珠江三角洲区域大气扩散和输送特征诊断分析

为了深入研究珠江三角洲区域大气扩散和输送特征, 利用2006年珠江三角洲地区460个地面自动气象站的全年逐时气象数据和探空资料, 对自动气象站资料进行质量控制并整理, 使用Calmet模式诊断出逐时气象场。利用逐时风场和72小时轨迹, 对该地区的扩散类型进行分类(系统大风型、弱背景影响型和局地环流型), 并依此对该地区的流动状况进行分析。还根据季节和分类结果对扩散路径进行简单的分类, 并依此研究珠江三角洲地区的大气输送路径以及影响范围。分析结果表明: 珠江三角洲地区大气输送特征具有明显的季风性以及海陆风特征; 该地区春季和冬季的大气输送和扩散能力较好, 夏季次之, 秋季最差; 大气输送轨迹随季节变化明显, 并且在不同的扩散类型之间有显著的差异。     

南昌市大气能见度变化规律及其主要影响因素分析

利用1990-2012年南昌市大气能见度资料和地面气象要素的观测资料,对大气能见度变化规律统计找出其与气象要素关系,利用2006-2012年空气污染物监测数据,分析了南昌市大气能见度变化规律和空气主要污染物的关系。结果表明:南昌大气能见度有较明显的年际变化、月季变化和日变化特征;能见度与相对湿度呈显著负相关;与空气污染物SO2、NOx质量浓度呈弱负相关。     

高分辨率中尺度模式在乐平工业园区的污染预报试验

为了研究乐平工业园区企业排放的污染物对乐平市城区的影响程度,应用了WRF高分辨率中尺度模式、利用最新的GIS资料、结合CALPUFF污染物输送模式对SO_2等污染物输送、扩散、浓度分布和沉降进行预报试验。结果表明:精细化的大气扩散模式,能实时给出污染物的主要影响范围、最大影响浓度所在位置以及发生时间等信息,对于评估企业大气污染物排放的实时环境影响具有重要意义。模式输出产品符合污染物常规的传输与扩散规律:排放源附近,SO_2的浓度达到极值,地面盛行风向是污染物传输的主要方向,沿着地面主导风向,污染物存在侧向的扩散,污染物影响较显著的范围主要位于药厂与盛行风向的下游。预报结果与观测结果的相关系数可达0.8以上,且超过95%的信度,平均浓度预报偏差低于10μg/m~3,35家企业地面SO2日均浓度对本地的最大贡献率约为63.4%,但从影响范围来看,最大浓度贡献点位于企业聚集区内,即处于可控范围内。对于评估企业大气污染物排放的实时环境影响具有重要意义,可为乐平市大气污染防治提供有效预报参考。     

基于后向轨迹模式下的合肥市大气污染来源研究

利用HYSPLIT(hybrid single-particle Lagrangian integrated trajectory)-4后向轨迹模式和美国国家环境预报中心(NCEP)的全球资料同化系统(GDAS)气象数据,结合SO_2、NO_2、PM_(10)和PM_(2.5)等常规大气污染物的质量浓度数据,对安徽省合肥市2014年的大气污染输送过程进行了模拟,并通过聚类分析和轨迹分型确定大气污染传输路径及影响源区.结果表明:合肥市的气流后向轨迹季节变化明显;合肥市不同季节的污染物潜在源区不同.1月份西北方向气流占43%,城市间局地气流占57%,SO_2、NO_2、PM_(10)、PM_(2.5)各项污染物浓度都很大;4月份从长三角地区来的气流占58%,各项污染物浓度都很低;7月份城市间局地气流占48%,长三角地区来的气流占24%,PM_(10)浓度较高,其他污染物浓度较低;10月份城市间局地气流占50%,北方气流占27%,长三角地区来的气流占23%,PM_(10)浓度较高,其他污染物浓度较低.影响合肥市大气污染的来源主要有北方气流,长三角地区来的气流和城市间局地气流.     

