第24卷第4期
2008年8月Vol.24No.4气象与环境学报
August2008
重庆市多年大气混合层厚度变化特征
及其对空气质量的影响分析
叶堤 王飞 陈德蓉
(重庆市环境科学研究院,重庆401147)
摘 要:根据2000—2005年逐日4个时次的常规气象资料,采用国家标准GB/T3840—91中规定的方法计算并分析了重庆主城区大气混合层厚度的频率分布、时间变化等基本特征;在此基础上,进一步以2005年为例分析了混合层厚度与空气污染指数的相关关系。结果表明:重庆市大气混合层厚度以0—800m范围出现频率最高,多年平均值为428m;混合层厚度的季节
变化和日变化特征明显。与1980—1990年相比,2000—2005年期间年平均混合层厚度总体上有所增加。混合层厚度与空气污染指数的相关性分析显示,月平均混合层厚度和月平均API呈显著负相关(r=-0.72);分析表明,大气混合层厚度是影响城市空气质量的重要因素。
关键词:大气混合层厚度;湍流;空气污染指数;变化特征;空气质量;相关分析 中图分类号:P241 文献标识码:A 文章编号:1673-503X(2008)04-0041-04
1 引言
在污染气象学中,湍流特征不连续界面以下湍流充分发展的大气层称为混合层,其高度就是混合层厚度,它表征了污染物在垂直方向被热力湍流稀释的范围,与近地面的空气污染有密切的联系
[1]
年来大气混合层厚度的变化特征进行深入地探讨与分析。在此基础上,进一步对大气混合层厚度与空气质量的相关性进行分析,以揭示城市空气污染的典型污染气象特征,为开展城市空气污染潜势预报奠定基础。
。
由于混合层厚度是反映边界层大气特征的重要参数,同时也是空气污染潜势预报中必须考虑的重要参数,它直接影响到污染物浓度及分布范围的计算,因此成为污染气象学研究领域的重要内容之一
[2]
2 资料与方法
2.1 资料来源
所用资料主要为重庆市主城区气象观测站(国家站)的地面常规气象观测资料,包括2000—2005年每日02、08、14时和20时4个时次的总云量、低云量和风速等;主城区自动监测站点环境空气质量资料,主要包括2005年主城区空气污染指数(API)资料。
2.2 研究方法
混合层厚度计算采用国标法,即按国家标准GB/T3840—91[10]附录B及附录E中给出的方法进行计算。该方法实质上认为近地层大气的热状况在相当大的程度上取决于地面的加热和冷却程度,它直接利用了地面常规气象观测资料,综合考虑了热力和动力因子,将太阳高度角、云量(总云量/低云量)和风速分级定量化。在此基础上采用修正的Pasquill法对大气稳定度进行分类,再由一系列公式推导出混合层厚度,其具体算法可参见文献[10]和[11]。
。
自20世纪80年代以来,国内学者通过分析我国大陆不同站点不同月份的平均混合层厚度,初步揭示了我国境内空气污染潜势的气候特征定方法、特征进行了研究
[4-7]
[3]
,并分别也曾对
对北京、成都、西安和贵州等地大气混合层厚度的确
。孟庆珍等
[8]
1980—1990年重庆市大气混合层厚度的变化特征及
其影响因素进行了探讨,但没有进一步对混合层厚度与空气质量的相关性进行分析。
重庆市是我国西南地区重要的工业基地之一,同时也是我国直辖市以及三峡库区所在地。重庆直辖后,尤其是2000年以来,全市经济得到了迅速发展,城市化进程加快,土地利用类型、下垫面粗糙度以及城市人为热排放均发生了明显变化。已有研究发现,这些变化均可引起城市边界层热力和动力结构发生相应的变化,进而对城市大气混合层结构产生重要影响
[9]
。鉴于此,有必要对重庆市主城区近
收稿日期:2008-01-10;修订日期:2008-03-06。作者简介:叶堤,男,1980年生,工程师,主要从事污染气象和大气污染控制方面的研究。
42
气象与环境学报第24卷
3 重庆市主城区大气混合层厚度的基本变化特征
3.1 总体概况
