摘要:大气复合污染是我国目前面临的主要大气环境问题。科学减排对大气复合污染形成起主要作用的一次污染物和二次污染的前体物，是治理大气复合污染的有效手段。本文提出了一种新的区域大气复合污染多目标优化模型，并结合多目标进化算法和基于决策者偏好的多属性决策技术，寻找治理大气污染的最优控制策略。与传统的单目标优化控制技术相比，本文提出的方法在保证环境达标的前提下，同时兼顾治理成本和行业可持续性发展这两种在一定程度上互斥的目标，并融入了决策者从当地实际情况出发对目标重要性的权衡，更加符合管理实践的需求，可为科学治理区域大气复合污染提供借鉴。

摘要:利用高阶Li空间微分方案(Li, 2005)，实现了时间积分为3～6阶Runge-Kutta-Li(RKL)格式的求解算法。二维线性平流方程的试验结果表明：在计算稳定的条件下，各阶算法的计算误差随时间的推移基本上是线性增加的。非转动背景场的平流算例中（高斯型的初值），高阶RKL算法可以取得较好的计算效果。与3、4、5、6阶RK算法配合的Li空间差分方案有效阶数可以达到5、7、9、10阶。RK 算法的阶数为5（6）阶时，总误差控制在10^-7（10^-8）以内。随RK阶数增加Li微分的有效阶数有增加趋势，且总误差逐渐减小。定常转速的背景场算例中（偏心的高斯型初值），当RK阶数为3时，最优空间差分阶数为10；相应的阶数为4、5、6时对应的空间最优阶为16，22，22，总计算误差可以控制在10^-15～10^-16。随着精度的提高，误差的绝对值减小很迅速，说明算法是非常有效的。对于圆锥型初值（定常转速的背景场），4、5、6阶RK算法和3阶算法的效果差不多。高阶算法对此类具有导数不连续点的算例，效果不如高斯初始场好，结果不能保持正定，有些地方误差出现下冲和上翘。随着空间差分精度的提高，非正定的解数量和数值减小，误差的绝对值减小，说明了算法在一定程度上是有效的，但并不适合追求极高的算法阶数。这与谱方法中的导数不连续问题有些相似，误差的产生主要源于导数的不连续性，差分类方法仅能获得与导数连续性阶数相当的算法精度。各种算例中，采用恰当的边界条件是必要的，例如旋转背景场算例，比较适合使用无穷远边界条件，否则会出现计算不稳定或无法将计算误差控制到较小的范围内。

摘要:利用国家气象信息中心提供的1960～2015年中国753站汛期（4～9月）逐日降水资料，对华南地区汛期旱涝急转现象进行了分析，定义了一个旱涝急转评价指标，分析了旱涝急转事件的特点及其大气环流特征。结果表明：华南在56年汛期中共发生了17次旱涝急转事件，发生频率由1960年代的3次下降到1970年代、1980年代的1次，后迅速增加到1990年代的4次、21世纪初的8次。将其按急转时间分为春末初夏旱转涝事件和盛夏涝转旱事件。春末初夏旱转涝事件，旱期西太平洋副热带高压主体偏南，中国东部主要受干冷高压脊控制，华南低层负涡度发展伴随着辐散、下沉运动的加强和水汽输送的减弱，降水偏少；涝期西太平洋副热带高压北抬，孟加拉湾南支槽异常偏强，华南位于副热带高压西侧和南亚高压东南侧，低层正涡度发展伴随着辐合、上升运动和水汽输送的加强，降水偏多。盛夏涝转旱事件，涝期西太平洋副热带高压主体偏西，华南处于副热带高压西北侧和南亚高压东南侧，低层水汽输送、辐合和上升运动均加强，正涡度发展，降水增多；旱期西太平洋副热带高压显著北跳，南亚高压向东向北扩展至长江中下游地区, 华南为西太平洋副热带高压和高空东风急流所控制，低层水汽输送减弱，辐散和下沉运动加强，负涡度发展，干旱少雨。

