石家庄市冬季重污染过程特征及成因研究

利用石家庄市大气环境监测数据和气象观测资料,对比分析了2015年12月6日至13日和12月21日至26日石家庄市两次持续性重污染天气过程的演变特征及主要影响因素。结果表明:两次重污染过程持续时间长、污染程度重,PM2.5对污染过程的影响大,但污染物变化趋势和浓度水平存在差异。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。在这些天气形势影响下,气温低(1.5℃)、湿度高(平均相对湿度75%)、风速小(1.5 m/s)、气压低(1016 h Pa),大气层结稳定,逆温层厚、混合层高度低(750 m),是造成两次重污染过程的重要原因。燃煤、机动车尾气是石家庄冬季重污染的主要污染源,东北部、北部和西南部周边污染物的输送对重污染天气的形成发展也有一定的影响。     

九江市重污染天气形势特征及污染源分析

利用九江市环境保护监测站的日均AQI值和首要污染物等监测资料、常规地面、高空气象观测资料,对2014-2016年15个重度以上污染日进行天气形势分析并分型,利用HYSPLIT后向轨迹模型污染天气气团轨迹进行模拟。得到九江市重度以上污染天气的天气形势:高压型、高压后部型、高压底部型、低压型。地面有弱冷空气输送,或地面均压场、850～700 hPa有显著的暖平流输送形成暖盖的静稳天气形势有利于出现重污染天气。根据污染源分为3类:外部输入型、混合型(外部输入加本地堆积型)和本地堆积型。15个个例中有7个的重污染天气个例是由于前期有弱冷空气扩散南下,携带污染物从华北、长三角到本地。混合型为前期48-72 h有污染物的输送,配合稳定的天气形势,污染物在近24 h内堆积,形成的污染天气。本地污染型3个个例造成污染的主要原因并不是适宜的天气形势,而是人为活动造成的。     

天津市津南区一次持续性污染天气特征及气象条件分析

2018年3月9日～14日天津市津南区出现了一次持续性空气污染过程,利用津南区PM2.5质量浓度观测资料和地面气象要素观测数据,从天气形势和气象要素2方面对此次重污染过程进行分析。结果表明,此次持续性污染过程PM2.5质量浓度达271μg/m3,以细颗粒污染物为主;高空主要为高压脊前偏西风或平直的西风气流,低层受西南风控制;地面位于高压后部或低压前部,西南风不断将污染物从河北中南部向津南区输送。分析认为,高相对湿度、低风速和较低的混合层高度是造成此次持续性污染天气过程的主要气象要素,其中PM2.5质量浓度与混合层高度具有负相关。     

重污染小时工业源对空气质量影响模拟研究

利用CALPUFF模型,结合济南市大气环境监测数据和气象观测资料,模拟分析济南市东部老工业区重点工业源在7个重污染小时下对环境空气质量的影响。结果表明：东部老工业区重点工业源对济南市环境空气例行监测点位NO₂、SO₂和PM₁₀的占标率和贡献率均较小,不足3%,且随气象条件变化不明显。说明在重污染小时下,大气边界层高度较低,污染物不易达到近地面,其对近地面一次性大气污染物的影响较小。从污染物类别上看,重点工业高架点源对近地面NO₂和SO₂的影响较大,对近地面PM₁₀的浓度影响较小,说明近地面一次性大气污染物主要通过气态污染物传输。在重污染小时条件下,重点工业高架点源主要影响济南市建成区的中部和东部。     

利用SPAMS研究石家庄市采暖结束前后大气细颗粒物污染特征及成因

2016年3月1日—20日期间,石家庄市区于采暖期结束前后出现两次重污染天气。为探究重污染天气成因,利用位于石家庄市大气自动监测站(20 m)的单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)对两次重污染天气期间的细颗粒物化学组成进行分析,并结合颗粒物质量浓度和气象条件等对重污染天气成因进行了推定。结果表明,3月采暖期(3月1日—15日)期间共发生为期1d的重度污染天气,主要成因为来自燃煤(贡献率42.6%)和工业工艺源(26.4%)的颗粒物严重累积;采暖期结束后(3月16日—20日)出现了连续3d的重度污染天气,前期主要成因为来自机动车尾气(25.5~25.9%)和工业工艺源(23.0~25.5%)的颗粒物严重累积,后期首要污染源变为燃煤(28.6%)和工业工艺(27.4%)。监测过程中,PM_2.5与气象条件的相关性较高,r_湿度/2.5=0.76,r_{大气压/2.5}=-0.58,r_风速/2.5=-0.65,r_温度/2.5=0.35。综合来看,高湿状态下空气的低压静稳和低空传输,共同促使燃煤及工业工艺源的颗粒物累积,二次转化加剧后导致3月4日的重污染天气;而采暖期结束后,在同样不利于扩散的气象条件下,机动车尾气及工业工艺源的颗粒物累积,二次转化加剧,从而导致3月17和18日污染小高峰;不同于前两日,燃煤和工业工艺源的累积,二次转化加剧,导致了3月19日凌晨的污染小高峰。     

