時(shí)段溫濕度變化特征發(fā)現(xiàn)：25日～26日各日溫度基本隨高度的升高而緩慢降低，但在850hPa～700hPa附近有明顯逆溫層，溫度隨高度有所增加。最高溫度不超過(guò)10℃，日較差不超過(guò)5℃。從溫度露點(diǎn)差來(lái)看：由于溫度和溫度露點(diǎn)相差越小即表示其相對(duì)濕度越大。如圖可知：霧霾天氣發(fā)展前期相對(duì)濕度整體較高，說(shuō)明空氣中水分含量較高。到26日，相對(duì)濕度明顯有所下降，尤其在850hPa附近，相對(duì)濕度達(dá)到一個(gè)低值，說(shuō)明空氣較為干燥。同時(shí)由于近地面700hPa～850hPa之間出現(xiàn)了明顯逆溫層，中低空的逆溫層阻礙了污染物的垂直擴(kuò)散，使得近地面的污染物濃度不斷積累增大，為霧霾天氣的發(fā)生提供了顆粒物和氣象因子。

圖4 2005年12月霧霾發(fā)展前期個(gè)例溫度濕度廓線圖Fig.4 Temperature and humidity profiles in December 2005

4.1.2 霧霾發(fā)展中期

圖5 2005年12月霧霾發(fā)展中期個(gè)例溫度濕度廓線圖Fig.5 Temperature and humidity profiles in December 2005

圖5為2005年12月27日溫濕度廓線圖，作為此次霧霾天氣過(guò)程的中期，分析27日08時(shí)溫濕度變化特征發(fā)現(xiàn)：溫度隨高度升高而緩慢降低，最高溫度不超過(guò)15℃，日較差不超過(guò)5℃ 。從溫度露點(diǎn)差來(lái)看：27日08時(shí)和20時(shí)大氣層結(jié)較穩(wěn)定相對(duì)濕度趨勢(shì)相似，在850hPa以下近地面附近相對(duì)濕度有所增加，且明顯大于850hPa以上高度的相對(duì)濕度，說(shuō)明近地面空氣較濕潤(rùn)，高層空氣較干燥；同時(shí)27日晚上20時(shí)空氣濕度明顯比白天20時(shí)大，為霧霾天氣的持續(xù)提供了有利的氣象條件。

4.1.3 霧霾發(fā)展后期

圖6 2005年12月霧霾發(fā)展后期個(gè)例溫度濕度廓線圖Fig.6 Temperature and humidity profiles in December 2005

圖6為28日溫濕度廓線圖，作為此次霧霾天氣發(fā)展的后期，分析28日各時(shí)段溫濕度層結(jié)變化特征發(fā)現(xiàn)：28日溫度隨高度升高而緩慢降低，最高溫度不超過(guò)12℃，日較差不超過(guò)5℃。從溫度露點(diǎn)差來(lái)看，相對(duì)濕度明顯減小，并且水汽含量從700hPa左右向高層急劇降低。同時(shí)伴隨著低空逆溫的消失，此次霧霾天氣也隨之結(jié)束。

4.2 2013年1月四川盆地一次霧霾天氣過(guò)程分析

2013年1月霧霾天氣在四川盆地頻繁并持續(xù)的出現(xiàn)，四川省氣象臺(tái)發(fā)布了7次大霧橙色預(yù)警，期間共出現(xiàn)了3次大范圍的霧霾天氣過(guò)程，主要發(fā)生在7日～16日、21日～23日和26日～31日。其中7日～16日發(fā)生的霧霾天氣過(guò)程是四川盆地入冬以來(lái)持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)、強(qiáng)度最大的霧霾天氣。因此，取7日～16日的霧霾天氣過(guò)程作為主要分析個(gè)例，并以氣象要素的變化情況為基準(zhǔn)分別從霧霾天氣過(guò)程的前中后三個(gè)時(shí)期做詳細(xì)分析。

4.2.1 霧霾發(fā)展前期

由于此次霧霾天氣發(fā)生在成都地區(qū)，因此選取四川盆地溫江站的探空資料為代表，由2013年1月7日～16日每日08時(shí)和20時(shí)溫濕度廓線圖分析四川盆地在霧霾天氣的影響下溫度和濕度的層結(jié)變化趨勢(shì)。

圖7 2013年1月霧霾發(fā)展前期個(gè)例溫度濕度廓線圖Fig.7 Temperature and humidity profiles in January 2013

