刘敬乐
- 作品数：28 被引量：296H指数：12
- 供职机构：天津市气象科学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国际科技合作与交流专项项目国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：环境科学与工程天文地球更多>>
- 气象条件对2009—2018年天津地区PM2.5质量浓度的影响被引量：25
- 2020年
- 采用PM2.5质量浓度长期连续观测资料,结合地面气象资料和后向轨迹方法,分析2009—2018年天津地区PM2.5质量浓度的长期变化趋势,并探讨气象条件对其浓度变化的影响.结果表明,2013年受不利天气影响,PM2.5质量浓度达到近10 a来的峰值,其后逐年下降,2018年年均值降至52μg·m^-3,与优良天气和重污染及以上天气发生频率的年际变化趋势一致.相关性分析和主成分分析都表明相对湿度、风速和混合层厚度是影响天津地区,尤其是冬季PM2.5浓度的主要气象影响因素.不同季节下随着相对湿度增高,地面风速减小,混合层厚度降低,均有PM2.5污染加重的趋势,其中冬季差异最大,与该季节气象因素剧烈多变、静稳天气和寒潮交替发生有关.后向轨迹的聚类分析结果表明,途经天津偏南区域的短距离近地气流下PM2.5质量浓度较高,与该气流下易形成静稳天气有关,春季西北方向的长距离轨迹对应较高浓度的PM2.5则与沙尘天气有关.
- 姚青蔡子颖刘敬乐王晓佳郝天依韩素芹
- 关键词：PM2.5气象因素后向轨迹
- 天津城区春节期间大气气溶胶污染特征和数浓度分布
- 利用天津城区2009-2014年春节期间大气气溶胶观测资料和相关气象资料,重点分析2013年和2014年春节期间气溶胶污染特征,探求燃放烟花爆竹以及气象条件对春节期间大气气溶胶的影响.结果表明,受燃放烟花爆竹影响,春节期...
- 姚青刘敬乐韩素芹樊文雁
- 关键词：气溶胶细颗粒物烟花爆竹气象条件
- 文献传递
- 基于多种边界层方案的天津PM_(2.5)集合预报试验被引量：7
- 2017年
- 基于大气化学模式WRF/Chem采用4种边界层方案(YSU,BL,MYJ和MYN3)模拟2015年全年天津地区细颗粒物质量浓度演变趋势,分析不同边界层方案对天津地区PM_(2.5)质量浓度模拟和预报的影响,并构建多种边界层方案的集合预报产品,以期提高天津地区PM_(2.5)质量浓度预报效果。结果表明:大气化学模式的4种边界层方案在空气质量模拟中均有较好的适用性,PM_(2.5)模拟值与观测值相关系数达到0.76左右,晴空和大风天气BL方案表现较优,阴天和小风天气YSU和MYJ方案表现优于其他两种方案,综合所有过程没有任何单一方案具有显著优势。基于上述原因,该文开展多种边界层方案的天津空气质量集合预报试验,经过对2015年全年模拟值分析,多边界层方案和多气溶胶机制扰动的集合预报可以减小PM_(2.5)质量浓度预报的相对误差和均方根误差,降低重污染天气预报的漏报率,提升空气质量等级预报能力,在计算资源得到保证的基础上,是一种可以提升数值模式PM_(2.5)质量浓度预报能力的有效手段。
- 蔡子颖蔡子颖韩素芹韩素芹刘敬乐
- 关键词：边界层方案气象塔
- 天津重污染天气混合层厚度阈值及应用研究被引量：14
- 2018年
