长三角和京津冀地区雾日、霾日的时空变化特征及影响因素研究

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随着经济的迅速发展,我国城市化、工业化规模不断扩大所带来的环境污染日益严重,大气能见度日渐恶化。本文利用我国地面642个气象观测站1960-2013年地面观测资料(能见度、相对湿度、风速、天气现象、降水等)、国家环境保护总局公布的PM10数据以及空气污染指数,统计分析了我国雾日和霾日的时空分布特征以及我国东部城市群(长三角和京津冀)雾日和霾日的长期变化趋势以及影响因素。全文的主要结论如下:(1)我国霾日东多西少,霾日大值区域主要分布华北平原、山西、河南、四川盆地、长江中下游、黑龙江;我国雾日大值区主要分布在四川盆地以及重庆、中国东部沿海城市福建和杭州、华北平原和山东地区。EOF分析表明:霾日第一模态特征向量空间分布在我国东部地区“北正南负”型,第一模态时间系数时间系数以20世纪80年代中期为界限,呈现线性减少的趋势;雾日第一模态特征向量在我国整个区域呈一致的正值分布,雾日第一特征向量对应的时间系数序列以20世纪80年代末为界限,有明显的年代际特征并有线性减少的趋势。我国雾日和霾日在秋冬季发生频率较高,春夏季发生频率较少。(2)长三角地区雾、霾分布不均匀,雾日大值区主要分布在江苏省盐城中部沿海地区、安徽省黄山地区、浙江东部沿海地区,霾日大值区主要分布在以南京、杭州、合肥、衢州为中心的周边城市.时间变化上,城市化水平高的大城市年雾日数在20世纪80年代之前呈增加趋势,80年代之后呈减少趋势;城市化水平低的小城市年雾日数也呈先升后降的趋势,但下降时间滞后于大城市.大城市雾日月平均分布冬季最多,春秋季次之,夏季最少,小城市雾日月平均分布呈双峰型特征,即春季和冬季较多.大城市和小城市年平均霾日数一直呈增加趋势且90年代之后差距变大.区域气候变化和城市化导致的温度上升,空气污染加剧导致的气溶胶增加,是造成长三角雾日、霾日不同变化特征的原因,但它们之间的相互作用效应复杂,值得深入研究。(3)京津冀地区霾日大值区主要分布在北京、天津、石家庄、邢台及周边地区,雾日在京津冀西南至东北方向呈下降趋势。大城市霾日在20世纪90年前呈上升趋势,之后呈下降趋势,小城市一直呈上升趋势,大、小城市霾日数之间的差距减小。大、小城市年雾日数在20世纪90年代之前呈稳定波动趋势,之后呈缓慢下降趋势。大、小城市霾日月际呈双峰分布,夏季和冬季霾日数较多;雾日数在秋冬季较多,春夏较少。京津冀区域霾日在相对湿度为40-50%之间,在风向为SSE到SSW之间霾日发生频率最高,在风速为0-3m/s较容易发生。
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