瓦里关地面臭氧变化特征及大气环流的影响研究

doi:10.3969/j.issn.1673-503X.2025.03.011

气象与环境学报 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (3): 85-92.doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2025.03.011

瓦里关地面臭氧变化特征及大气环流的影响研究

乜虹¹, 王凯², 张晓云³, 刘青青⁴, 宋传刚⁴, 罗文昭⁵, 郑向东⁶, 刘猛¹

1. 青海省气象服务中心, 青海西宁 810001;
2. 南京信息工程大学, 江苏南京 210044;
3. 海南藏族自治州气象局, 青海共和 811700;
4. 青海省气象干部培训学院, 青海西宁 810001;
5. 青海省温室气体及碳中和重点实验室, 青海西宁 810001;
6. 中国气象科学研究院, 北京 100081

收稿日期:2024-04-19 修回日期:2024-09-24 出版日期:2025-06-28 发布日期:2025-09-29
通讯作者: 张晓云,男,高级工程师,E-mail:ggqxfw@163.com。 E-mail:ggqxfw@163.com
作者简介:乜虹,男,1970年生,高级工程师,主要从事大气成分观测与分析研究,E-mail:niehongqh@sina.com。
基金资助:
国家自然基金项目(42165014)和青海省气象局重点科研项目(QXZD2023-05)共同资助。

Study on the variation characteristics of surface ozone and the impact of atmospheric circulation over Mt.Waliguan area

NIE Hong¹, WANG Kai², ZHANG Xiaoyun³, LIU Qingqing⁴, SONG Chuangang⁴, LUO Wenzhao⁵, ZHENG Xiangdong⁶, LIU Meng¹

1. Qinghai Meteorological Service Center, Xining 810001, China;
2. Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China;
3. Hainan Tibetan Autonomous Prefecture Meteorological Bureau, Gonghe 811700, China;
4. Qinghai Provincial Institute for Cadres Training, Xining 810001, China;
5. Key laboratory for Greenhouse Gases and Carbon Neutral of Qinghai Province, Xining 810001, China;
6. Chinese Academy of Meteorological Sciences, Beijing 100081, China

Received:2024-04-19 Revised:2024-09-24 Online:2025-06-28 Published:2025-09-29

摘要/Abstract

摘要： 利用2016—2022年瓦里关本底站日平均站点数据,分析瓦里关地区近地面臭氧(O₃)质量浓度变化特征及其与温度、湿度和风向等气象要素的关系,讨论影响O₃浓度的高空环流异常变化特征,从而揭示瓦里关地面O₃变化特征及大气环流产生的影响。结果表明:瓦里关地区的日平均O₃质量浓度年内变化波动较大,夏季时期达到峰值,冬季达到低值。近地面O₃质量浓度与温度和相对湿度分别呈正、负相关,且较高的温度和较低的相对湿度对应O₃质量浓度升高。当瓦里关上空受东北风影响时,有利于近地面O₃的积聚,导致较高的质量浓度;而风向为西南风时,O₃会在水平方向上迅速扩散,难以形成较高质量浓度的O₃。此外,当大气中存在“焚风效应”时,也会引发近地面O₃质量浓度的增加。瓦里关地区的上空环流形势也对O₃质量浓度产生影响,当100 hPa环流形势属于西部型,极涡偏弱,出现暖性高压或高压脊,致使O₃质量浓度升高;相反,100 hPa环流形势属于东部型,极涡偏强、有低压或低压槽的存在则会促使O₃质量浓度持续下降。

关键词: 地面臭氧, 气象因子, 焚风效应, 环流形势

Abstract: By using the daily averaged data of Mt.Waliguan during 2016-2022,this study analyzes the relationship of variation's characteristics of near surface ozone concentration and their relationships with multiple meteorological factors such as air temperature,wind direction and speed over Mt.waliguan area,and the influences of abnormal upper air circulation upon surface ozone,where it reveals the variation characteristics and the impact of atmospheric circulation over Mt.waliguan area.The result shows that the daily averaged concentration shows significant fluctuation throughout the year,reaching highest in summer and lowest in winter.In the meantime,the surface ozone has a positively and negatively correlation with temperature and relative humidity,the higher temperature and lower relative humidity cause the rising of surface ozone.The northeasterly wind of Mt.walugan is in favor of surface ozone's accumulation,thus resulting in higher concentration,meanwhile,the southwesterly wind will cause the rapid proliferation in the horizontal direction,which is difficult to form the higher concentration.In addition,when there is a "Foehn effect" in the atmosphere,will also trigger the rising of surface ozone.The upper air circulation patterns over Mt.waliguan also affects the concentration of surface ozone,when the 100 hPa circulation pattern belongs to the western type,the polar vortex is weak,and presence of the warm high or ridge over Mt.waliguan,and causes the rising of concentration of surface ozone; conversely,when the 100hpa circulation pattern belongs to the eastern type,the polar vortex is strong,the presence of low pressure and a trough of low pressure will cause the decreasing of surface ozone.