长三角城市群冬季一次重污染天气过程分析

利用NCEP/NCAR和FNL再分析资料,并结合长三角城市群地面气象观测数据,探讨了2014年1月18—25日长三角城市群一次重污染天气过程的气象成因以及污染物路径分析。结果表明,污染期间随着相对湿度和PM2.5浓度的升高,大气能见度明显降低。2014年1月影响我国的东亚冬季风势力偏弱,导致重污染期间冷空气活动偏弱;此外,垂直方向上出现逆温,限制垂直运动的发生、发展。上述因素有利于长三角地区污染物在近地面层堆积,导致重污染天气的发生发展。污染物从温度高的地方向温度低的地方扩散。低空气温低时,不易形成对流,促使污染物在长三角地区堆积。HYSPILT模式模拟显示污染物主要来自山西、河北一带,以平流和弱辐散的方式向长三角地区输送。大气化学模式WRF-Chem可较好地模拟出PM2.5浓度的变化过程,可用作长三角城市群重污染天气预报的业务模式。     

珠江三角洲城市群一次区域性污染过程气象特征数值模拟

利用美国宾州大学和美国国家大气研究中心（PSU／NCAR）联合开发的MM5三维中尺度气象模式,对珠江三角洲城市群一次区域重污染天气过程的气象条件进行了模拟,结合地面常规气象资料、探空资料、天气图、香港科技大学元朗激光雷达资料和粤港珠江三角洲区域空气质量监控网公布的空气质量资料,对城市群污染期间的区域天气形势,局地环流等特征,温湿层结特征,混合层高度特征等要素的关系进行了分析。结果表明：变性高压脊伴随的近地面辐散场和静小风,城市间的相互输送,海陆风、城市热岛环流、山谷风等局地环流的影响,边界层逆温层,稳定层结的弱对流作用,低的混合层高度等不利于污染物的输送扩散的天气条件,是这次空气污染过程的主要原因。     

大连地区污染气象参数的确定

为了合理地预防和治理大气污染,必须正确地估算污染物在大气中的浓度.为此,须搞清楚污染物在大气中的运动情况.污染物在大气中的运动——输送、扩散、稀释等,主要是由排放条件(排放量、烟囱高度等)和气象条件(平均风速、大气稳定度、扩散参数、逆温和混合层高度等)决定的.对大气环境中污染物浓度估算正确与否,取决于大气污染物浓度扩散数学模式的选择和各类气象参数的确定. 大连地区大气污染物浓度扩散数学模式的选择和各类气象参数的确定就是在我们一年来进行低空探测取得的资料和收集大连气象台1980年1月～1984年12月地面常规气象资料的基础上,经过正理分析而得到的.     

保定‒雄安地区近地面大气流动与轨迹输送特征

基于2016—2017年22个地面气象站点的观测资料和NECP-fnl数据, 使用CALMET风场诊断模式, 计算保定?雄安地区两个年份的逐时风场和每日输送轨迹。根据风场与流动轨迹特性, 从大气扩散输送的角度, 将当地大气流动划分为系统大风型、局地环流型与弱系统影响型 3 类。统计分析结果表明: 大气流动3个类型的大致比例为10%, 50%和40%; 系统大风型流动的占比较低, 且春夏季较多, 秋冬季较少; 局地环流型流动以秋冬季较多, 春夏季较少; 弱系统影响型的出现频率在全年变化不大, 但在秋冬季出现频率稍低; 大气流动受西北部山地影响, 山地-平原风可控制山前约100 km的范围, 覆盖保定市和雄安新区大部; 山地-平原风的转换可在山前区域形成部分时段的小风状况; 该地区大气输送的主要路径是西南-东北方向, 对应大尺度背景流动情况; 西北-东南方向的横向输送距离较短, 对应山地-平原风地形环流的影响; 在系统大风和弱系统影响下, 冬春季会出现部分直接向东南方向的输送轨迹。     