对计算得到的每日4个时次的大气混合层厚度的统计结果表明,2000—2005年期间重庆市主城区大气混合层的平均值为428m,最大值为3261m,最小值为0m(与零风速对应的值,实际上混合层厚度不会为零,而这里的零值只是表明此时垂直方向湍流非常微弱[4])。统计得出的各段混合层厚度出现频率见表1。从表1可知,主城区大气混合层厚度主要分布于0—800m范围内,累计占总样本数的86.2%;0—800m范围内分布不均匀,以201—400m范围内居多。在国标法中,大气混合层厚度是风速和稳定度综合作用的结果。从实际统计得出的
稳定度等级混合层厚度/m风速/(m·s-1)混合层厚度/m
A12030.00
B976(0.0,0.5)
128
C
各级稳定度和风速下混合层厚度变化可知,大气越不稳定、风速越大,混合层厚度也越高。从表1还可看出,当稳定度在F—C类(如由E类转为D类)之间、风速在0—1.5m/s之间变化时,总体而言,混合层厚度对稳定度等级的改变较为敏感;而在其他情况下,风速等级的改变较稳定度等级的改变对混合层厚度的影响明显。基于考虑到上述F—C类稳定度和0—1.5m/s风速范围是重庆市主城区的常年主导气象特征,因此可以认为主城区大气混合层厚度的影响因子以大气稳定度为主,这与孟庆珍等[8]利用理论计算公式进行的敏感性分析结果一致。此外,大气混合层厚度多年均值(428m)与中性下的平均混合层厚度(423m)非常接近,这也主要与重庆市中性类大气稳定度出现频率(多年平均为63.2%)较高有关,见表2。
D423(1.0—1.5)
400
E212(1.5—2.0)
555
F922.0以上962
表1 各级稳定度和风速下混合层厚度统计结果
926(0.5—1.0)
293
表2 各段大气混合层厚度频率分布
混合层厚度/m频率/(%)
0—10017.0
100—20011.9
201—40031.2
401—6008.2
601—80017.9
801—1000
6.5
1000以上
7.3
3.2 年际变化
图1同时给出了1980—1990年和2000—
2005定增加,表明大气垂向平均稀释能力有增强的趋势,这可能与近年来城市人为热排放增加以及城市下垫面变粗、变干有关。而这些典型城市特征的变化可引起大气边界层内热力湍流和动力湍流加剧,从而使得混合层变厚。3.3 季节和日变化
表3给出了2000—2005年期间各季代表月(1、
表3 2000—2005年期间各季平均混合层厚度季节混合层厚度/m
冬(1月)春(4月)夏(7月)秋(10月)372
470
475
389
4、7月和10月)混合层厚度均值。从表3可以看出,
图1 1980—1990年和2000—2005年年平均混合层厚度时间变化序列
一年之中,春夏季平均混合层厚度较高,其中仲夏7月达最高为475m;秋冬季平均混合层厚度则低,其中冬季1月最低为372m。混合层厚度的这种季节变化与太阳辐射、湍流强弱的季节变化基本一致:1月和10月,因太阳辐射变弱,风速减小,相应地湍流减弱,混合层厚度减小;4月和7月,太阳辐射增强,对流旺盛,湍流能充分发展,不稳定类稳定度出现频率相对增加,故混合层厚度值相应要高。与季节变化类似,因受太阳辐射日变化的影响,混合层厚4可知,
年期间年平均混合层厚度的时间变化序列,其中1980—1990年的混合层厚度来自文献,且均采用相同的计算方法[8]。从图1可以看出,混合层厚度总体上呈现增加趋势,在2001年左右有一峰值,年平均混合层厚度达488m,之后略有下降,但基本上维持在400m或以上。与1980—1990年期间相比,总
第4期叶堤等:重庆市多年大气混合层厚度变化特征及其对空气质量的影响分析
43
一天之中,混合层最大值出现在14:00,平均值为718m;
表4 2000—2005年期间各时次平均混合层厚度时次混合层厚度/m
02:00273
08:00383
14:00718
20:00342
