寒潮可以有效地改善中国东部的霾污染，然而较多研究关注于霾在寒潮爆发后的消散过程，较少探讨寒潮爆发前霾的主要时空变化及其可能成因。针对这一问题，我院东亚季风与区域气候模拟团队张诗悦博士生(第一作者)及其指导老师曾刚研究员(通讯作者)展开了相应的研究，分析了中国东部冬季PM_2.5浓度变化在寒潮爆发前的前2个主导模态及其成因，成果最近发表在《Atmospheric Research》。

这项研究基于1980-2019年PM_2.5浓度观测资料和NCEP/NCAR再分析资料，通过经验正交函数(EOF)分解方法分析得到了寒潮爆发期间中国东部冬季PM_2.5浓度时空变化的前两个主导模态。其中，第一模态的中国东部冬季PM_2.5浓度在寒潮爆发前呈现先增后减的变化，而第二模态PM_2.5浓度则呈现持续下降的特征。与第一模态相关的寒潮爆发时，乌拉尔山和鄂霍次克海上空的稳定阻塞高压可以通过加强中国东部上空的反气旋性环流异常从而增加中国东部PM_2.5浓度。而第二模态对应的寒潮爆发前后5天内所伴随的中高纬度两条波列结构通过加强中国东部上空的气旋性环流异常，可以显著改善中国东部的空气质量。两类寒潮所伴随的环流异常差异主要体现在它们的10-30天时间尺度上，其主要差异为第二类寒潮的环流异常通常伴随着沿东亚副热带西风急流传播的“+ - + - +”波列结构，其与中国东部PM_2.5浓度呈负相关关系，且在寒潮爆发前2-4天出现最强信号，可作为预测寒潮消散中国东部PM_2.5浓度能力的潜在指标。

图1 寒潮爆发前后5天内中国东部冬季PM_2.5浓度时空变化的前两个主导模态

图2 寒潮爆发前中国东部冬季PM_2.5浓度时空变化形成的物理机制

论文信息：

Zhang Shiyue, Zeng Gang*, Yang Xiaoye, Iyakaremye Vedaste. Two leading patterns of winter PM2.5 variations in eastern China before the outbreak of cold surge and their causes, Atmospheric Research, 287, 106696, 2023. doi: 10.1016/j.atmosres.2023.106696.