Key words: Surface ozone, Meteorological factors, Foehn effect, Circulation patterns

中图分类号:

X515

乜虹, 王凯, 张晓云, 刘青青, 宋传刚, 罗文昭, 郑向东, 刘猛. 瓦里关地面臭氧变化特征及大气环流的影响研究[J]. 气象与环境学报, 2025, 41(3): 85-92.

NIE Hong, WANG Kai, ZHANG Xiaoyun, LIU Qingqing, SONG Chuangang, LUO Wenzhao, ZHENG Xiangdong, LIU Meng. Study on the variation characteristics of surface ozone and the impact of atmospheric circulation over Mt.Waliguan area[J]. Journal of Meteorology and Environment, 2025, 41(3): 85-92.

参考文献

[1] 王雪松,李金龙,张远航,等.北京地区臭氧污染的来源分析[J].中国科学(B辑:化学),2009,39(6):548-559.
[2] 梁永贤,尹魁浩,胡泳涛,等.深圳地区臭氧污染来源的敏感性分析[J].中国环境科学,2014,34(6):1390-1396.
[3] 安俊琳,王跃思,孙扬.气象因素对北京臭氧的影响[J].生态环境学报,2009,18(3):944-951.
[4] 周秀骥.中国地区大气臭氧变化及其对气候环境的影响[M].北京:气象出版社,1996:61-65.
[5] 马瑞丰,许敬红,严良政.2013—2018年大连中心城区臭氧时空变化及其影响因子分析[J].气象与环境学报,2022,38(3):75-84.
[6] 李顺姬,李红,陈妙,等.气象因素对西安市西南城区大气中臭氧及其前体物的影响[J].气象与环境学报,2018,34(4):59-67.
[7] 贾小芳,李杨,孙晓晴,等.2022年1月21—24日北京市一次气溶胶污染过程城区站与郊区站污染特征对比分析[J].气象与环境学报,2025,41(2):74-80.
[8] 岳岩裕,吴翠红,许可,等. 武汉城市圈臭氧污染特征及气象因子影响分析[J].气象与环境科学,2021,44(3):16-23.
[9] 张云红,许长军,亓青,等.青藏高原气候变化及其生态效应分析[J].青海大学学报(自然科学版),2011,29(4):18-22.
[10] 吴国雄,段安民,张雪芹,等.青藏高原极端天气气候变化及其环境效应 [J]. 自然杂志,2013,35(3):167-171.
[11] Ribas A,Penuelas J. Surface ozone mixing ratio increase with altitude in a transect in the Catalan Pyrenees[J]. Atmospheric Environment,2006,40(38):7308-7315.
[12] 郭松,张晓春. 青海高原大气 O₃ 及紫外辐射 UV-B 观测结果的初步分析[J]. 科学通报,1994,39(1):50-53.
[13] 常炉予,许建明,瞿元昊,等.上海市臭氧污染的大气环流客观分型研究[J].环境科学学报,2019,39(1):169-179.
[14] 杨婧,朱海斌,刘建军,等.气象条件对银川市区近地面臭氧质量浓度的影响[J].干旱气象,2021,39(2):302-308.
[15] 温玉璞,汤洁,邵志清.瓦里关山大气二氧化碳浓度变化及地表排放影响的研究[J]. 应用气象学报,1997,8(2):129-136.
[16] 赵玉成,何发祥,乜虹,等.瓦里关地区气象因子对近地面臭氧浓度影响的分析[J]. 青海环境,2002,12(2):50-53.
[17] 金赛花,樊曙先,王自发,等.青海瓦里关地面臭氧浓度的变化特征[J].中国环境科学,2008,28(3):198-202.
[18] 顾钧禧. 大气科学辞典[M].北京:气象出版社,1994:192.
[19] 孙玮,何杰,唐海涛.环境空气中臭氧质量浓度的变化和发展趋势-以银川市为例[J].宁夏工程技术,2017,16(2):133-137.
[20] 马文静. 西安主城区近地面大气中臭氧浓度时空分布特征分析[D].西安建筑科技大学,2014.
[21] 赵占红,马鸿青,丁峥臻,等.太行山焚风对保定地区温度的影响[J].山西科技,2016,31(5):88-91.
[22] 王楚迪,节龙飞,李苗苗,等. 我国夏季不同类型植被BVOCs排放观测与模拟研究[J]. 环境科学研究,2022,35(6):1341-1350.
[23] 耿福海,刘琼,陈勇航.近地面臭氧研究进展[J].沙漠与绿洲气象,2012,6(6):8-14.
[24] 丁裕国,江志红. 极端气候研究方法导论[M].北京:气象出版社,2009:17-19.
[25] 仇永炎.中期天气预报[M]. 北京:科学出版社,1985:272-274.
[26] 赵玲,李树岭,王付华,等.大兴安岭地区2000年夏季高温天气特征及成因分析[J]. 黑龙江气象,2001,(4):3-5.
[27] 毕慕莹,丁一汇. 1980年夏季华北干旱时期东亚阻塞形势的位涡分析[J] . 应用气象学报,1990,3(2) :145-155.
[28] 戴升,李林,刘彩红,等. 青海夏季干旱特征及其预测模型研究[J]. 冰川冻土,2012,34(6):1433-1440.

