分析1995NARSTO-NE高臭氧事件的氣象場(chǎng)結(jié)構(gòu)

1、分析1995NARSTO-NE高臭氧事件的氣象場(chǎng)結(jié)構(gòu)講者：陳昭敏時(shí)間：2006.03.31Reference：Seaman, N. L., and S. A. Michelson,2000:Mesoscale Meteorological structure of a high-ozone episode during the 1995 NARSTO-Northeast study. J. Appl. Meteor., 39,39,384-398流程n關(guān)鍵字n前言n動(dòng)機(jī)與目的n天氣分析(1.綜觀 2.中尺度)nMM5模擬n結(jié)論關(guān)鍵字1.APLTnAPLT (Appalachian Lee Tr

2、ough)阿帕拉契槽n由於中對(duì)流層的西風(fēng)過(guò)山，在背風(fēng)面產(chǎn)生壓力較低的地方。n靜力平衡下，背風(fēng)面沉降增溫，地面氣壓降低，渦度增加，在背風(fēng)面產(chǎn)生氣旋。關(guān)鍵字2.Urban corridornUrban corridor都市通道n位於近海岸地區(qū)，工業(yè)化及污染嚴(yán)重的地區(qū)，包含了Washington ,D.C., to Boston, Massachusetts. 關(guān)鍵字 3.PSI(Pollutant Standards Index)n空氣污染指標(biāo)為依據(jù)監(jiān)測(cè)資料將當(dāng)日空氣中懸浮微粒(PM10)(不包括粒徑10微米以上之粗粒子)測(cè)值、二氧化硫(SO2)濃度、二氧化氮(NO2)濃度、一氧化碳(CO)濃度及

3、臭氧(O3)濃度等數(shù)值，以其對(duì)人體健康的影響程度各換算出該污染物之污染副指標(biāo)值，再以當(dāng)日各副指標(biāo)值之最大值為該測(cè)站當(dāng)日之空氣污染指標(biāo)值(PSI)。PSI值值 PM10： 24小小時(shí)平均值時(shí)平均值 單位:g/m3 SO2： 24小小時(shí)平均值時(shí)平均值 單位：ppb CO：8小時(shí)小時(shí) 平均之最大值平均之最大值 單位：ppm O3： 小時(shí)小時(shí)之最大值之最大值單位：ppb NO2： 小時(shí)小時(shí)之最大值之最大值 單位：ppb 50 50304.560 100150140912020035030015200600300420600304001200前言n高污染事件的發(fā)生與污染排放污染排放、大氣化學(xué)大氣化學(xué)過(guò)程

4、，及氣象場(chǎng)氣象場(chǎng)有關(guān)nWolffetal.(1977)美國(guó)東北部的高臭氧事件為多尺度的議題，受到1.都市尺度2.中尺度3.來(lái)自於美國(guó)中西部和美國(guó)東南的長(zhǎng)程傳送n空氣污染指標(biāo)，臭氧120ppb/1hr=PSI100(由美國(guó)環(huán)境保護(hù)署訂定)前言(續(xù))nNARSTO( North American Research Strategy for Tropospheric Ozone)瞭解對(duì)流層高臭氧事件的氣象及化學(xué)過(guò)程。nNARSTO-Northeast範(fàn)圍：Virginia-Maine. Appalachian山脈-Atlantic海岸n本篇目的：n1.分析1995/7/12-15的高臭氧事件的氣象場(chǎng)

5、特徵n2.利用數(shù)值模式模擬VirginiaMaineAtlantic海岸Appal-achian山脈動(dòng)機(jī)與目的n1995/7/12-15此個(gè)案為當(dāng)年最嚴(yán)重7/1415EDT1小時(shí)平均臭氧濃度站數(shù)最大值天氣分析-綜觀7/14/08EDT地面天氣圖7/12-14低壓從西方東移至54N60W，且在7/1412UTC加深至991hpa百慕達(dá)高壓增強(qiáng)，西移在地面來(lái)自於美國(guó)中西部的暖空氣(35-37)透過(guò)百慕達(dá)高壓脊北方，西南風(fēng)。7/1412Z暖空氣已經(jīng)取代了原先的冷空氣(32-34)7/1212Z7/1315Z7/12大氣較為乾淨(jìng)只有7個(gè)站超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值地面暖鋒HLCANADICANADIA A7/1212

