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中国南方降雨对华北平原空气污染的影响

已有 883 次阅读 2023-11-23 17:40 |个人分类:《中国科学》论文|系统分类:论文交流

云南大学陈文教授和中国海洋大学李春教授、安霞东博士等利用数值模式证实,华南降雨过程通过激发对流层中高层反气旋式异常环流影响2023年2月上旬华北平原的霾天气。中国南方的降雨通过非绝热加热过程激发出西北太平洋上空的反气旋式异常环流,进而通过改变华北平原的局地气象要素如大气边界层高度、地表风速、温度和湿度等贡献于该地区的霾事件,《中国科学:地球科学》2023年第11期报道了该成果。

华北平原是我国空气污染最严重的地区之一,以高PM2.5浓度为主的空气污染对人体健康危害巨大。尽管我国自2013年采取了严格的减排措施,但华北平原的空气污染天气仍然几乎每年发生,如2023年2月上旬华北平原经历了持续的霾天气。值得注意的是同期中国南方出现了强降雨过程(图1)。

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图1 中国东部“南雨-北霾”的空间分布

研究团队基于最先进的区域天气研究与预报模型——WRF分析了南方降雨过程对此次华北平原霾天气的可能贡献和影响机制。发现南方降雨过程通过激发对流层中高层的反气旋式异常环流而加强背景大气环流引起的东北亚异常反气旋(贡献约为27%),该异常反气旋则通过降低华北平原地表风速和大气边界层高度,以及升高对流层低层相对湿度和温度而使得华北平原出现霾天气(图2)。


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图2 WRF模式中降雨潜热激发的反气旋式异常环流. WRF模式控制试验和敏感性试验中2023年2月4~12日平均的200 hPa位势高度差值场. 子图中的时间序列是控制试验和敏感性试验中华北平原(32~42°N,110~120°E)大气边界层高度的差值(单位: m). 蓝色方框代表华北平原

该团队早期的研究已发现中国东部冬季易出现“南雨-北霾”现象,新的研究进一步证实了该现象,并提出和验证了支持该现象的新物理机制。



了解研究详情,请登录期刊官网阅读原文

中文版: 安霞东, 陈文, 李春, 盛立芳, 张玮航, 海尚飞, 胡鹏. 2023. 降雨非绝热加热对2023年2月上旬中国东部“南雨-北霾”事件的影响.中国科学: 地球科学, 53(11): 2623–2638

英文版: An X, Chen W, Li C, Cheng L, Zhang W, Hai S, Hu P. 2023. Influence of rainfall-induced diabatic heating on southern rainfall-northern haze over eastern China in early February 2023. Science China Earth Sciences, 66(11): 2579–2593, https://doi.org/10.1007/s11430-023-1181-3




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