首发!2019年7-12月京津冀及周边区域大气污染物扩散气象条件预测
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引言
气候条件与空气质量密切相关,中长期的气候条件预测对于区域和城市环境空气质量改善目标的达成具有重要意义。为此,中科三清科技有限公司联合中国科学院大气物理研究所联合发布了2019年7-12月京津冀及周边区域大气污染物扩散气象条件预测研究成果,供业内专家参考。如需要其他或特定区域更精细化的滚动预报结果,请联系本公众号中科三清。
Introduction
数据来源
中科院大气物理研究所,地球系统模式气候系统模式分量(CAS-ESM-C)
中国科学院大气物理研究所,ENSO集合预测系统(IAP ENSO EPS)
国家气候中心,中国多模式集合预测系统(CMMEv1.0)
国家气候中心,中国海冰-积雪预测系统(MATES1.0)
国家气候中心,东亚重要环流型预测系统(PEACE1.0)
国家气候中心,气候系统模式 (BCC-CSM)
美国国家环境预测中心,气候预测系统(NCEP CFSv2)
日本气象厅,季节集合预测系统(JMA/MRI-CPS2)
欧洲中期天气预报中心,哥白尼气候计划(ECMWF C3S)
气候趋势预测
根据IAP ENSO EPS、CMMEv1.0和MATES1.0等多模式集合预报结果,综合考虑2018年冬季维持至今的弱厄尔尼诺事件(图1)、北极海冰偏少(图2)、前冬高原积雪偏多、北大西洋涛动(NAO)正位相、黑潮海温偏暖、东亚-太平洋遥相关型(EAP)负位相等大气环流因子叠加影响,预计2019年7~8月副热带高压偏强、位置偏北,东亚夏季风接近常年至偏强,我国气温总体偏暖,西北东部至华北地区平均降水率接近常年(图4);9~12月西伯利亚高压强度偏弱,欧亚中高纬大气环流以纬向环流为主,东亚冬季风强度接近常年至偏弱,我国北方冷空气活动接近常年至偏弱,京津冀及周边区域降水接近常年(图略)。
图1 ENSO概率预报
(来源:中国科学院大气物理研究所 AP ENSO EPS )
图2 北极海冰长期指数序列
(来源:国家气候中心 MATES1.0 )
图3 2019年7-8月(a,b)2m温度异常、(c,d)降水百分率异常预测
(来源:国家气候中心 CMMEv1.0 )
夏季污染扩散气象条件预测
根据CAS-ESM-C模式最新预测结果,7月华北地区对流层中层受脊区偏强下沉气流控制,低层至地面气温偏高,西北东部至华北的大部地区入射短波辐射较强,相对湿度小于过去5年平均(图4),高温、低湿、晴朗的天气有利于臭氧污染物生成。8月华北雨季,汾渭平原及其京津冀区域南部相对湿度偏高,入射太阳辐射偏少(图5),较不利于臭氧生成;由于空中异常暖脊控制,加之地面风速小、近地面层结较稳定(图6),区域污染扩散条件一般。总体而言,预计2019年夏季(6~8月)污染扩散条件接近去年同期至偏差,相比近5年平均偏差。
图4 2019年7月气象要素异常预测(CAS-ESM-C),从上向下依次为:
500hPa高度场、850hPa相对湿度、2m气温、地面短波辐射
(左:近5年同比;右:去年同比)
(数据来源:中科院大气物理研究所 制图单位:中科三清科技有限公司)
图5 2019年8月气象要素异常预测(CAS-ESM-C),从上向下依次为:
850hPa相对湿度、2m气温、地面短波辐射
(左:近5年同比;右:去年同比)
(数据来源:中科院大气物理研究所 制图单位:中科三清科技有限公司)
图6 2019年8月气象要素异常预测(CAS-ESM-C),从上向下依次为:500hPa高度场、850hPa静力稳定度、近地面风速
(左:近5年同比;右:去年同比)
(数据来源:中科院大气物理研究所 制图单位:中科三清科技有限公司)
秋冬季污染扩散气象条件趋势
根据CAS-ESM-C模式最新预测结果,2019年秋季(9~11月),京津冀周边区域和汾渭平原冷空气活动偏弱,地面气压场较弱,地面风速偏小,大气污染水平扩散条件较差。边界层高度偏低,逆温强度偏强,垂直扩散条件较差,有利于静稳天气的发生。中低层温度偏高,偏南暖风异常使得地面湿度增大,高温高湿环境有助于污染物发生二次反应,加剧污染形势。总体而言,预计京津冀区域和汾渭平原秋季污染扩散条件弱于去年同期,且相比近5年平均偏差(图7)。
预计2019年12月,京津冀及周边区域冷空气活动稍弱,低空至地面气压偏低,有偏南风异常,地面风速偏低,京津冀区域南部至汾渭平原相对湿度略高,大气污染物水平和垂直扩散条件均一般,较近5年平均稍差,接近去年同期至略好(图略)。
由于模式长期趋势预报存在较大的不确定性,加之本次厄尔尼诺事件时间演变具有特殊性,且增暖中心位于中太平洋区域,各模式预报结果差异性较大,秋冬季(特别是冬季)扩散条件仍需开展滚动预测持续关注。
图7 2019年秋季平均(9~11月)环流场异常预测(CAS-ESM-C),从上向下依次为:850hPa温度、850hPa相对湿度、2m气温、海平面气压、近地面水平风速、边界层高度、边界层强度
(左:近5年同比;右:去年同比)
(数据来源 :中科院大气物理研究所 制图单位 :中科三清科技有限公司)