西伯利亚高压对两湖盆地冬季PM2.5异常变化的驱动作用

作者：姚婧妍; 白永清; 赵天良^*; 熊洁; 周悦; 朱燕; 孙晓芸; 张玲

来源：中国环境科学, 2023, 43(07): 3312-3321.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20230104.018

• 两湖盆地
• PM2.5年际异常
• 东亚冬季风(EAWM)
• 西伯利亚高压
• CHAP数据集
• FLEXPART-WRF

利用华中地区两湖(湖南-湖北)盆地2015～2022年1月PM2.5浓度观测数据,结合2000～2021年中国1km分辨率近地表PM2.5浓度再分析数据集(CHAP)、ERA5气象再分析资料,借助统计相关性分析、大气环流异常诊断和数值模拟等方法,探究了东亚冬季风(EAWM)系统中西伯利亚高压强度(SHI)与两湖盆地冬季PM2.5异常变化的关联与物理机制.结果表明,在剔除人为排放长期变化对PM2.5影响的基础上,两湖盆地2015～2022年1月观测PM2.5年际变化与同期SHI相关性达到-0.82(P<0.05,n=7,剔除疫情年影响),并且2000～2019年1月PM2.5再分析与SHI年际变化也呈显著负相关-0.77(P<0.05,n=20),揭示了以SHI表征的东亚冬季风强度变化主导了两湖盆地冬季PM2.5年际变化的气候特征.EAWM背景下西伯利亚高压是调制两湖盆地冬季大气扩散能力和PM2.5年际异常的一个关键影响系统.SHI强(弱)年,对流层中高层大气纬向型环流偏弱(强),高空西风分量减弱(增强),东亚大槽加深(减弱),中低层为异常偏北(南)风,有利(不利)冷空气入侵南下,增强(减弱)两湖盆地通风系数,从而调制了区域PM2.5异常变化.通过FLEXPART-WRF模拟也验证了西伯利亚高压通过调控两湖盆地大气扩散能力和本地源贡献,进而影响局地PM2.5浓度变化.

• 单位
  中国气象局武汉暴雨研究所; 南京信息工程大学; 湖北省气象服务中心