圖7為2013年1月8日溫濕度廓線圖，作為此次霧霾天氣過(guò)程的前期，分析8日20時(shí)溫濕度變化特征發(fā)現(xiàn)：從溫度變化來(lái)看，溫度隨著高度的升高而緩慢降低，最高溫度不超過(guò)10℃，日較差不超過(guò)5℃。從露點(diǎn)溫度變化來(lái)看，相對(duì)濕度總體不高，空氣較干燥，分布較為平均。由于研究霧霾污染物的堆積以低空為主，即對(duì)流層內(nèi)700hPa以下的逆溫層為主，所以雖然在500hPa～400hPa之間存在小的擾動(dòng)逆溫，但對(duì)霧霾天氣過(guò)程影響不大。

4.2.2 霧霾發(fā)展中期

圖8 2013年1月霧霾發(fā)展中期個(gè)例溫度濕度廓線圖Fig.8 Temperature and humidity profiles in January 2013

圖8為2013年1月11日～13日溫濕度廓線圖，作為此次霧霾天氣過(guò)程的中期，分析11日～13日各時(shí)段溫濕度變化特征發(fā)現(xiàn)：11日～13日四川溫江站點(diǎn)的溫度總體上隨高度升高而緩慢降低，最高溫度不超過(guò)8℃，日較差不超過(guò)5℃。

從露點(diǎn)溫度變化來(lái)看，11日成都站點(diǎn)溫度和露點(diǎn)溫度相差比較小說(shuō)明其水汽含量較高，相對(duì)濕度較大；中低層水汽含量明顯增加，但由于露點(diǎn)溫度與溫度沒(méi)有完全重合，說(shuō)明中低層相對(duì)濕度仍沒(méi)有達(dá)到飽和狀態(tài)，水汽含量充足。由13日溫度露點(diǎn)廓線圖可知四川溫江站點(diǎn)相對(duì)濕度總體含量明顯降低。850hPa以下近地面高度相對(duì)濕度依然較高，空氣中水汽含量多，但850hPa以上高度的相對(duì)濕度明顯減少，空氣較為干燥。為霧霾天氣的發(fā)展提供了氣象因子。

4.2.3 霧霾發(fā)展后期

圖9 2013年1月霧霾發(fā)展后期個(gè)例溫度濕度廓線圖Fig.9 Temperature and humidity profiles in January 2013

圖9為2013年1月16日～17日溫濕度廓線圖，作為此次霧霾天氣過(guò)程的后期，分析其各時(shí)段溫濕度變化特征發(fā)現(xiàn)：16日～17日整體溫度隨高度升高而緩慢降低，最高溫度不超過(guò)8℃，日較差不超過(guò)5℃。但在17日近地面，溫度急劇減小，與16日相比幅度大于5℃。說(shuō)明近地面有大風(fēng)出現(xiàn)。從露點(diǎn)溫度變化來(lái)看，相較于11日相對(duì)濕度明顯減小。伴隨著大氣層結(jié)靜穩(wěn)狀態(tài)的破裂，此次霧霾天氣結(jié)束。

4.3 總結(jié)

總體分析兩次霧霾天氣過(guò)程特征，可以發(fā)現(xiàn)兩次霧霾天氣均發(fā)生在冬季，霧霾發(fā)生過(guò)程中都具有長(zhǎng)時(shí)間處于均壓場(chǎng)控制下，氣壓梯度小，水平風(fēng)速弱，氣溫低，濕度大，整個(gè)大氣處于靜穩(wěn)狀態(tài)的氣象特征。前期的逆溫層以及高濕度條件都為這次霧霾天氣的形成和維持提供了有利的氣象因子，中期靜穩(wěn)少風(fēng)的天氣狀態(tài)為霧霾的持續(xù)提供了風(fēng)場(chǎng)條件，后期隨著濕度的大大減小，降水或大風(fēng)天氣的出現(xiàn)使得靜穩(wěn)天氣狀態(tài)破裂，霧霾天氣結(jié)束。

5 結(jié)論與討論

通過(guò)中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)提供的高空探測(cè)資料，分別對(duì)成都1980年～2012年的年平均溫度、溫度露點(diǎn)差和風(fēng)速進(jìn)行分析，同時(shí)選取2005年12月以及2013年1月四川盆地具有代表性的兩個(gè)霧霾天氣個(gè)例過(guò)程進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：

