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前期气候因子的同向调控会加重华北冬季霾污染

作者: 发布时间:2021-03-03 浏览量:10

有效的外强迫因子能够通过调控大气环流和局地气象条件来影响霾天气的发生。基于此,近些年的不少研究揭示出了多个影响霾日数年际-年代际变化的前期气候驱动因子。南信大王会军院士团队探讨了多个前期气候因子对华北冬季霾污染的共同影响,相关成果发表在Science of the Total Environment

王会军院士团队的尹志聪教授、周波涛教授等通过主成分分析方法,将已经被揭示出的多个驱动因子进行数据降维,发现前秋波弗特海海冰、10–11月西西伯利亚雪深,前秋北太平洋海温梯度,8–9月北大西洋海温和11月中西伯利亚土壤湿度等气候因子的共同作用可以激发EUEA/WR型异常波列,进而增强华北上空的反气旋性异常,造成有利于华北霾污染易发、频发的气象条件(图1)。其中,北太平洋SST和北极海冰异常的综合贡献大。值得关注的是,近些年的极端冬季霾污染事件(大距平值)与上述前期气候异常因子的同向调控有很好的对应关系。从图1能够很清楚的看出2007年之后,多个气候因子的同向变化频率增多(12年中有10年出现80%以上因子同向),均对应出现较大的霾日数距平值。

从前期外强迫的角度来开展此项研究,不仅加深了关于气候系统多圈层变化对中国大气污染影响的理解,还能进一步挖掘其中蕴含的有效预测信息。当然,本文的研究是初步的,还没有针对不同因子协同影响霾污染的动力学机制和不同因子之间的相互作用开展研究。

 

论文信息:

Yin Zhicong#; Zhou Botao; Chen Huopo; Li Yuyan; Synergetic impacts of precursory climate drivers on interannual-decadal variations in haze pollution in North China: A review, Science of the Total Environment, 2021, 755, 143017, doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.143017.

图1 前期气候驱动因子对华北霾污染年际-年代际变化协同影响。(a)华北冬季霾日数(HDNC;黑线)和第一主成分(PC1;蓝线)的时间序列图。其中,空心柱体分别为海冰(SIBS;灰色)、雪深(SDWS;红色)、太平洋海温(SSTdNP;蓝色)、大西洋海温(SSTNA;绿色)、土壤湿度(SMCS;黄色)对PC1的贡献,叉号表示PC1高值、低值年。(b) PC1和冬季大气环流、局地气象条件去趋势后的相关关系,红(蓝)色为正(负)相关,灰色虚线表示90%或95%的置信水平(t检验)。其中,大尺度大气环流包括TPCBN、EA / WR遥相关、EU遥相关,局地大气环流包括反气旋性异常(AAC;500 hPa,35°–50°N,95°–130°E区域的位势高度的平均值)、经向风(V10;地面经向风在25°–65°N,114°–120°E的区域平均值),华北地区(34°–42°N,114°–120°E)局地气象条件包括925 hPa的绝对湿度(Shum)、边界层高度(BLH)、地表风速(WSPD)。(c)GEOS-Chem模拟的霾日数合成(PC1高值年减去PC1低值年)以及霾日数异常(红色为高值年,蓝色为低值年)。叉号表示通过了95%置信水平