- 在对比云高仪反演数据和中尺度模式不同边界层方案模拟数据的基础上,构建天津地区混合层厚度数据集,并收集2009—2015年天津地区PM_(2.5)质量浓度和能见度资料,开展天津地区重污染天气混合层厚度阈值和相关规律研究。结果表明:2000—2015年期间天津地区混合层厚度呈现波动性逐年增加趋势,与255m气象塔观测近年天津地区逆温层底升高以及夜间边界层高度增加有较强的一致性。统计显示PM_(2.5)日均质量浓度和混合层厚度呈现指数关系,混合层厚度越低PM_(2.5)质量浓度越高,其阈值天津地区可以以200、400、600和800 m作为界限判断大气污染垂直扩散能力,当日均混合层厚度<200m时,天津地区重污染天气出现概率52%,中度以上霾出现概率46%,需要特别关注。PM_(2.5)日均质量浓度和混合层厚度的负相关并不适用于所有过程,对于输送型过程由于大气污染的输送一般由高空影响地面,在污染的起始阶段,混合层厚度的增加,反而有利于上层大气污染物向下的传输,使得近地面PM_(2.5)质量浓度升高,在运用混合层厚度阈值指标时需要特别考虑。
- 蔡子颖蔡子颖韩素芹张敏韩素芹李培彦
- 关键词：混合层厚度
- 基于天气背景天津地区重污染天气特征分析被引量：24
- 2017年
- 以天津地区长序列观测PM_(2.5)质量浓度资料为依托,基于天气背景对2014—2016年天津地区重污染天气特征进行分析,并以此为基础评估天津环境气象数值模式(WRF/Chem)在不同天气条件下的模拟效果.结果显示:2009—2016年天津地区重污染天气为341 d,约占全部天数的11.7%,重污染天气主要出现在每年的10月—次年3月,约占全年的82%,重污染天气出现的地面形势主要为锋前低压区、低压槽前、均压场和高压后,4类天气类型占所有重污染天气的73%.同一天气背景下,PM_(2.5)质量浓度模拟值与实况值之间的误差有相似之处,低压槽天气时细颗粒污染浓度模拟明显偏低;冷锋前低压区、华北地形槽和低压过程模拟值略有偏低;高压前和高压底天气模拟值略微偏高;数值模式天津地区重污染TS(Threat score)评分为0.68,漏报与低压槽辐合线模拟位置偏差、冷空气受污染反馈作用影响、小尺度闭合低压区未准确模拟3个因素密切相关;空报主要与冷空气过程影响时间模拟偏差、高压中心位置偏差及其输送通道建立时间影响密切相关.
- 蔡子颖蔡子颖韩素芹汪靖张敏刘敬乐
- 关键词：数值模拟
- 天津冬季相对湿度对气溶胶浓度谱分布和大气能见度的影响
- 于2013年1月连续在线观测天津城区气溶胶数浓度谱分布和大气能见度,并结合相关气象资料,探讨相对湿度（RH）对气溶胶浓度谱分布和大气能见度的影响.结果表明,观测期间发生了4次连续雾霾天气过程,4次雾霾天气过程对应着气溶胶...
- 姚青蔡子颖韩素芹刘爱霞刘敬乐
- 关键词：气溶胶相对湿度谱分布能见度
- 文献传递
- 天津城区春节期间大气气溶胶污染特征和数浓度分布被引量：13
- 2016年
- 利用天津城区2009-2014年春节期间大气气溶胶观测资料和相关气象资料,重点分析2013和2014年春节期间气溶胶污染特征,探求燃放烟花爆竹以及气象条件对春节期间大气气溶胶的影响。结果表明,受燃放烟花爆竹影响,春节期间PM_(2.5)质量浓度最高值均发生在除夕夜间;持续雾霾天气条件下燃放烟花爆竹,造成2013年除夕夜间PM_(2.5)质量浓度峰值达到1240μg·m～(-3),是近年来最严重的一次;2014年春节期间烟花爆竹燃放量有所减少,加之空气扩散条件较为有利,PM_(2.5)质量浓度显著低于2013年;不同天气条件下,气溶胶数浓度谱分布特征存在明显差异,燃放烟花爆竹期间气溶胶数浓度水平与严重雾-霾天气相当。
- 姚青刘敬乐韩素芹樊文雁
- 关键词：春节气溶胶污染特征数浓度
- 一种气象塔空气质量监测系统
- 本实用新型提供了一种气象塔空气质量监测系统，包括空气质量监测设备、方舱、采集系统和供电系统，采集系统和供电系统设置在方舱内，空气质量监测设备包括三维超声风速仪、颗粒物检测仪、二氧化硫检测设备、臭氧检测设备和氮氧化合物检测...