(1)成都地區(qū)年平均溫度在地面時(shí)最高，然后隨著高度的增加溫度減小到0℃以下，在100hPa左右溫度達(dá)到最低，然后溫度隨著高度的增加再逐漸增加，但仍是0℃以下。

(2)成都地區(qū)年平均溫度露點(diǎn)差總體呈上升趨勢(shì)，在700hPa左右有一個(gè)低值點(diǎn)，從700hPa～400hPa溫度露點(diǎn)差的增加比較快，在12時(shí)的空氣濕度比00時(shí)小。

(3)成都年平均風(fēng)速隨高度先增加后減小。在地面時(shí)風(fēng)速最大，約為3.5m/s，從地面到200hPa高度附近，風(fēng)速隨高度增加而增大，在200hPa達(dá)到最大值，200hPa以上，風(fēng)速則隨高度的增加而減小，在50hPa附近達(dá)到最小(10m/s)，并且50hPa以上高度將持續(xù)維持這個(gè)風(fēng)速。

(4)在2005年12月的霧霾天氣過(guò)程中，霧霾天氣發(fā)生前期日較差不超過(guò)5℃，在700hPa附近易出現(xiàn)了逆溫層，不利于污染物的擴(kuò)散，大氣層結(jié)較穩(wěn)定，為霧霾天氣的發(fā)生提供了條件。在霧霾發(fā)展中期500hPa～700hPa間相對(duì)濕度較大，為霧霾天氣的持續(xù)提供了氣象條件。最后隨著相對(duì)濕度減小，大氣層結(jié)不再穩(wěn)定霧霾天氣結(jié)束。

(5)在2013年1月的整個(gè)霧霾天氣分析天過(guò)程中，在霧霾天氣發(fā)生前期，最高氣溫不超過(guò)10℃，相對(duì)濕度較低，整個(gè)大氣層結(jié)分布均勻。霧霾發(fā)生中期，相對(duì)濕度明顯增加，中低空水汽豐富，為霧霾天氣的持續(xù)提供了氣象因子。此次霧霾天氣的后期，隨著近地面大風(fēng)的出現(xiàn)，溫度驟降，大氣層結(jié)不再穩(wěn)定，霧霾天氣結(jié)束。

(6)兩次霧霾天氣過(guò)程的分析結(jié)果表明，四川盆地霧霾天氣常發(fā)生在冬季，在霧霾天氣發(fā)生前期具有大氣層結(jié)偏穩(wěn)定，相對(duì)濕度較大，風(fēng)速較小，近地面易出現(xiàn)逆溫層等特征；在霧霾天氣發(fā)生中期，逆溫層的強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，相對(duì)濕度增大；霧霾天氣后期，隨著風(fēng)速增加或降雨等大氣層結(jié)的不穩(wěn)定變化，霧霾天氣過(guò)程結(jié)束。

[1] 饒曉琴,李 峰,周寧芳,等.我國(guó)中東部一次大范圍霾天氣的分析[J].氣象,2008,34(6):89-96.

[2] 郭曉梅,陳 娟,趙天良,等.1961-2010年四川盆地霾氣候特征及其影響因子[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào),2014,30(6):100-107.

[3] 林 建,楊貴名,毛冬艷.我國(guó)大霧的時(shí)空分布特征及其發(fā)生的環(huán)流形勢(shì)[J].氣候與環(huán)境研究,2008,13(2):171-181.

[4] 胡亞丹,周自江.中國(guó)霾天氣的氣候特征分析[J].氣象,2009,35(7):73-78.

[5] 吳 兌,吳曉京,李 菲,等.1951-2005年中國(guó)大陸霾的時(shí)空變化[J].氣象學(xué)報(bào),2010,68(5):680-688.

[6] 趙 佶,白愛(ài)娟.四川盆地霾天氣變化特征和典型霾過(guò)程分析[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2015,38(6P):71-76.

[7] 張人禾,李 強(qiáng),張若楠.2013年1月中國(guó)東部持續(xù)性強(qiáng)霧霾天氣產(chǎn)生的氣象條件分析[J].中國(guó)科學(xué):地球科學(xué), 2014,(44):27-36.

[8] 曹偉華,梁旭東,李青春.北京一次持續(xù)性霧霾過(guò)程的階段性特征及影響因子分析[J].氣象學(xué)報(bào),2013,71(5):940-951.

