中国中东部秋季PM10时空变化及其与日气温的关系-地理学报.PDF

第67 卷第9 期 地 理 学 报 Vol.67, No.9 2012 年9 月 ACTA GEOGRAPHICA SINICA Sept., 2012 中国中东部秋季PM 时空变化及其与日气温的关系 10 1 1 1 2 1 郭元喜 , 龚道溢 , 汪文珊 , 张自银 , 毛 睿 (1. 北京师范大学, 地表过程与资源生态国家重点实验室, 减灾与应急管理研究院, 北京 100875; 2. 北京市气候中心，北京100089) 摘要：利用2000-2010 年秋季中国中东部83 个重点城市的PM10 浓度数据以及其中63 个城市的 逐日气象资料，分析了PM10 浓度的时空变化以及晴空条件下PM10 浓度与日气温之间的关系， 讨论了不同云量条件下二者关系的稳定性以及辐射的相应变化。结果表明：(1) 近11年来，秋 -3 季PM10 浓度呈现下降趋势，全部天气条件下和晴空条件下的线性趋势值分别为-2.87 µg ·m / -3 年、-4.92 µg ·m /年；空间分布上，中国中东部重点城市的秋季PM10浓度普遍下降，其中华北 地区的下降最快最显著。(2) 秋季PM10 浓度与日气温的波动之间存在显著相关，定量统计表 明：当PM10 浓度偏高10 µg ·m-3 时，日最高气温、日最低气温和日平均气温分别偏低0.15 oC、 0.14 oC 和0.16 oC ，同时气温日较差减小0.01 oC。(3) 秋季日气温的上述变化可能主要与气溶胶 的直接效应有关。PM10 增多会造成地面总辐射和地表净辐射的显著减少，进而造成日最高气 温、日平均气温的显著下降；同时，PM10增多对近地面的影响总体上是致冷效果。 关键词：中国；秋季；PM10 ；气温；辐射；相关分析 1 引言 大气气溶胶作为影响地-气系统辐射平衡的重要强迫因子，在气候系统中起着非常关 [1-6] 键的作用 。随着对全球气候变化研究的不断深入，气溶胶的时空分布及气候效应也愈来 [7] 愈受到关注。例如：Menon 等 认为，中国和印度在工业化过程中排放的大量黑碳气溶胶, 一方面造成了近百年来该地区的地面增温不像全球尺度上那样明显，甚至在某些季节尤其 夏季出现变冷，另一方面，也改变了区域大气环流和水循环，成为中国近几十年来南涝北 [8-9] 旱的重要原因；Huang 等 认为，中国东部工业化地区排放的人为源气溶胶(主要是硫酸 盐、黑碳和有机碳气溶胶)含量在夏季最小、冬季最大，夏季的大值区由四川盆地延伸至 东部沿海，冬季的大值区从四川盆地扩展到东北地区，气溶胶第二类间接效应使得冬季日 最高气温下降了0.05 oC、日最低气温上升了0.68 oC、日平均气温上升了0.31 oC、气温日 较差减小了0.73 oC ，气溶胶直接效应、半直接效应和第一类间接效应使得秋冬季降水量 [10] 减少了10% ，气溶胶第二类间接效应使得秋冬季降水量减少了30% ；赵伟 等的研究结果 表明，春季中国沙尘气溶胶柱的大值区主要集中在西北地区，并且由西向东、由北向南递 减，沙尘气溶胶的存在，一方面会导致中国大部分地区出现地面降温，另一方面也会导致 小雨降水量减少20%左右。