華北地區(qū)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)規(guī)模最大、最具活力的地區(qū)之一。近年來該地區(qū)冬季低能見度天氣現(xiàn)象頻發(fā),對(duì)人們的生產(chǎn)生活和身心健康造成嚴(yán)重的影響。因此,研究華北地區(qū)冬季能見度的時(shí)空分布,并分析其成因,對(duì)認(rèn)識(shí)該地區(qū)大氣能見度的演變特征和提高能見度的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率具有重要意義。本文利用華北地區(qū)55個(gè)站點(diǎn)的常規(guī)氣象觀測(cè)資料、NCEP/NCAR再分析資料和近年來部分站點(diǎn)的環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù),首先對(duì)華北地區(qū)冬季能見度的空間分布和長(zhǎng)期變化特征進(jìn)行了分析,并對(duì)其影響因子進(jìn)行了探討,然后以華北地區(qū)6個(gè)代表站為例分析了環(huán)境氣象要素和地面環(huán)流對(duì)冬季能見度的影響。結(jié)果表明:(1)華北地區(qū)冬季平均能見度的空間分布總體上呈北高南低的經(jīng)向分布,河北南部、山西中部、山東西部以及河南中部為4個(gè)平均能見度低值中心。冬季55個(gè)站點(diǎn)整體平均能見度以-0.24 km/10a的傾向率下降,但趨勢(shì)并不顯著且波動(dòng)變化特征明顯。(2)冬季低能見度日數(shù)的空間分布同平均能見度基本一致。華北地區(qū)北部高原區(qū)域以沙塵為主,東部沿海區(qū)域以霧為主,山西大部以及呼和浩特-張家口-北京-承德沿線站點(diǎn)以霾為主,其他區(qū)域霧、霾兩者占比相當(dāng)。55個(gè)站點(diǎn)平均低能見度日數(shù)的長(zhǎng)期變化表現(xiàn)出4個(gè)明顯階段,霧、霾日數(shù)在階段性變化中起主導(dǎo)作用,而沙塵日數(shù)的作用并不明顯。(3)在20世紀(jì)90年代中期以后,北京及其周邊站點(diǎn)的冬季能見度經(jīng)歷了上升過程,而其他站點(diǎn)大多呈反相變化,這種因地而異的趨勢(shì)變化與前者污染物排放量的減少和后者排放量的增加關(guān)系顯著。除趨勢(shì)變化外,華北地區(qū)冬季能見度存在時(shí)間尺度為12 a的低頻波動(dòng),這與冬季風(fēng)強(qiáng)度呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。時(shí)間尺度為5 a的高頻波動(dòng)變化則主要受溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速等局地氣象要素長(zhǎng)期變化的影響,且這種影響在呼和浩特-張家口-承德一線南北兩側(cè)存在差異。(4)華北地區(qū)冬季存在9種主要地面環(huán)流型,其中,C、E、SE型為全區(qū)性低能見度環(huán)流型,A、N、AN型為全區(qū)性高能見度環(huán)流型,NE、AE、ANE型對(duì)不同代表站能見度的影響存在局地差異。相對(duì)濕度和PM_(2.5)濃度是直接影響能見度的主要因子,低能見度環(huán)流型對(duì)應(yīng)高濕度、高PM_(2.5)濃度,而高能見度環(huán)流型對(duì)應(yīng)低濕度、低PM_(2.5)濃度�；诘孛姝h(huán)流指數(shù)的判別分析顯示,將能見度分為5級(jí)時(shí),6個(gè)代表站的判別分析總體正確率在60%左右,將能見度分為兩級(jí)時(shí),判別分析總體正確率在80%左右,判別效果較好,對(duì)于低能見度現(xiàn)象頻發(fā)的站點(diǎn),判別模型對(duì)低能見度的識(shí)別能力更強(qiáng)。
【學(xué)位單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：P427.2
【部分圖文】：

蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文華北地區(qū)冬季能見度的時(shí)空分布特征及其影響因子研究6第二章數(shù)據(jù)與方法2.1研究區(qū)域在一級(jí)氣象地理區(qū)劃中，華北地區(qū)包括：山西、河北、北京、天津4省市以及河南、山東兩省黃河以北地區(qū)；在政治經(jīng)濟(jì)層面則包含：北京、天津、河北、山西和內(nèi)蒙古5個(gè)省級(jí)行政單位。為便于研究，本文研究區(qū)域自秦嶺-淮河一線向北直至內(nèi)蒙古中部（34~45°N，110~120°E）。該地區(qū)主要表現(xiàn)為溫帶季風(fēng)氣候，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥。其中內(nèi)蒙古中部位于華北北部平均海拔較高、地廣人稀，人類活動(dòng)規(guī)模較低；山西省位于華北西部，地處山地，地形起伏較大，人類活動(dòng)規(guī)模居中；京津冀、山東西部、河南北部等地地形較為平坦，海拔較低，人口稠密，人類活動(dòng)頻繁，是我國(guó)北方經(jīng)濟(jì)規(guī)模最大、最具活力的地區(qū)。在冬季能見度時(shí)空分布的研究中共選取了55個(gè)常規(guī)地面氣象觀測(cè)站，研究區(qū)域及所選站點(diǎn)位置分布如圖2-1所示，站點(diǎn)分布總體上比較均勻。圖2-1研究區(qū)域及55個(gè)常規(guī)氣象站分布圖

蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文華北地區(qū)冬季能見度的時(shí)空分布特征及其影響因子研究12ζ<0時(shí)，定義為反氣旋（高壓）環(huán)流A型。平直氣流型：當(dāng)||<時(shí)，定義為平直氣流型。其中，<22.5°或>337.5°時(shí)為N型；22.5°<<67.5°時(shí)為NE型；67.5°<<112.5°時(shí)為E型；112.5°<<157.5°時(shí)為SE型；157.5°<<202.5°時(shí)為S型；202.5°<<247.5°時(shí)為SW型；247.5°<<292.5°時(shí)為W型；292.5°<<337.5°時(shí)為NW型�；旌闲停�<||<2且ζ>0時(shí)定義為氣旋（低壓）控制下的混合型。其中，<22.5°或>337.5°時(shí)為CN型；22.5°<<67.5°時(shí)為CNE型；67.5°<<112.5°時(shí)為CE型；112.5°<<157.5°時(shí)為CSE型；157.5°<<202.5°時(shí)為CS型；202.5°<<247.5°時(shí)為CSW型；247.5°<<292.5°時(shí)為CW型；292.5°<<337.5°時(shí)為CNW型。<||<2且ζ<0時(shí)定義為反氣旋（高壓）控制下的混合型。其中，<22.5°或>337.5°時(shí)為AN型；22.5°<<67.5°時(shí)為ANE型；67.5°<<112.5°時(shí)為AE型；112.5°<<157.5°時(shí)為ASE型；157.5°<<202.5°時(shí)為AS型；202.5°<<247.5°時(shí)為ASW型；247.5°<<292.5°時(shí)為AW型；292.5°<<337.5°時(shí)為ANW型。此外，當(dāng)<6且||<6時(shí)，視為分型模糊無定義UD。由此共得到27種環(huán)流類型。圖2-2環(huán)流分型區(qū)域及取點(diǎn)示意圖2.3.7貝葉斯判別分析判別分析用于判斷一個(gè)樣品的所屬類型，是一種運(yùn)用廣泛的統(tǒng)計(jì)分析方法[66]。

蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文華北地區(qū)冬季能見度的時(shí)空分布特征及其影響因子研究14第三章華北地區(qū)冬季能見度的時(shí)空分布特征3.1平均能見度的空間分布特征本文研究區(qū)域（34~45°N，110~120°E）東到山東半島西部，西至?xí)x陜交界，南抵秦嶺-淮河一線，北達(dá)內(nèi)蒙古中部高原，整個(gè)區(qū)域1981~2017年冬季平均能見度為19.4km。區(qū)域內(nèi)包含了高原、山地、平原，地形較為復(fù)雜，加之區(qū)域內(nèi)既有人口密度、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高的京津冀地區(qū)，又有人口較為稀少、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低的內(nèi)蒙古中部地區(qū)，因此受自然、人為因素的多重影響，區(qū)域內(nèi)不同地區(qū)多年冬季平均能見度空間分布并不一致。圖3-1a顯示了研究區(qū)域內(nèi)55個(gè)站點(diǎn)1981~2017年冬季平均能見度的空間分布情況，總體而言呈現(xiàn)出北高南低的經(jīng)向分布特征。華北北部的高原地區(qū)冬季平均能見度在28km以上，是整個(gè)研究區(qū)域冬季平均能見度最高的地區(qū)；呼和浩特-張家口-承德一線以南冬季平均能見度普遍在20km以下，河北南部的邢臺(tái)、山西中部的太原、山東西部的濟(jì)寧以及河南中部的鄭州為四個(gè)平均能見度低值中心，多年冬季平均能見度在12km以下，其中邢臺(tái)的平均能見度最低，僅為9km。圖3-11981~2017年華北地區(qū)（a）冬季平均能見度分布和（b）冬季平均與年平均能見度差值分布
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2888508