南通市大气污染物浓度变化特征及其与气象因素的关系

为了厘清南通市大气污染浓度的变化情况以及与气象因素之间存在的关系,分析南通市大气污染物潜在的输送来源。文章利用南通市2018年全年大气污染物资料和同期气象观测要素资料,对SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5污染物的时、日、月、季浓度变化规律及其与气象因素之间的关系进行分析,并结合南通市2次重污染天气过程,使用后向轨迹模式HYSPLIT4分析南通市大气污染物的主要来源。结果表明：SO2、NO2、CO、PM10和PM2.5浓度均呈现夏季最低,其次是秋季,冬、春季浓度最高,O3浓度呈现明显春、夏季高于秋、冬季。SO2、NO2、CO、O3年平均排放量均较低。一天当中不同时间段,气象因素影响情况不同导致污染物的浓度不同。O3浓度变化跟NO2浓度变化呈明显负相关性。O3污染最高的天气,一般是气压较低,能见度较好的晴朗天气。而研究发现,PM2.5在气温较低、湿度高、气压高、日降水量较小、能见度低且风速较小的气象条件下,污染浓度更容易升高。NO2在低温高湿,气压高且风速较小的气象条件下时跟容易堆积。NO2、CO、O3与6种常规气象要素均存在显著相关性。O3跟气象要素之间相关性关系正好与其他5种污染物相反(湿度除外)。通过两次重污染天气过程的后向轨迹分析,南通市大气污染物来源既有西北和偏北气流的长距离输送,也有偏西和偏南气流的区域性源。     

重庆北碚地区大气污染物与气象要素的相关性分析

利用北碚地区2009—2014年空气质量监测数据和同期的气象资料,分析了大气污染物的变化情况及其与气象要素的相关性.结果表明:大气污染物PM_(10),SO_2,PM_(2.5)的浓度具有先减小后增加的周期性变化规律,NO_2变化规律周期性不明显.大气污染物浓度从高到低依次为PM_(10),SO_2,NO_2,可吸入颗粒物为北碚地区首要污染物.北碚地区天生、缙云山、蔡家3个监测点大气污染物浓度差异有统计学意义,从高到低依次为蔡家、天生、缙云山,造成这种差异与地理环境、人类活动有密切联系.大气污染物浓度与气温、风速、降雨量具有负相关性,静风更容易造成大气污染物积累,并且静风时出现高浓度的比例更大.在特定条件下,高湿环境能使大气污染物浓度升高.大气污染物浓度在不同的月份受气象要素的影响程度不同,主要影响因素也不同.     

基于单颗粒质谱技术的石家庄市2016年秋季空气重污染成因分析

利用单颗粒气溶胶质谱仪并综合地面空气污染监测数据、常规气象观测数据、卫星遥感火点监测资料和气流后向轨迹,分析了2016年石家庄市秋季出现的两次空气重污染过程的演变特征及主要影响因素。结果表明：机动车尾气和地面扬尘是PM_2.5的重要来源。高低空稳定的天气形势配置是两次重污染过程形成的直接原因。在这些天气形势下,湿度高、风速小、气压低、逆温层厚、混合层高度低是造成两次重污染过程的重要原因。同时东南和西南方向周边污染物的输送对重污染天气的形成发展也有一定的贡献。     