6、Z(08EDT)850hpan7/12持續(xù)的加熱.n7/1512Z開(kāi)始降溫nAGL1.5-2.5Km為逆溫層n綜觀環(huán)境有利於O3光化反應(yīng)、傳送、混合過(guò)程。7/1512Z7/1212ZH綜觀-臭氧事件的結(jié)束n7/1512Z開(kāi)始降溫，冷鋒(滯留鋒)往南移動(dòng)，在7/16夜間(00Z-09Z)MCS系統(tǒng)在Pennsylvania西方發(fā)展，且迅速的擴(kuò)展至整個(gè)美東。nMCS所帶來(lái)的西北風(fēng)和降水結(jié)束了高臭氧事件。天氣分析-中尺度nAPLT：靜力平衡下，背風(fēng)面沉降增溫，地面氣壓降低，渦度增加，在背風(fēng)面產(chǎn)生氣旋。n在過(guò)去的統(tǒng)計(jì)中，70%高臭氧事件是受到APLT影響(Pagnotti1987)。nAPLT的生成，

7、消弱7/1412Z(08EDT)地面天氣圖n7/13APLT發(fā)展(百慕達(dá)高壓所帶來(lái)的西風(fēng)跨山產(chǎn)生的APLT)持續(xù)至7/1412Z最強(qiáng)n7/1500Z高層短波通過(guò)北方使APLT東移n7/1600Z消散地面暖空氣和海洋冷空氣的界線(xiàn)後來(lái)受到海風(fēng)影響內(nèi)移山的東側(cè).背風(fēng)槽7/14/08EDT925hpa氣流圖n資料缺乏之下，只分析出一個(gè)槽n流線(xiàn)在槽的地方輻合，導(dǎo)致垂直運(yùn)動(dòng)。將O3舉升至平均混合高度以上，則被高層的風(fēng)場(chǎng)(夜間LLJ長(zhǎng)程傳送)傳送。這個(gè)風(fēng)場(chǎng)利用數(shù)值模式來(lái)證明。n經(jīng)過(guò)高污染的地區(qū)傳送小結(jié)-觀測(cè)資料分析n綜觀尺度下，低壓東移，百慕達(dá)高壓增強(qiáng)往西伸。NE受西南風(fēng)影響，增溫。n中尺度：APLT在7/

8、127/14增強(qiáng)，7/15受高空短波影響東移。由925hpa氣流線(xiàn)分析，經(jīng)過(guò)都市通道氣流線(xiàn)都顯示高污染值。模式MM5n4層Nested-gridnPE modeln座標(biāo).32層n10m-1500m分14層n時(shí)間：7/1212Z-7/1900ZnNWS 2.5資料數(shù)值結(jié)果-校驗(yàn)n地面風(fēng)場(chǎng)差異較大(1.vs2.)n地面溫度的差異小1. 地面風(fēng)場(chǎng)2. 200m-2900m風(fēng)場(chǎng)3. 地面溫度0.73-0.03-0.601.811.2612hr的後軌跡研究n7/1500Zn120mAGLn風(fēng)切大、西南風(fēng)n3.4.15.16.20受到氣旋式氣流影響n(yōu)18.21.22與海岸線(xiàn)平行.受百慕達(dá)高壓影響.乾淨(jìng).只

9、經(jīng)過(guò)海岸平原n氣塊經(jīng)過(guò)urban通道.低層有輻合(MM5)11a剖面分析ABCDAB剖面7/1420ZAC穩(wěn)定邊界層內(nèi)陸混合層高度較高1600m-750m0.42m/s1600m750mCD剖面7/1420Z0.38m/s1700m650m20km1.東西混合層高度差異，表示擴(kuò)散減量的程度2.向東傾，污染物傳送3.LLJ傳送結(jié)論n1.綜觀尺度百慕達(dá)高壓沉降逆溫的穩(wěn)定大氣，帶來(lái)微風(fēng)、高溫、少雲(yún)、和稀少降水n2.APLT東方的南南西風(fēng)，經(jīng)過(guò)了都市通道，扮演了傳送污染物角色。n3.APLT西方的西西北風(fēng)，氣流較乾淨(jìng)。n4.混合層高度在APLT西側(cè)高於東側(cè)，東側(cè)較不利於污染物的擴(kuò)散n5.在APLT的底層輻合使垂直速度增加，混合層高度也增加，使邊界層的污染物傳送到較高的地方n6.污染物被累積在混合層上方的穩(wěn)定大氣，進(jìn)而透過(guò)夜間的LLJ傳送到東北方。T H E E N D背風(fēng)旋生Bermudahigh百慕達(dá)高壓n位於北大西洋之半固定性副熱帶高壓(Subtropicalhigh),特別在其位於大西洋西部時(shí)常如此命名。在一高壓常移向大西洋東部時(shí)，則稱(chēng)亞速爾高壓(Azoreshigh)。在海平面氣壓之平均天