2013-2018年冬季成都市9次大气重污染过程的天气形势及逆温特征

利用2013年1月-2018年12月成都地区气象探空资料、空气质量指数(AQI)和欧洲中期天气预报中心ERA-Interim再分析资料,研究了成都市9次大气重污染过程中的天气形势和逆温特征,结合重污染过程期间的AQI及各类污染物质量浓度变化,讨论了不同天气形势和逆温特征与空气污染的内在关系.结果表明, 9次大气重污染过程中,在低槽天气型且风向主要为西南风、南风和西风时,污染较严重.白天贴地逆温的层数、厚度和强度与气态污染物呈正相关,对流层低层逆温的发展对各类污染物的扩散有抑制作用;晚上脱地逆温层数越多,厚度与强度越大时,颗粒污染物越难扩散.逆温层数与空气污染的正相关性相对于逆温厚度和逆温强度更明显, AQI对逆温总层数和总厚度具有一定的滞后性.     

阿拉善右旗一次雾霾天气成因分析

利用天气形势和地面气象要素、相关回归分析方法及雾霾期间浓度值,对2018年10月19日至21日发生在阿拉善右旗的一次雾霾天气进行了分析。得出结论:霾期间天气形势,右旗处于偏西或西南气流影响,且有暖平流输送,空气相对干燥,地面处于高压区底部,非常有利于霾的形成。雾期间地面条件能见度低,19日夜间的降水可以提供充足水汽,因而相对湿度大,霾就会转化成雾,大雾期间温度和露点温度接近于一点,气温较低,雾霾期间风速呈静风状态,地面条件利于雾霾的形成。能见度和相对湿度作相关回归分析来看,呈现明显负相关。雾霾期间PM_(10)、SO_2、NO_2浓度值超标,属于重度污染。     

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。     

太原市一次空气重污染过程分析研究

对太原市2017年12月10—15日一次空气重污染过程的天气形势、气象条件、外部输送等成因进行了初步分析。结果表明,气象因素是造成这次重污染的主要原因,偏南风的外部传输加重了此次污染。建议加强与气象部门的合作,在面临不利的气象条件时及时采取措施,并做好太原及周边地区的区域联防联控工作。     

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。     

2014年1月济南市空气污染气象条件分析

为研究大气环流背景及气象条件对山东中西部PM2.5污染的影响,利用气象及PM2.5浓度资料,选取济南市作为典型代表城市,诊断分析了大气环流背景及气象演变过程对2014年1月济南市PM2.5浓度的影响,建立济南静稳指数公式。结果表明：2014年1月华东北部至华北南部地面至对流层中层风速均为负距平,水平方向污染扩散能力差,偏南风异常加强了南方水汽的输送,有利于气态污染物向颗粒态转化,推高了PM2.5浓度;对流层低层东亚冬季风异常偏弱,逆温增多,垂直方向污染扩散能力差;500 hPa异常高压,抑制了东亚大槽的发展,更加有利于污染物在底层的累积。天气演变过程分析表明：地面水平方向及高空垂直方向气象条件对PM2.5浓度均有影响,地面风速偏弱（偏强）,高（低）湿度,风场辐合（辐散）时,PM2.5污染偏高（偏低）;边界层高度降低（升高）,垂直方向气流下沉（上升）,对流层中低层大气层结不稳定增强（减弱）时,PM2.5污染升高（降低）。静稳指数对于空气质量及重污染过程具有较好的预报能力。     

驻马店2012年盛夏期间一次区域暴雨的成因分析

2012年8月20—21日驻马店市出现了一次区域暴雨,局部大暴雨天气过程.这次降水过程的特点是降水范围广、短时间强度大.从天气图、数值预报产品、稳定度、雷达产品等方面对这次降水过程进行成因分析,从而得出了对大暴雨预报的一些有意义的结论:暴雨的产生前要有强烈的垂直上升运动;深厚的湿云层为这次暴雨过程提供了充足的水汽条件;地面弱冷空气所致低层的偏东到东北急流为这次降水的持续提供了有利的条件.低层形成了较强的垂直切变,增强了辐合上升运动,为这次强降水提供了触发机制.新一代天气雷达监测资料分析表明,强降水天气的基本反射率强度≥45 d Bz的高度一般集中在较低的层次;暴雨要维持较长的降水时间需要一系列降水回波或多单体风暴中的不同单体连续不断经过同一个地方,或者不同移向的降水回波交叉经过同一地方,形成降水的汇集地.     