染月份(12月)分析发现,较低的混合层高度是造成近地面污染物蓄积,进而导致持续空气污染事件发
生的重要原因之一。
5 结论与讨论
(1)据国标法计算显示,2000—2005年期间重庆市主城区大气混合层的平均值为428m,最大值为3261m,最小值为0m。混合层厚度主要分布于0—800m范围内,累计出现频率为86.2%;而在0—800m范围内分布也不均匀,以201—400m范围内居多。
(2)就重庆市主城区常年的主导气象特征而言,影响该地区大气混合层厚度的主要因子是大气稳定度,这与孟庆珍等利用理论计算公式进行的敏感性分析结果一致。
(3)与1980—1990年相比,总体而言,2000—2005年期间年平均混合层厚度有一定增加,表明大气垂向平均稀释能力有增强的趋势。
(4)大气混合层厚度呈现出较为明显的季节变化和日变化特征。一年之中,春、夏季平均混合层厚度高;秋、冬季平均混合层厚度低。一天之中,混合层最大值出现在14:00,平均为718m;最低值出现在02:00,平均值为273m,不到午后峰值的一半。
(5)月平均混合层厚度和月平均API呈现反位相变化关系。相关分析表明,月平均混合层厚度和月平均API的相关系数为-0.72,可通过置信水平a=0.05的显著性检验,表明大气混合层厚度是影响城市空气质量的重要因素。
最低值出现在02:00,平均值为273m,还不到午后
峰值的一半。总体来看,夜间(02:00和20:00)的混合层厚度较低,大气在垂直方向的稀释能力也相应较弱。因此,应加强夜间主要工业点源的排污尤其是偷排、漏排行为的监督管理,以免夜间污染物出现峰值而影响日平均浓度达标。
4 混合层厚度与空气污染指数的相关性分析
在同等污染排放下,因气象条件不同可造成近地面的污染物浓度发生显著的变化[12-13],其变幅甚至有数量级差异。由于混合层厚度是反映大气垂直扩散能力的重要参数,因此研究它与空气污染指数API之间的相关性对于开展污染潜势预报显得尤为重要。图2给出了混合层厚度和空气污
染指数的逐
参考文献
[1] 杨勇杰,谈建国,郑有飞,等.上海市近15a大气稳定度
图2 2005年混合层厚度与API的逐月变化曲线
和混合层厚度的研究[J].气象科学,2006,26(5):536
-541.
[2] 王武功,姜大膀,杨德保,等.兰州市区最大混合层厚
度变化特征分析[J].高原气象,2000,19(3):363-370.
[3] 潘云仙,蒋维楣.我国大陆大气的平均最大混合层深
度[J].中国环境科学,1982,14(5):51-56.
[4] 孟庆珍,冯艺.成都大气混合层厚度的计算和分析[J].成都气象学院学报,1996,11(1):73-81.[5] 程水源,张玉宁,白天雄,等.北京地区大气混合层高
度的研究及气象特征[J].环境污染治理技术与设备,1992,13(4):46-52.
[6] 周颖.贵阳市混合层高度的研究[J].贵州环保科技,
1997,3(4):37-40.
[7] 史宝忠,郑方成,曹国良.对大气混合层高度确定方法
的比较分析[J].西安建筑科技大学学报,1997,29(2):月变化曲线。从图2可知,API指数总体上与混合层厚度呈反位相关系:1、11月和12月混合层厚度最低,相应的API均值也最高;而在7月和9月,混合层厚度最高,API均值也相应较低。当然,图2中也有一些例外情况,如8月的混合层厚度属中等水平,但该月份的API却处于低值,进一步分析发现,这主要与8月降水频繁、雨量充沛有关。在降水的冲刷和抑尘作用下,加上混合层厚度也属中等水平,故8月的空气质量一直维持良好状态,仅有1d的API指数超过国家二级标准。秩相关分析结果显示,若剔除受降水影响明显的8月,则在a=0.05的置信水平下,API月平均值与混合层厚度月均值呈显著,
44
气象与环境学报第24卷
[8] 孟庆珍,林安民.重庆近11年大气混合层厚度研究
[J].重庆环境科学,1994,16(4):12-16.