摘要:利用cost733class软件中的SANDRA（Simulated ANnealing and Diversified RAndomization）客观分型方法对北京地区2007～2014年暖季5～9月的小时强降水日的500 hPa扰动位势高度场进行分型研究。结果显示，所划分的4类环流形势分别在蒙古、东北—华北地区、河套地区和俄罗斯远东地区存在扰动低压区。根据4类环流形势的质心，将2007～2014年暖季所有日划归4类，计算每类小时强降水日占各自类型总天数的百分比得出蒙古扰动低压类的小时强降水日出现概率最大。统计小时强降水日的探空廓线得出，925 hPa和850 hPa的比湿中位数分别为13.01 g kg^-1和10.64 g kg^-1，这2个层级上最常出现的风向是180°～225°。

摘要:为了全面把握20世纪80年代以来中国生态脆弱区气候变化的特征，利用基于全国2000多个站点的格点化逐月资料，对中国典型生态脆弱区1980～2014年的日平均气温、日最高和最低气温、降水、相对湿度、风速和蒸发皿蒸发量的变化特征进行了分析。结果表明：（1）中国生态脆弱区日平均气温、日最高和最低气温几乎都呈上升趋势；日平均气温增幅北方大于南方；北方生态脆弱区日平均气温、日最高和最低气温、南方生态脆弱区日最低气温的季节增幅多为春季最大，秋季或冬季最小。（2）全区平均降水变化趋势不明显；生态脆弱区降水距平百分率春季多为增长趋势，夏季多为减少趋势，秋、冬季和年北方多为增长趋势，南方多为减少趋势。（3）相对湿度以减少趋势为主，只有黄土高原南部脆弱区秋、冬季和干旱半干旱区脆弱区冬季相对湿度距平百分率的趋势为正，这几个正值区同时也是降水增长大值区。（4）风速基本为减少趋势，春季减少趋势最大。（5）全区平均蒸发皿蒸发量春、夏季和年为减少趋势，冬季为增长趋势；北方生态脆弱区蒸发皿蒸发量四季和年多呈减少趋势；南方生态脆弱区蒸发皿蒸发量春、夏季以减少趋势为主，秋、冬季和年呈增长趋势。

摘要:为了深入研究曹妃甸工业区的建立和大型工业企业的迁入对京津冀地区空气质量的影响，利用嵌套网格空气质量预报模式系统NAQPMS（Nested Air Quality Prediction Modeling System）研究该工业区和周边地区在2016年秋、冬季空气质量状况，并对PM2.5（空气动力学当量直径小于等于2.5 μm的颗粒物，即细颗粒物）来源与区域输送进行分析。结果表明：模式能很好地再现气象要素和污染物浓度分布特征；曹妃甸地区本地排放在1月和10月的月均贡献分别为17.8%和25.8%。当空气质量为优良时，曹妃甸地区PM2.5主要受短距离周边传输影响，唐山和天津贡献率之和达23%～53%；当空气出现轻度及以上污染时，曹妃甸地区PM2.5浓度主要受到长距离输送的影响，河北中南部和山东地区贡献之和达40%～50%。曹妃甸工业园区排放对周边地区PM2.5浓度贡献相对较小，对唐山和天津地区贡献为3%～7%，对京津冀地区其他城市PM2.5浓度贡献可忽略不计。空气质量转差时，曹妃甸、北京和天津地区PM2.5中一次排放占比相较于空气质量优良时明显下降，二次生成的无机盐类和二次有机气溶胶贡献率增加；曹妃甸地区10月二次生成硫酸盐贡献率较1月明显增加，月均贡献率为22%。因此，在致力于削减京津冀地区PM2.5一次排放的同时，对SO₂、NO_x等进行控制，能有效改善该地区空气质量。

摘要:利用3个架次的积分浊度仪和PCASP-100X（Passive Cavity Aerosol Spectrometer Probe）机载观测资料，分析了2013年山西夏季空中有云、无云和少云3种不同条件下气溶胶散射系数的分布特征，讨论了气溶胶散射系数垂直变化与气溶胶数浓度、气象条件的关系，并结合HYSPLIT（Hybrid of Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory model）后向轨迹模型研究气溶胶的运动轨迹和可能的污染来源。结果表明：山西夏季空中气溶胶总散射系数变化范围为0～499 Mm^-1，晴空气溶胶数浓度和总散射系数明显大于有云和少云时。气溶胶总散射系数一般随高度的增加而递减。造成气溶胶总散射系数、数浓度偏高的原因有下垫面污染源多、风速小、相对湿度高以及逆温层的存在。550 nm波段气溶胶后向散射比大于0.1，粒径0.1～0.5 μm的气溶胶粒子对散射影响最大，说明山西空中细粒子污染比较严重。气溶胶总散射系数与数浓度有一定的相关性。引起气溶胶总散射系数、数浓度较高的气团传输路径主要为西南路径，局地排放的气溶胶大于远距离传输的气溶胶对散射系数的贡献。

