近日，中国地质大学（武汉）环境学院大气科学系赵树云副教授课题组基于霾日站点资料和NCEP-DOE AMIP-II再分析数据，分析了1979−2013年京津冀地区冬季霾污染的季节内演变特征，揭示了中高纬度季节内振荡（ISO）引起霾污染季节内变化的物理机制。
结果表明，1979−2013年京津冀地区的冬季每日发生霾站点数存在10−20d和20−40d两个显著的周期，二者的叠加效应是造成该地区严重霾污染事件的重要原因（图1）。
图1. 1979−2013年冬季京津冀地区每日发生霾站点数的多年平均功率谱。红色虚线表示Markov红噪声谱，横坐标表示周期，纵坐标表示能谱与频率的乘积。
合成分析表明，10−20d时间尺度上，在对流层中高层，起源于北大西洋的准双周波列向东南方向，经巴伦支海、贝加尔湖西北部传播至朝鲜半岛−日本地区，造成朝鲜半岛−日本的异常反气旋。京津冀地区在异常下沉气流的控制下，不利于对流的发生以及污染物的垂直扩散。（图2）。
图2. 10−20d 200hPa位势高度异常（阴影；单位：gpm）和对应的200hPa波活动通量水平分量（矢量；单位：m2 s−2）在京津冀地区霾污染的峰值阶段Day−14到Day 0（a−h）的合成。绿色方框表示京津冀地区，白点表示位势高度异常超过了95%显著性检验。所示的波活动通量的经向和纬向分量中至少有一个通过了95%的显著性检验。
与10−20d ISO波列不同的是，20−40d ISO波列起源于北美洲东部，向东传播至贝加尔湖西北部之后再向南传播至中国东北−日本。京津冀地区受中国东北−日本的异常反气旋控制，受下沉气流影响，不利于污染物的垂直扩散。值得注意的是，京津冀地区霾污染峰值的形成不仅与中国东北−日本的异常反气旋有关，贝加尔湖西北侧的异常低压也起到了重要的作用。该异常反气旋和其西北侧的异常气旋之间盛行的西风异常，加强了中纬度西风急流，不利于北方冷空气南下，进一步使得京津冀地区的霾污染加剧，进而形成霾污染的20−40d峰值（图3）。通过对涡度方程进行诊断，发现季节平均纬向西风对季节内涡度的输送项是造成贝加尔湖西北侧异常气旋显著增强的主要原因。
图3. 同图2，但为20−40d的情况。（g）中的红色方框表示增强关键区。
过去的研究主要揭示准双周振荡对京津冀地区冬季霾污染的影响，而该研究找到了周期更长的影响京津冀地区霾污染的季节内信号（20−40d），并揭示了其影响霾污染的物理过程。该研究的第一作者是大气科学系硕士研究生吴丹阳，第二兼通讯作者为赵树云副教授，合作者有李健颖副教授和王五科教授。
该成果已发表在International Journal of Climatology上，论文链接：https://doi.org/10.1002/joc.8023.
论文引用：Wu, D., Zhao, S., Li, J., & Wang, W. (2023). Influences of atmospheric intraseasonal oscillation in mid–high latitudes on winter haze pollution over the Beijing-Tianjin-Hebei region. International Journal of Climatology, 1–16. https://doi.org/10.1002/joc.8023.