[9] 王咏薇,蒋维楣,季崇萍,等.土地利变化对城市气象
环境影响的数值研究[J].南京大学学报,2006,42(6):562-580.
[10] 国家环境保护局.制定地方大气污染物排放标准的技
术方法GB/T3840—91[S].1992.
[11] 雷孝恩,张美根,韩志伟,等.大气污染数值预报基础
和模式[M].北京:气象出版社,1998.
[12] 谢媚,陈粤荪.近年广州市二氧化硫污染特征及污染
来源分析[J].环境科学与技术,2003,26(2):18-20.
[13] 叶堤,蒋昌潭,王飞.重庆市区大气能见度变化特征及
其影响因素分析[J].气象与环境学报,2006,22(6):6-10.
Multi-yearlychangesofatmosphericmixedlayerthicknessand
itseffectonairqualityaboveChongqing
YEDi WANGFei CHENDe-rong
(ChongqingInstituteofEnvironmentalScience,Chongqing401147,China)
Abstract:Basedonthedailymeteorologicalobservationdatafrom2000to2005,frequencydistributionandtimevariationofatmosphericmixedlayerthicknesswereanalyzedbythemethodsestablishedinthenationalstandard
GB/T3840—91.Furthermore,thecorrelationbetweenmixedlayerthicknessandairpollutionindex(API)wasalsodiscussedasacasestudyof2005.Theresultsshowthatthemixedlayerthicknessfrom0to800misthemostfrequent,andtheaveragevalueis428m.Theseasonalanddailyvariationsareobvious.Comparedtothatin1980—1990,theannualaveragemixedlayerthicknessin2000—2005increasesingeneral.Correlationanalysisin-dicatesthatthemixedlayerthicknessisnegativelycorrelatedwithAPI(r=-0.72),whichsuggeststhatthemixedlayerthicknessisanimportantfactorinfluencingairqualityinChongqing.Keywords:Atmosphericmixedlayerthickness;Turbulence;Airpollutionindex;Changecharacteristics;Airquali-ty;Correlationanalysis
第24卷第4期
2008年8月Vol.24No.4气象与环境学报
August2008
重庆市多年大气混合层厚度变化特征
及其对空气质量的影响分析
叶堤 王飞 陈德蓉
(重庆市环境科学研究院,重庆401147)
摘 要:根据2000—2005年逐日4个时次的常规气象资料,采用国家标准GB/T3840—91中规定的方法计算并分析了重庆主城区大气混合层厚度的频率分布、时间变化等基本特征;在此基础上,进一步以2005年为例分析了混合层厚度与空气污染指数的相关关系。结果表明:重庆市大气混合层厚度以0—800m范围出现频率最高,多年平均值为428m;混合层厚度的季节
变化和日变化特征明显。与1980—1990年相比,2000—2005年期间年平均混合层厚度总体上有所增加。混合层厚度与空气污染指数的相关性分析显示,月平均混合层厚度和月平均API呈显著负相关(r=-0.72);分析表明,大气混合层厚度是影响城市空气质量的重要因素。
关键词:大气混合层厚度;湍流;空气污染指数;变化特征;空气质量;相关分析 中图分类号:P241 文献标识码:A 文章编号:1673-503X(2008)04-0041-04
1 引言