摘要:利用WRF模式对2016年5月2日华东地区的一次飑线过程进行数值模拟，通过开展5组不同初始云凝结核数浓度的数值试验，讨论了污染对飑线发展的影响，并用Q矢量散度进行分析，结果表明：轻度污染下飑线线状结构最完整，强对流组织形式最紧密，而污染过重或过轻均导致飑线强对流组织分散甚至断裂；轻、中度污染对飑线降水有增强作用，而污染程度过重或过轻均对降水有限制作用；从清洁大气加深到轻度污染，强回波区宽度增大，强回波的高度升高，回波强度增强，随着污染继续加深，强回波区宽度减小，强回波的高度降低，回波强度减弱；轻度污染时，垂直速度、涡度和散度的强度较强；飑前低压在轻度污染时强度最强，雷暴高压、尾流低压和冷池则是随着污染加深而逐步减弱，但重度污染时，雷暴高压、尾流低压和冷池又增强；随着污染加深，对流云区不稳定性先增强后减弱，轻度污染下不稳定性最强；除了雪粒子外，其他水凝物粒子混合比含量均在轻度污染下达到最大值，而雪粒子混合比含量的最大值是在重度污染下出现的；推导了非地转非静力平衡的Q矢量散度方程，理论分析和计算结果均表明Q矢量辐合区对应上升运动，辐散区对应下沉运动。在较清洁和轻度污染的情况下，Q矢量散度高值区最强。

摘要:基于台站资料和三套格点化降水资料，分析了21世纪初澜沧江流域夏季降水的年代际变化特征，并着重研究了其在不同月份的特点以及可能带来的旱涝风险。分析结果发现：澜沧江流域夏季降水发生了显著的年代际变化，在2002年前后，澜沧江流域夏季降水量经历了由多到少的年代际突变，且该突变主要发生在流域的中、下游。同时，在夏季的不同月份，降水的年代际变化也具有不同的特点，主要表现为：初夏（6月）降水量明显减少，而盛夏（7月）降水略有增加，且7月降水呈现集中的趋势。夏季降水量在时间分布上的变化使得澜沧江流域中、下游湿季明显缩短，进而对流域旱涝灾害产生显著的影响，主要表现为：使流域6月干旱频率增加，初夏干旱风险加大，7月极端强降水的发生频率增加，盛夏洪涝风险加大。进一步对突变前、后的水平环流场进行对比分析发现：2002年以后，澜沧江流域6月对流层低层有偏北风异常，不利于西南季风的向北推进，对流层高层有辐合异常，不利于降水的发生。在孟加拉湾地区对流层低层有明显的偏东北风异常，高层有偏西风异常，表明孟加拉湾季风偏弱，不利于印度洋和孟加拉湾向流域的水汽输送，不利于降水的形成。在这样的高、低层异常环流系统的配合下，2002年以后6月降水量显著减少。

摘要:基于多种再分析资料和观测资料，分析El Niño衰退年北半球夏季西北太平洋异常反气旋（NWPAC）季节内演变特征及其机制。结果表明，较之El Niño衰退年6月，NWPAC在7月与8月北移，且其强度在7月与8月显著增强。NWPAC通过影响对流层低层水汽通量散度对东亚夏季季节内降水产生影响，使东亚夏季异常雨带随NWPAC北移而逐渐北移；与NWPAC相伴随的降水异常减弱与入射太阳短波辐射增强，可引起夏季中南半岛、菲律宾及我国南部地区地表气温正异常，且随着NWPAC北移，东亚地表气温异常也随之北移。局地海气相互作用过程可能是NWPAC夏季季节内北移的成因之一。NWPAC北侧短波辐射的减弱和海表潜热与感热释放的增强会造成其下海温负异常，而海温负异常有利于NWPAC的维持。与之相反，NWPAC南侧短波辐射的增强与海表潜热与感热释放的减弱会造成其下海温正异常，而海温正异常可能会激发对流不利于NWPAC的维持。