[9] 苗愛(ài)梅,李 苗.一次持續(xù)性霧霾天氣過(guò)程的階段性特征及影響因子分析[J].干旱氣象,2014,32(6):947-953.

[10] 李艷紅,趙彩萍,荊肖軍,等.太原地區(qū)灰霾天氣特征及影響因子分析[J].氣候與環(huán)境研究,2014,19(2):200-208.

[11] 鄭小波,羅宇翔,趙天良,等.中國(guó)氣溶膠分布的地理學(xué)和氣候?qū)W特征[J].地理科學(xué),2012,32(3):225-272.

[12] 劉小寧,張洪政,李慶祥,等.我國(guó)大霧的氣候特征及變化初步解釋[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào),2005,(16):220-229.

[13] 孫 彧,馬振峰,牛 濤,等.最近40年中國(guó)霧日數(shù)和霾日數(shù)的氣候變化特征[J].氣候與環(huán)境研究,2013,(18): 397-406.

[14] 吳生虎,史 凱,劉春瓊,等.成都市典型灰霾消散前后PM2.5演化的長(zhǎng)期持續(xù)性特征[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù), 2014,37(10):9-14.

[15] 余錫剛,吳 建,酈 穎,等.灰霾天氣與大氣顆粒物的相關(guān)性研究綜述[J].環(huán)境污染與防治,2010,32(2):86-88.

[16] 高 歌.1961-2005年中國(guó)霾日氣候特征及變化分[J].地理學(xué)報(bào),2008, (63):762-768.

The Change Features of the Atmospheric Stratification and Case Study of Its Impact on the Haze Weather in Sichuan Basin

LIU Xin-yu, CHEN Quan-liang

(SchoolofAtmosphericSciences,ChengduUniversityofInformationTechnology,PlateauAtmosphere&EnvironmentKeyLaboratoryofSichuanProvince,Chengdu610025,China)

Sichuan Basin is one of the most heavily populated regions with biggest surrounding undulating terrain in China. Fossil fuels were the main energy resources, the emission from burning fossil fuel is great. That’s why Sichuan Basin becomes one of the four highest incidences of haze regions. To research the effects of atmospheric stratification on haze in Sichuan Basin is very important. Using the high altitude Radiosonde data of Chengdu Meteorological Station provided by China Meteorological Data Sharing Network, the distribution and variation of atmospheric stratification of Chengdu region from 1980 to 2012 was analyzed in detail. The characteristics of average atmospheric stratification in Chengdu area in recent 30 years are as follows: the annual mean temperature increases with the height and presents "<" type variation, which is shown as the change characteristic that decrease first and then increase. Temperature was highest near the ground surface while lowest near 100hPa. The annual average temperature of dew point difference showed overall upward trend, below 925hPa near the ground surface, at night average dew point temperature difference is much higher than during the day. The lowest annual average wind speed near the ground is 3.5m/s and it increases with height. Reached the maximum value near 200hPa, then gradually decreased. Above 50hPa altitude wind speed is maintained at 10m/s or so. In the case that haze happened in December 2005, severe haze happened for four consecutive days in eastern Sichuan Basin, visibility were less than 2km at 14∶00 of everyday, diurnal difference of temperature was less than 5 ℃, there was inverse stratification happened around 700hPa. The relative humidity was higher between 500hPa and 700hPa during the middle of the haze process. In the case of haze process on 7th to 16th January, 2013, there is obviously disturbed inversion in high altitude between 500hPa and 700hPa, relative humidity was higher below 700hPa. Overall, haze often occurs in the winter in Sichuan Basin. At the early stage of haze weather, the atmospheric stratification is stable, the relative humidity is high, the wind speed is small and inversion generally happened near the surface. At the medium stage of haze process, the strength of the inversion layer is significantly enhanced and relative humidity increased. At the late stage of haze process, as the wind speed increases or rain and other atmospheric stratification instability change, haze weather process comes to the end.

Sichuan basin; atmospheric stratification; haze process

2016-01-15

國(guó)家科學(xué)基金項(xiàng)目(41475037)；四川省青年基金項(xiàng) 目(2014JQ0019)。

劉馨語(yǔ)(1993-)，女，四川攀枝花人，成都信息工程 大學(xué)大氣科學(xué)專業(yè)2015級(jí)在讀碩士研究生，主要從 事大氣科學(xué)氣溶膠粒子方向研究。

X51

A

1001-3644(2016)03-0083-07