在污染气象学中,湍流特征不连续界面以下湍流充分发展的大气层称为混合层,其高度就是混合层厚度,它表征了污染物在垂直方向被热力湍流稀释的范围,与近地面的空气污染有密切的联系
[1]
年来大气混合层厚度的变化特征进行深入地探讨与分析。在此基础上,进一步对大气混合层厚度与空气质量的相关性进行分析,以揭示城市空气污染的典型污染气象特征,为开展城市空气污染潜势预报奠定基础。
。
由于混合层厚度是反映边界层大气特征的重要参数,同时也是空气污染潜势预报中必须考虑的重要参数,它直接影响到污染物浓度及分布范围的计算,因此成为污染气象学研究领域的重要内容之一
[2]
2 资料与方法
2.1 资料来源
所用资料主要为重庆市主城区气象观测站(国家站)的地面常规气象观测资料,包括2000—2005年每日02、08、14时和20时4个时次的总云量、低云量和风速等;主城区自动监测站点环境空气质量资料,主要包括2005年主城区空气污染指数(API)资料。
2.2 研究方法
混合层厚度计算采用国标法,即按国家标准GB/T3840—91[10]附录B及附录E中给出的方法进行计算。该方法实质上认为近地层大气的热状况在相当大的程度上取决于地面的加热和冷却程度,它直接利用了地面常规气象观测资料,综合考虑了热力和动力因子,将太阳高度角、云量(总云量/低云量)和风速分级定量化。在此基础上采用修正的Pasquill法对大气稳定度进行分类,再由一系列公式推导出混合层厚度,其具体算法可参见文献[10]和[11]。
。
自20世纪80年代以来,国内学者通过分析我国大陆不同站点不同月份的平均混合层厚度,初步揭示了我国境内空气污染潜势的气候特征定方法、特征进行了研究
[4-7]
[3]
,并分别也曾对
对北京、成都、西安和贵州等地大气混合层厚度的确
。孟庆珍等
[8]
1980—1990年重庆市大气混合层厚度的变化特征及
其影响因素进行了探讨,但没有进一步对混合层厚度与空气质量的相关性进行分析。
重庆市是我国西南地区重要的工业基地之一,同时也是我国直辖市以及三峡库区所在地。重庆直辖后,尤其是2000年以来,全市经济得到了迅速发展,城市化进程加快,土地利用类型、下垫面粗糙度以及城市人为热排放均发生了明显变化。已有研究发现,这些变化均可引起城市边界层热力和动力结构发生相应的变化,进而对城市大气混合层结构产生重要影响
[9]
。鉴于此,有必要对重庆市主城区近
收稿日期:2008-01-10;修订日期:2008-03-06。作者简介:叶堤,男,1980年生,工程师,主要从事污染气象和大气污染控制方面的研究。
42
气象与环境学报第24卷
3 重庆市主城区大气混合层厚度的基本变化特征
3.1 总体概况
对计算得到的每日4个时次的大气混合层厚度的统计结果表明,2000—2005年期间重庆市主城区大气混合层的平均值为428m,最大值为3261m,最小值为0m(与零风速对应的值,实际上混合层厚度不会为零,而这里的零值只是表明此时垂直方向湍流非常微弱[4])。统计得出的各段混合层厚度出现频率见表1。从表1可知,主城区大气混合层厚度主要分布于0—800m范围内,累计占总样本数的86.2%;0—800m范围内分布不均匀,以201—400m范围内居多。在国标法中,大气混合层厚度是风速和稳定度综合作用的结果。从实际统计得出的
稳定度等级混合层厚度/m风速/(m·s-1)混合层厚度/m
A12030.00
B976(0.0,0.5)
128
C
各级稳定度和风速下混合层厚度变化可知,大气越不稳定、风速越大,混合层厚度也越高。从表1还可看出,当稳定度在F—C类(如由E类转为D类)之间、风速在0—1.5m/s之间变化时,总体而言,混合层厚度对稳定度等级的改变较为敏感;而在其他情况下,风速等级的改变较稳定度等级的改变对混合层厚度的影响明显。基于考虑到上述F—C类稳定度和0—1.5m/s风速范围是重庆市主城区的常年主导气象特征,因此可以认为主城区大气混合层厚度的影响因子以大气稳定度为主,这与孟庆珍等[8]利用理论计算公式进行的敏感性分析结果一致。此外,大气混合层厚度多年均值(428m)与中性下的平均混合层厚度(423m)非常接近,这也主要与重庆市中性类大气稳定度出现频率(多年平均为63.2%)较高有关,见表2。
D423(1.0—1.5)
400
E212(1.5—2.0)
555
F922.0以上962
表1 各级稳定度和风速下混合层厚度统计结果
926(0.5—1.0)
293
表2 各段大气混合层厚度频率分布