南京北郊冬季典型灰霾天气气象成因及来源分析

2015年1月14~28日南京发生了入冬以来最为严重的持续性霾污染事件。利用地面气象资料、后向轨迹分析和污染物浓度数据,结合加强观测实验所获得的3 h高频次PM2.5中有机碳(OC)和元素碳(EC)的数据,分析了此次霾过程的成因和污染物来源。结果表明高压系统和静稳的均压场是观测期间霾过程形成的天气背景。后向轨迹和气态前体物的分析结果显示第一次霾过程的形成受到山西河北境内高污染气团区域传输的影响。第二次霾过程是一次短时局地污染事件,主要是由于低风速和极低的边界层高度等不利的扩散条件导致污染物在近地层的堆积。OC/EC计算结果(7.66)结合卫星火点资料和轨迹分析进一步说明第三次霾过程受到南方生物质燃烧的影响。高相对湿度有利于二次污染物的生成,因而加剧了第四次霾过程的污染程度。CO、SO_2、NO_2与颗粒物浓度显著相关,OC/EC比值范围2.54~11.61,表明化石燃料和生物质燃烧以及汽车尾气排放是此次观测期间霾形成的主要污染来源。     

河谷型城镇大气污染时空变化规律及影响因子研究

大气污染问题是河谷型城镇目前面临的最严峻的挑战,利用典型河谷型城镇山西省灵石县2005-2009年的主要污染物SO2、PM10和NOx的浓度监测资料与同期的地面气象资料分析了其大气污染物的时空变化规律,研究分析了污染物的扩散、迁移、转化机制与污染机理,研究得出河谷地形与逆温影响是灵石县城大气污染严重的主要原因,并提出了合理、有效的改善河谷型城镇大气环境质量和大气污染综合治理的措施与对策.     

城市下垫面扩张对局地热力环流影响的模拟

采用WRF模式及其城市冠层参数化方案,选取2010年8月1日至3日晴天天气为模拟背景,两个算例分别为南京1993年土地利用类型及2010年土地利用类型分布。模式的模拟结果表明城市扩张使城区内2 m高度处气温有了一定幅度的增温,夜间24:00最大增温幅度达3 K。同时城市扩张使得城区风速明显减小,产生减速效应。对比两个算例风速的模拟结果,郊区风速均大于城区,风速低对物质的水平输送、扩散带来不利影响。由于城市热岛的影响,城区范围内产生有辐合上升的运动;随着城区面积的扩大,湍流动能强度及其影响范围也在扩大。2010年算例,正午湍流强度最大值与1993年算例相比较,由2.1 m~2·s2增至2.7 m~2·s2。城区内湍流运动较为强烈的区域,在一定程度上促进物质垂直方向上的输送与扩散。城市扩张后物质在城区上方垂直方向上湍流扩散得到加强,而在水平向下的输送受到抑制,更多地被阻隔在城市局地。     

西昌市环境空气质量气象影响因素的分析研究

利用西昌市2012—2014年气象资料和空气质量资料,采用统计学方法对西昌市气候背景、地面和高空风场特征、污染系数、大气稳定度,风速、风向、稳定度联合频率进行分析,结果表明:全年的大气稳定度均以中性为主,不影响空气团做垂直方向运动,对大气污染物的扩散无明显影响;西昌市全年污染系数均以偏北风(以N和NNW为主)最大,偏南风(以SSW为主)次之,偏西风和偏北风最小,西昌市出现空气质量时好时坏的现象;整个冬季地面静风频率较高,达82%～85.4%,地面主导风向以偏南风和偏北风为主,各高度上风速最大值均出现在SSW方向上,各层风速均随高度增加而增大;地面静风是造成西昌市污染的主要原因,地面静风频率大时污染率越大,空气质量越差;由于污染源的位置关系,地面主导风向为偏南风时也是造成污染的重要原因,并以此为相关部门提出建议。     

