湖北一次沙尘天气过程气象条件研究.pdf
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1、第 卷第 期 年 月环境科学与管理 收收稿稿日日期期:基基金金项项目目:年年湖湖北北省省环环保保科科研研项项目目()湖湖北北省省气气象象局局重重点点基基金金()作作者者简简介介:赵赵碧碧云云()女女 工工程程师师 主主要要从从事事气气象象服服务务应应用用研研究究工工作作 通通信信作作者者:何何欢欢文文章章编编号号:()湖湖北北一一次次沙沙尘尘天天气气过过程程气气象象条条件件研研究究赵赵碧碧云云 湛湛甜甜 岳岳岩岩裕裕 何何欢欢(.荆荆门门市市气气象象局局 湖湖北北 荆荆门门 .武武汉汉区区域域气气候候中中心心 湖湖北北 武武汉汉 )摘摘 要要:结结合合高高空空、地地面面天天气气形形势势和和后后
2、向向轨轨迹迹模模拟拟及及传传输输指指数数对对 年年 月月 日日影影响响湖湖北北省省的的沙沙尘尘天天气气过过程程进进行行分分析析 结结果果表表明明:此此次次沙沙尘尘天天气气主主要要是是偏偏北北大大风风引引导导下下 从从蒙蒙古古国国经经内内蒙蒙古古、华华北北、河河南南到到达达湖湖北北省省 在在湖湖北北省省内内可可分分为为两两个个输输送送通通道道:中中部部主主通通道道襄襄阳阳 荆荆门门 荆荆州州一一线线 东东部部次次要要通通道道随随州州 孝孝感感 武武汉汉一一线线 中中部部通通道道输输入入强强度度大大、污污染染重重 降降水水对对沙沙尘尘影影响响主主要要是是削削峰峰清清除除作作用用 风风对对沙沙尘尘的
3、的影影响响主主要要是是输输入入和和清清除除 建建立立的的传传输输指指数数在在综综合合考考虑虑预预报报提提前前量量和和途途经经地地实实况况数数据据可可获获取取性性的的情情况况下下表表现现出出较较好好的的预预报报指指示示意意义义 可可为为传传输输型型污污染染预预报报提提供供客客观观参参考考依依据据 关关键键词词:沙沙尘尘 传传输输指指数数 后后向向轨轨迹迹 气气象象条条件件中中图图分分类类号号:文文献献标标志志码码:(.):.:前前言言沙沙尘尘暴暴是是全全球球性性的的重重大大环环境境问问题题 严严重重影影响响空空气气质质量量、水水资资源源利利用用和和区区域域可可持持续续发发展展 中中国国北北方方是
4、是沙沙尘尘暴暴多多发发区区 针针对对北北方方沙沙尘尘暴暴天天气气过过程程的的研研究究较较多多 例例如如田田松松妮妮等等 通通过过数数值值模模拟拟、遥遥感感技技术术和和统统计计分分析析相相结结合合的的手手段段评评估估了了沙沙尘尘对对中中国国北北方方生生态态环环境境带带来来的的危危害害和和风风险险 翟翟亮亮等等 对对北北京京地地区区两两类类典典型型沙沙尘尘过过程程进进行行对对比比 探探讨讨不不同同天天气气背背景景下下沙沙尘尘的的动动力力清清除除机机制制 刘刘洋洋等等 采采用用气气溶溶胶胶雷雷达达数数据据和和聚聚类类分分析析方方法法对对西西北北地地区区一一次次典典型型沙沙尘尘过过程程中中气气溶溶胶胶
5、垂垂直直分分布布和和来来源源进进行行了了分分析析 湖湖北北省省离离沙沙源源地地较较远远 沙沙尘尘天天气气次次数数较较少少 但但一一旦旦遇遇到到合合适适的的气气象象条条件件 北北方方沙沙尘尘远远距距离离输输入入湖湖北北省省时时 也也可可能能造造成成严严重重空空气气污污染染 年年 第 卷第 期 年 月赵碧云等湖北一次沙尘天气过程气象条件研究 月月 日日 受受蒙蒙古古气气旋旋和和地地面面冷冷锋锋影影响响 中中国国遭遭遇遇了了近近 年年来来最最强强沙沙尘尘暴暴天天气气 此此次次过过程程持持续续时时间间长长、范范围围广广 日日夜夜间间开开始始影影响响中中国国北北方方地地区区 日日沙沙尘尘传传输输至至湖湖