闽中—次突发性局部大暴雨的中尺度分析

利用NCEP1°×1°再分析资料、常规观测资料、加密自动气象站以及多普勒雷达资料,对2009年6月3日～4日出现在福建中部沿海地区的局部大暴雨进行了中尺度分析。结果表明：暴雨是在比较有利的天气背景条件下产生的,高空槽、低涡切变线以及地面中尺度切变线是其主要影响系统;对流层中低层大量的水汽输送和对流有效位能的积累为大暴雨的形成提供了有利的环境条件,低层弱冷空气入侵使西南暖湿气流被迫抬升、地面中尺度切变线的形成是暴雨发生的触发机制。     

重度雾霾天气环境下运动对人体心肺机能的影响

研究重度雾霾天气环境下运动对人体心肺机能的影响。在雾霾严重区域采样监测点周围任意选择20名经常参加体育锻炼的常住居民作为重度污染运动组,选择20名不经常参加体育锻炼的常住居民作为重度污染对照组,在空气质量好的城区采样监测点周围任意选择20名不经常参加体育锻炼的常住居民低污染对照组,除重度污染运动需运动外,其他两组不运动。重度污染运动组体成分指标均显著优于高度污染对照组(P0.5)。重度污染运动组安静心率、脉搏压、心功指数和低污染对照组相比有显著性差异(P0.05),和重度污染对照组相比存在非常显著性差异(P0.01);收缩压显著高于重度污染对照组(P0.05)。重度污染运动组EDV、MVCF显著高于低污染对照组(P0.05),EDV显著高于重度污染对照组,MVCF非常显著高于重度污染对照组;MSER显著低于低污染对照组(P0.05);重度污染运动组每搏输出量和心率非常显著性高于重度污染对照组(P0.01),与低污染运动组无显著性差异;重度污染运动组射血分数非常显著性高于重度污染对照组(P0.01),显著高于低污染对照组(P0.05)。重度污染运动组运动后FVC、FEV1、FEF25%~75%、FEF、MVV与重度污染对照组相比具有显著性差异(P0.01),其他均无显著性差异。重度雾霾天气环境下运动对人体心肺机能具有积极的影响。     

2015年冬季南京一次污染过程个例分析

城市大气污染在本地排放源稳定的前提下,不仅和局地气象要素相关,还与污染物输送有密切联系。利用大气污染物浓度资料、ECMWF资料以及2015年1月逐日探空观测和地面资料,通过分析天气形势及大气边界层要素在对污染物浓度的影响;同时利用区域风场相关与HYSPLIT后向轨迹模式模拟分析南京地区的污染物来源。结果表明：中高层形势平稳、地面弱高压场或均压场控制下,相对湿度高以及逆温层是污染物积累的重要条件。南京市污染物的主要源地为长三角地区的局地污染、湖南-湖北-安徽和江西-安徽的远距离输送。     

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     

宁夏一次突发性暴雨中小尺度系统分析

从天气事实出发，利用常规气象资料、多普勒雷达探测资料，对2004年8月3日上午发生在宁夏中宁县、吴忠市、红寺堡开发区等地的突发暴雨天气过程进行了深入分析，对此次突发性暴雨发生前后气象要素变化、环流背景、影响系统、大气层结稳定度及中小尺度系统发生发展特征等进行了分析与探讨．结果表明，这次突发性暴雨具有明显的中小尺度系统特征，主要影响系统为河西两高之间的横切变及低涡；较为深厚的中低层辐合为暖湿不稳定能量的贮存和短时强降水的产生与维持提供了有利的动力条件．在气象预报中有效地应用反射率因子、径向速度、风廓线、垂直液态含水量等多普勒雷达产品资料，有助于揭示中小尺度天气系统结构及演变趋势．     

2012年6月中旬河南持续性高温天气成因分析

利用常规气象观测资料、高空资料以及NCEP 1°×1°6 h分析资料,对2012年6月中旬河南省持续性高温天气进行分析.结果表明:1这次河南地区持续的高温天气是在稳定的大气层结下,高层受强西北气流控制,中低层层有强而持久的暖中心与之配合产生的;2地面场上河南省处于南高北低的气压场,有利于偏南风向北输送暖空气,促进该地区高温天气的形成;3从物理量上看,中低层暖平流对地面增温、辐散下沉、绝热增温以及干燥的水汽条件都是促进此次高温天气过程的重要因素.     

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。