- 韩素芹蔡子颖穆怀斌姚青刘敬乐
- 文献传递
- 天津夏季边界层低层大气中PAN和O_3的输送特征分析被引量：16
- 2019年
- 采用在线仪器监测分析2017年夏季天津气象铁塔220 m观测平台大气中过氧乙酰硝酸酯(PAN)和O_3的体积分数,并结合气象观测资料和后向轨迹分析PAN和O_3的输送特征.观测期间PAN和O_3体积分数平均值分别为(0.73±0.56)×10^(-9)和(53±25)×10^(-9),最大小时体积分数分别为3.49×10^(-9)和137×10^(-9),PAN和O_3体积分数具有相似的日变化特征,白昼PAN和O_3浓度高于夜间,且PAN和O_3浓度相关系数(R2=0.52)显著高于夜间(R2=0.21).观测期间偏南风下PAN和O_3浓度最高,偏东风下最低,风玫瑰图和后向轨迹聚类分析都表明,来源于西南方向的气流轨迹对应的污染物浓度最高,途经渤海和河北、辽宁沿海地区的偏东气流对应的PAN和O_3体积分数最低,边界层内输送对PAN和O_3的体积分数分布起到了重要作用.
- 姚青马志强林伟立刘敬乐刘敬乐蔡子颖韩素芹
- 关键词：臭氧边界层
- 基于WRF/Chem模式天津地区重污染天气成因分析被引量：15
- 2019年
- 基于WRF/Chem数值模式,以CO为示踪物分解水平输送、湍流混合和垂直运动对近地面大气污染的影响,研究2014-2017年天津地区重污染天气成因。研究表明:基于上述方法可实现重污染天气水平输送、湍流混合和垂直运动影响的定量描述,完成重污染天气成因数值归因分析。如2017年1月26日的重污染天气湍流混合能力下降是其重要的影响因素,2017年2月12日重污染天气混合层厚度下降对其影响显著,2017年2月16日重污染天气水平输送对其有重要影响,2015年12月21日重污染天气是下沉气流、湍流混合能力下降和混合层降低共同导致。在分析中,可通过湍流混合导致地面CO质量浓度每小时下降速率小于40%,垂直运动使得CO质量浓度每小时上升速率大于等于1.4%,混层层厚度小于250 m,水平扩散导致地面CO质量浓度上升等指标表征气象条件易于重污染天气形成。2014-2017年99次重污染天气符合上述条件之一或者多个条件,覆盖所有重污染过程的85%,即使未满足上述条件,99%的过程也可以通过重污染天气成因分析标准予以解析。分析显示2014-2017年天津116次重污染过程,58%的过程由两个或者三个气象因素共同影响所致,且影响因素与天气类型密切相关,如高压后部型与水平输送、北部弱高压型与下沉运动影响等。相比水平输送和湍流混合能力下降,下沉运动带来的近地面大气污染物质量浓度上升往往会被忽略,但在部分过程中,下沉运动也会导致近地面质量浓度快速增加,成为重污染天气形成的重要影响因素,如2014年1月1011日。湍流扩散系数KZ和湍流混合导致地面CO质量浓度每小时下降速率β与近地面PM2.5质量浓度呈现较好的幂指数关系,其相关系数分别为0.57和0.73,可以在重污染成因分析和预报中发挥积极作用。
- 蔡子颖蔡子颖韩素芹邱晓滨张敏刘敬乐刘敬乐吴彬贵
- 关键词：数值模拟
