污染与降水大气污染对北京夏季降水日变 [复制链接]

原文题目：DiurnalvariationofsummerprecipitationmodulatedbyairpollutionbservationalevidencesintheBeijingmetropolitanarea

发表期刊：Environ.Res.Lett.

作者：ZuofangZheng,ChunZhao,SimoneLolli,etal.

第一作者机构:InstituteofUrbanMeteorology,ChinaMeteorologicalAdministration,Beijing,China

出版年：

在不同地形下，受下垫面，陆气作用及气溶胶-云-降水相互作用影响，全球和区域降水的日变化有重要差异。我国夏季降水强度、频率、持续时间和降水峰值呈现出很强的区域特征。降水日变化的研究对理解降水形成，评估区域气候及验证云及降水参数化机制至关重要。人为气溶胶排放是云凝结核（CCN）的重要来源，虽然已有很多研究对气溶胶影响降水进行了研究，但仍存在很大不确定性。北京位于北方半干旱季风气候区内，降水全年分布不均，受东亚夏季风影响，全年80%的降水集中在夏季，下午及清晨降水强度及频率高，中午前后降水最少。由于山谷风引发的山谷环流及下垫面加热的差异，北京不同区域夏季降水日变化不同，相对而言，北京城市地区降水频率更低。目前少有研究讨论气溶胶对小时降水，尤其是强降水的影响，此外，虽然数值模拟易获得高时间精度的数据，但大都局限在个例研究，且没有得到观测数据的验证。本文聚焦于气溶胶对北京城区降水日变化的可能影响及成因分析。研究基于-年夏季北京市区逐时降水量和颗粒物（PM2.5）浓度监测数据。研究将有利于理解北京局地降水特征，提高模式物理参数化机制。

选取北京市区6个国家级高质量PM2.5浓度观测站数据，用以评估气溶胶排放对北京空气质量的影响。利用1/3百分位法选取小雨及强降水小时样本，及日尺度清洁及污染条件的PM2.5样本。清洁日（共天）的PM2.5日浓度范围为11.4-39.8μg.m-3，污染日（共天）的PM2.5日浓度范围为66.7-.4μg.m-3。小雨（总计小时）的数值范围为0.01-0.11mm.h-1，而强降水（总计小时）的数值范围为0.87-40.8mm.h-1。为讨论局地环流（包括山谷风及城市热岛环流）对北京天气及污染影响，风场自动观测站数据被用于本研究，并过滤背景风场以突显局地环流影响。研究结果表明：污染条件下，降水量、降水频率和降水持续时间均低于清洁条件，但污染条件下强降水的强度有明显增加；污染的白天，降水相对于清洁日更早发生，主要集中在下午至前半夜，相对于清洁日降水峰值有1～2小时的提前，而在清洁日降水多出现在后半夜；污染及清洁日降水日变化的差异，主要是因为气溶胶辐射效应导致热岛环流和山谷风耦合作用下局地环流的提早转换及减弱，造成辐合提前并引发湿对流。此外，污染条件下局地环流的减弱，不利于触发降水，延迟降水持续时间，降低降水发生频率；污染日降水强度的增加可能与气溶胶云微物理效应有关。