瓦里关地面臭氧变化特征及大气环流的影响研究

Study on the variation characteristics of surface ozone and the impact of atmospheric circulation over Mt.Waliguan area

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

Metrics

本文评价

推荐阅读 10

[1]	阎琦. 2023年6月1日辽宁龙卷过程多尺度特征及成因分析[J]. 气象与环境学报, 2024, 40(3): 1-8.
[2]	成林,韩耀杰,胡程达. 河南省冬小麦籽粒质量评价的气象指标分析[J]. 气象与环境学报, 2024, 40(2): 69-76.
[3]	孙树鹏, 张禄, 吴洋, 程善俊, 封国林. 1979—2020年京津冀地区持续雾霾与雾霾少发时段环流稳定分量对比分析[J]. 气象与环境学报, 2023, 39(2): 35-43.
[4]	花瑞阳,李蔚,叶成志,倪长健. 2016—2019年长沙市O₃浓度变化特征及其影响因子分析[J]. 气象与环境学报, 2023, 39(2): 44-52.
[5]	张煦庭, 刘慧, 刘瑞芳, 巨菲, 刘嘉慧敏, 高星星, 黄少妮, 王楠. 基于极端梯度提升算法的西安市逐小时PM_2.5浓度预报研究[J]. 气象与环境学报, 2023, 39(1): 44-54.
[6]	陈圣劼,田心如,姚阮,姜麟. 基于气象因子的南京市冬季和夏季用电量预测研究[J]. 气象与环境学报, 2022, 38(4): 127-135.
[7]	赵迦琪. 呼包鄂地区气候舒适度时空变化及其关键气象因子分析[J]. 气象与环境学报, 2022, 38(2): 78-88.
[8]	刘强军, 宋军芳, 牛晨煜, 赵珺, 张喻君. 2015—2019年太行山南麓O₃浓度特征及其与气象因子的关系[J]. 气象与环境学报, 2021, 37(4): 48-53.
[9]	李晓岚, 权维俊, 王东东, 王迪. DNQ1与FD12型能见度仪观测比对及影响因子研究[J]. 气象与环境学报, 2021, 37(3): 25-32.
[10]	卢盛栋, 李军霞, 李芬, 赵俊杰, 靳泽辉, 李莹, 刘潇. 2017—2019年太原南部城区夏季O₃特征及其影响因子[J]. 气象与环境学报, 2021, 37(3): 40-46.
[11]	周士茹,宋金妹,陆倩,郭鸿鸣,赵玉广,高艳春. 气象因子和海风对秦皇岛市臭氧污染的影响[J]. 气象与环境学报, 2021, 37(2): 64-70.
[12]	李丽光,李晓岚,赵梓淇,王宏博,沈历都,王扬锋,刘宁微,马雁军. 沈阳近地层大气颗粒物浓度垂直变化特征及与气象因子的关系[J]. 气象与环境学报, 2021, 37(1): 16-25.
[13]	王月, 李辑, 焦敏, 刘成瀚, 于航. 中国大范围极端低温事件的特征分析[J]. 气象与环境学报, 2020, 36(6): 74-81.
[14]	苗运玲,张军,郑玉萍,陈梦娇,张云惠. 乌鲁木齐市酸雨变化特征及其与气象因子的关系[J]. 气象与环境学报, 2020, 36(5): 62-68.
[15]	韩余,周国兵,陈道劲,杨春,闵凡花. 重庆市臭氧污染及其气象因子预报方法对比研究[J]. 气象与环境学报, 2020, 36(4): 59-66.