混合层厚度/m频率/(%)
0—10017.0
100—20011.9
201—40031.2
401—6008.2
601—80017.9
801—1000
6.5
1000以上
7.3
3.2 年际变化
图1同时给出了1980—1990年和2000—
2005定增加,表明大气垂向平均稀释能力有增强的趋势,这可能与近年来城市人为热排放增加以及城市下垫面变粗、变干有关。而这些典型城市特征的变化可引起大气边界层内热力湍流和动力湍流加剧,从而使得混合层变厚。3.3 季节和日变化
表3给出了2000—2005年期间各季代表月(1、
表3 2000—2005年期间各季平均混合层厚度季节混合层厚度/m
冬(1月)春(4月)夏(7月)秋(10月)372
470
475
389
4、7月和10月)混合层厚度均值。从表3可以看出,
图1 1980—1990年和2000—2005年年平均混合层厚度时间变化序列
一年之中,春夏季平均混合层厚度较高,其中仲夏7月达最高为475m;秋冬季平均混合层厚度则低,其中冬季1月最低为372m。混合层厚度的这种季节变化与太阳辐射、湍流强弱的季节变化基本一致:1月和10月,因太阳辐射变弱,风速减小,相应地湍流减弱,混合层厚度减小;4月和7月,太阳辐射增强,对流旺盛,湍流能充分发展,不稳定类稳定度出现频率相对增加,故混合层厚度值相应要高。与季节变化类似,因受太阳辐射日变化的影响,混合层厚4可知,
年期间年平均混合层厚度的时间变化序列,其中1980—1990年的混合层厚度来自文献,且均采用相同的计算方法[8]。从图1可以看出,混合层厚度总体上呈现增加趋势,在2001年左右有一峰值,年平均混合层厚度达488m,之后略有下降,但基本上维持在400m或以上。与1980—1990年期间相比,总
第4期叶堤等:重庆市多年大气混合层厚度变化特征及其对空气质量的影响分析
43
一天之中,混合层最大值出现在14:00,平均值为718m;
表4 2000—2005年期间各时次平均混合层厚度时次混合层厚度/m
02:00273
08:00383
14:00718
20:00342
染月份(12月)分析发现,较低的混合层高度是造成近地面污染物蓄积,进而导致持续空气污染事件发
生的重要原因之一。
5 结论与讨论
(1)据国标法计算显示,2000—2005年期间重庆市主城区大气混合层的平均值为428m,最大值为3261m,最小值为0m。混合层厚度主要分布于0—800m范围内,累计出现频率为86.2%;而在0—800m范围内分布也不均匀,以201—400m范围内居多。
(2)就重庆市主城区常年的主导气象特征而言,影响该地区大气混合层厚度的主要因子是大气稳定度,这与孟庆珍等利用理论计算公式进行的敏感性分析结果一致。
(3)与1980—1990年相比,总体而言,2000—2005年期间年平均混合层厚度有一定增加,表明大气垂向平均稀释能力有增强的趋势。
(4)大气混合层厚度呈现出较为明显的季节变化和日变化特征。一年之中,春、夏季平均混合层厚度高;秋、冬季平均混合层厚度低。一天之中,混合层最大值出现在14:00,平均为718m;最低值出现在02:00,平均值为273m,不到午后峰值的一半。
(5)月平均混合层厚度和月平均API呈现反位相变化关系。相关分析表明,月平均混合层厚度和月平均API的相关系数为-0.72,可通过置信水平a=0.05的显著性检验,表明大气混合层厚度是影响城市空气质量的重要因素。
最低值出现在02:00,平均值为273m,还不到午后
峰值的一半。总体来看,夜间(02:00和20:00)的混合层厚度较低,大气在垂直方向的稀释能力也相应较弱。因此,应加强夜间主要工业点源的排污尤其是偷排、漏排行为的监督管理,以免夜间污染物出现峰值而影响日平均浓度达标。
4 混合层厚度与空气污染指数的相关性分析
在同等污染排放下,因气象条件不同可造成近地面的污染物浓度发生显著的变化[12-13],其变幅甚至有数量级差异。由于混合层厚度是反映大气垂直扩散能力的重要参数,因此研究它与空气污染指数API之间的相关性对于开展污染潜势预报显得尤为重要。图2给出了混合层厚度和空气污
染指数的逐
参考文献
[1] 杨勇杰,谈建国,郑有飞,等.上海市近15a大气稳定度
图2 2005年混合层厚度与API的逐月变化曲线
和混合层厚度的研究[J].气象科学,2006,26(5):536
-541.