6、北北省省 整整个个过过程程持持续续至至 日日结结束束 湖湖北北省省有有 个个地地市市出出现现轻轻度度以以上上污污染染 其其中中位位于于中中北北部部的的十十堰堰、襄襄阳阳、随随州州、荆荆门门等等市市部部分分时时次次达达严严重重污污染染 文文章章结结合合环环境境和和气气象象观观测测资资料料 对对此此次次沙沙尘尘天天气气过过程程进进行行分分析析 为为以以后后沙沙尘尘天天气气影影响响评评估估和和空空气气质质量量预预报报提提供供一一定定的的参参考考 资资料料与与方方法法文文章章所所用用气气象象观观测测资资料料来来源源于于各各地地国国家家级级气气象象观观测测站站 气气象象要要素素主主要要包包括括水水平平风
7、风、降降水水等等 浓浓度度数数据据来来源源于于中中国国环环境境监监测测总总站站公公布布的的各各地地环环保保国国控控监监测测站站 用用于于气气团团传传输输轨轨迹迹计计算算的的大大气气再再分分析析数数据据为为 提提供供的的 ()逐逐 小小时时资资料料 气气团团的的传传输输轨轨迹迹中中包包含含了了大大量量对对污污染染天天气气有有指指示示意意义义的的信信息息 通通过过对对传传输输路路径径上上污污染染物物浓浓度度进进行行积积分分 可可以以得得到到一一个个表表征征污污染染物物传传输输强强度度的的指指标标 基基于于 模模型型 以以 数数据据作作为为气气象象场场进进行行后后向向轨轨迹迹模模拟拟 逐逐小小时时计
8、计算算一一次次研研究究站站点点后后向向气气流流轨轨迹迹 以以此此来来反反映映气气团团的的传传输输轨轨迹迹 根根据据气气流流轨轨迹迹路路径径结结合合路路径径上上的的观观测测实实况况值值计计算算出出的的传传输输指指数数 可可较较为为合合理理的的表表征征传传输输强强度度 ()()式式()式式()中中 为为传传输输强强度度 为为轨轨迹迹在在网网格格()内内的的停停留留时时间间/轨轨迹迹运运行行的的总总时时间间 为为轨轨迹迹在在网网格格()内内的的该该时时刻刻实实况况 浓浓度度值值 和和 为为选选取取后后向向轨轨迹迹的的时时段段 结结果果与与分分析析.本本次次沙沙尘尘天天气气过过程程特特点点概概述述 年
9、年 月月 日日湖湖北北省省发发生生了了一一次次大大范范围围沙沙尘尘天天气气 本本次次沙沙尘尘天天气气具具有有以以下下两两个个特特点点:()波波及及范范围围广广 月月 日日上上午午开开始始 沙沙尘尘经经河河南南传传输输至至湖湖北北省省襄襄阳阳和和随随州州 随随后后陆陆续续传传输输至至十十堰堰、荆荆门门、荆荆州州、宜宜昌昌、孝孝感感、武武汉汉、鄂鄂州州、黄黄冈冈等等地地 湖湖北北省省有有 个个地地市市不不同同程程度度遭遭遇遇沙沙尘尘天天气气影影响响 ()强强度度为为近近 年年最最强强 此此次次过过程程北北方方部部分分地地区区达达到到强强沙沙尘尘暴暴级级别别 为为近近 年年来来中中国国出出现现的的最
10、最强强沙沙尘尘天天气气过过程程 北北方方多多地地 峰峰值值浓浓度度超超过过 /沙沙尘尘传传输输至至湖湖北北省省时时 浓浓度度仍仍很很高高 襄襄阳阳、十十堰堰、荆荆门门、随随州州、荆荆州州等等中中北北部部城城市市 峰峰值值浓浓度度超超过过 /尤尤其其是是襄襄阳阳 日日 时时浓浓度度达达到到 /沙沙尘尘天天气气持持续续时时间间长长 襄襄阳阳、十十堰堰、荆荆门门、荆荆州州、随随州州等等地地 达达轻轻度度污污染染以以上上分分别别持持续续了了 、和和 图 湖北省不同城市 浓度随时间变化第 卷第 期 年 月赵碧云等湖北一次沙尘天气过程气象条件研究 此此次次沙沙尘尘传传输输影影响响过过程程 主主要要影影响响