珠江三角洲秋季典型气象条件对O3和PM10污染的影响

利用化学传输模式(CMAQ)系统对珠江三角洲(珠三角)地区2008年秋季的气象场、O₃和PM10的污染状况进行模拟, 研究典型气象条件对O₃和PM10污染的影响。结果表明2008年秋季珠三角受冷空气过程影响, 污染特征具有周期性, 冷空气过境期间空气质量良好, 冷空气过境前期和回暖期污染严重。1) 过境前期如处于冷锋前部型天气控制下, 珠三角近地面形成逆温层, 混合层高度较低, 早晨累积前日夜间生成的PM10, 造成珠三角北部和中部污染; O₃日间和PM10夜间污染区域分布在偏北风的下风向, 造成珠三角南部污染。2) 过境前期如处于高压底部型天气控制下, 将形成逆温层, 垂直输送较差, O₃和PM10沿着东北风向水平传输, 造成珠三角西南部污染。3) 回暖期通常处于变性高压脊型天气控制下, 珠三角近地面形成逆温层, 受静小风影响, 水平输送较差, 导致O₃和PM10的污染分布在珠三角西部、西北部和中部源排放区, 造成持续性局地污染。     

秋季珠江口地区海风对城市群空气污染的影响

 根据2004年10月珠江三角洲大气边界层和空气污染物观测资料,分析了位于城市群下风向的珠江口地区的海风对珠江三角洲城市群空气污染的影响。结果表明,秋季珠江口地区海风将抑制城市群空气污染物向下风向输送,而导致城市群空气污染物在向下风向“迁移”过程中“减速”或在城市群短期“堆积”,使城市群空气污染物浓度随海风的出现显著上升,珠江口地区出现海风日城市群空气污染物日平均和日最高浓度与非海风日相比上升了2到4倍;而珠江口地区空气污染物浓度随海风的出现而降低。     

兰州市区大气污染与气象条件的关系

本文利用１９８９年１２月１－１５日兰州大气边界层和大扩散监测试验期间的气象和污染浓度资料，分析了此段时间内兰州市区大气污染现状和相应的天气环流形势，并计算了有关空气污染气象参数。结果表明，该试验期间高空５００ｈＰａ等压面上欧亚范围的主要环流形势为两槽一脊型；地面天气图上分别在５日和１０日有两次冷锋经过兰州，当冷锋来临之前污染浓度逐渐增高，冷锋过境后污染浓度有很大差异，空气污染浓度的变化与气象条件有     

兰州地区大气环境研究的回顾与展望

兰州市是我国建国后首批重点建设的工业城市之一,兰州西固区又是我国最早建成的一个重要石油化工基地．工业污染源、生活污染源排放量大,加之该市所处的特殊地理位置、地形条件和气象条件,使之成为国内外空气污染最严重的城市之一．因此,近 ２０ 多年来,我们就兰州市的大气环境问题开展了一系列广泛而又深入的研究工作．揭示了西固地区光化学烟雾污染的时空变化规律及其成因;提出了有效的防治对策;指出了兰州市区河谷盆地内大气边界层和大气扩散及城市气溶胶的基本特征及其相互作用以及与平原城市的某些差异;建立了城市边界层气溶胶辐射性质的参数化方案．通过对城市空气污染预报理论和方法以及污染治理方案的研究,为该市空气污染预报业务系统的建立奠定了基础,也为兰州市大气污染综合治理方案的制定提供了重要的科学依据．同时为今后的深入研究,特别是应用卫星遥感资料反演城市气溶胶的研究提出了新思路．这些重要的研究成果,进一步丰富和发展了复杂地形上大气边界层和大气扩散的理论,为其它山地城市空气污染预报业务工作的顺利开展和污染防治措施的制定提供了有益的借鉴     

珠三角城市化对大气边界层特征影响的数值模拟

利用WRF/UCM模式对珠江三角洲2008年秋季一次大气污染过程的气象场特征进行模拟。在模式中针对下垫面类型数据和人为热通量来设置敏感性试验以探讨城市化对大气边界层特征的影响。研究结果表明:城市化发展(包括城市土地利用类型的改变以及人为热通量的加入和增加)均能增强城市热岛效应和干岛效应,使夜间地面逆温现象更加显著,地面污染物容易积累;地表粗糙度的增加使风速减小,城市化使热岛环流增强,污染物难以扩散,这也是造成空气污染事件的原因;同时城市的发展能抬升白天和夜晚的大气边界层高度。