[2] 王武功,姜大膀,杨德保,等.兰州市区最大混合层厚
度变化特征分析[J].高原气象,2000,19(3):363-370.
[3] 潘云仙,蒋维楣.我国大陆大气的平均最大混合层深
度[J].中国环境科学,1982,14(5):51-56.
[4] 孟庆珍,冯艺.成都大气混合层厚度的计算和分析[J].成都气象学院学报,1996,11(1):73-81.[5] 程水源,张玉宁,白天雄,等.北京地区大气混合层高
度的研究及气象特征[J].环境污染治理技术与设备,1992,13(4):46-52.
[6] 周颖.贵阳市混合层高度的研究[J].贵州环保科技,
1997,3(4):37-40.
[7] 史宝忠,郑方成,曹国良.对大气混合层高度确定方法
的比较分析[J].西安建筑科技大学学报,1997,29(2):月变化曲线。从图2可知,API指数总体上与混合层厚度呈反位相关系:1、11月和12月混合层厚度最低,相应的API均值也最高;而在7月和9月,混合层厚度最高,API均值也相应较低。当然,图2中也有一些例外情况,如8月的混合层厚度属中等水平,但该月份的API却处于低值,进一步分析发现,这主要与8月降水频繁、雨量充沛有关。在降水的冲刷和抑尘作用下,加上混合层厚度也属中等水平,故8月的空气质量一直维持良好状态,仅有1d的API指数超过国家二级标准。秩相关分析结果显示,若剔除受降水影响明显的8月,则在a=0.05的置信水平下,API月平均值与混合层厚度月均值呈显著,
44
气象与环境学报第24卷
[8] 孟庆珍,林安民.重庆近11年大气混合层厚度研究
[J].重庆环境科学,1994,16(4):12-16.
[9] 王咏薇,蒋维楣,季崇萍,等.土地利变化对城市气象
环境影响的数值研究[J].南京大学学报,2006,42(6):562-580.
[10] 国家环境保护局.制定地方大气污染物排放标准的技
术方法GB/T3840—91[S].1992.
[11] 雷孝恩,张美根,韩志伟,等.大气污染数值预报基础
和模式[M].北京:气象出版社,1998.
[12] 谢媚,陈粤荪.近年广州市二氧化硫污染特征及污染
来源分析[J].环境科学与技术,2003,26(2):18-20.
[13] 叶堤,蒋昌潭,王飞.重庆市区大气能见度变化特征及
其影响因素分析[J].气象与环境学报,2006,22(6):6-10.
Multi-yearlychangesofatmosphericmixedlayerthicknessand
itseffectonairqualityaboveChongqing
YEDi WANGFei CHENDe-rong
(ChongqingInstituteofEnvironmentalScience,Chongqing401147,China)
Abstract:Basedonthedailymeteorologicalobservationdatafrom2000to2005,frequencydistributionandtimevariationofatmosphericmixedlayerthicknesswereanalyzedbythemethodsestablishedinthenationalstandard
GB/T3840—91.Furthermore,thecorrelationbetweenmixedlayerthicknessandairpollutionindex(API)wasalsodiscussedasacasestudyof2005.Theresultsshowthatthemixedlayerthicknessfrom0to800misthemostfrequent,andtheaveragevalueis428m.Theseasonalanddailyvariationsareobvious.Comparedtothatin1980—1990,theannualaveragemixedlayerthicknessin2000—2005increasesingeneral.Correlationanalysisin-dicatesthatthemixedlayerthicknessisnegativelycorrelatedwithAPI(r=-0.72),whichsuggeststhatthemixedlayerthicknessisanimportantfactorinfluencingairqualityinChongqing.Keywords:Atmosphericmixedlayerthickness;Turbulence;Airpollutionindex;Changecharacteristics;Airquali-ty;Correlationanalysis