11、地地区区位位于于湖湖北北省省中中北北部部十十堰堰、襄襄阳阳、随随州州、荆荆门门等等 恩恩施施、咸咸宁宁、黄黄石石等等地地市市未未受受到到沙沙尘尘影影响响 如如图图 所所示示襄襄阳阳在在 日日 时时开开始始受受到到沙沙尘尘影影响响 浓浓度度从从 /(时时)迅迅速速上上升升至至 /(时时)荆荆门门、荆荆州州分分别别在在 时时和和 时时受受到到影影响响 输输送送时时间间 宜宜昌昌由由于于降降水水影影响响 日日 时时才才受受到到沙沙尘尘影影响响 随随州州 日日 时时 浓浓度度升升至至 /孝孝感感、武武汉汉分分别别于于 日日 时时、时时开开始始受受影影响响 输输送送时时间间 左左右右 到到达达武武汉汉后
12、后强强度度明明显显减减弱弱 经经历历 后后 于于 日日 时时到到达达鄂鄂州州和和黄黄冈冈 影影响响时时间间偏偏晚晚 且且仅仅维维持持了了 .沙沙尘尘天天气气过过程程成成因因此此次次沙沙尘尘暴暴天天气气过过程程发发生生前前 蒙蒙古古国国及及中中国国北北方方地地区区气气温温异异常常偏偏高高、降降水水偏偏少少 并并且且处处于于土土壤壤逐逐渐渐解解冻冻期期 为为沙沙尘尘天天气气的的发发生生提提供供了了良良好好的的沙沙源源 月月 日日 时时 、和和 三三层层为为一一致致的的低低压压中中心心 槽槽后后有有明明显显冷冷平平流流 槽槽后后有有 /的的大大风风区区 槽槽后后有有 /的的大大风风区区 地地面面气气
13、压压梯梯度度非非常常强强 高高低低中中心心气气压压差差达达到到 以以上上(图图略略)蒙蒙古古气气旋旋快快速速发发展展并并东东移移 大大风风卷卷扬扬起起的的沙沙尘尘随随上上升升气气流流输输送送到到高高空空 并并在在高高空空和和地地面面偏偏北北大大风风引引导导下下 影影响响了了中中国国大大范范围围地地区区 日日沙沙尘尘随随锋锋面面影影响响中中国国西西北北地地区区中中东东部部、内内蒙蒙古古、华华北北、东东北北地地区区西西部部等等地地 日日沙沙尘尘经经河河南南南南阳阳盆盆地地输输入入湖湖北北省省 开开始始影影响响湖湖北北北北部部襄襄阳阳市市 并并随随冷冷空空气气进进一一步步南南下下 逐逐渐渐影影响响湖
14、湖北北荆荆门门、荆荆州州等等市市 随随州州市市沙沙尘尘则则从从河河南南信信阳阳输输入入 并并南南下下逐逐渐渐输输入入到到孝孝感感、武武汉汉、鄂鄂州州、黄黄冈冈 .沙沙尘尘传传输输路路径径轨轨迹迹地地形形分分布布特特征征形形成成了了湖湖北北省省境境内内大大气气污污染染物物输输送送和和迁迁移移通通道道 丘丘陵陵以以及及平平原原为为大大气气污污染染物物的的积积累累提提供供了了有有利利地地形形 根根据据湖湖北北地地形形特特征征以以及及沙沙尘尘出出现现在在各各地地的的顺顺序序以以及及前前文文天天气气形形势势分分析析 此此次次沙沙尘尘输输送送过过程程在在湖湖北北省省内内可可划划分分为为两两个个通通道道 如
15、如图图 所所示示 中中部部主主通通道道经经南南阳阳盆盆地地 进进入入襄襄阳阳 到到达达荆荆门门、荆荆州州 即即位位于于鄂鄂西西山山地地和和大大洪洪山山之之间间形形成成的的通通道道 东东部部次次要要通通道道经经过过河河南南信信阳阳进进入入随随州州 传传输输到到孝孝感感、武武汉汉、鄂鄂州州、黄黄冈冈 即即位位于于桐桐柏柏山山和和大大洪洪山山形形成成的的传传输输通通道道 沙沙尘尘通通过过这这两两个个输输送送通通道道迁迁移移 在在湖湖北北省省形形成成严严重重污污染染 因因本本次次冷冷空空气气偏偏北北大大风风有有偏偏东东分分量量 故故湖湖北北中中部部一一线线的的输输入入强强度度最最大大 污污染染最最重重
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