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。     

福州市污染日的外来雾霾污染影响

利用气象资料、空气质量监测资料及后向轨迹方法,对2008年~2012年福州市污染日的天气形势及气流来向轨迹进行分析,研究表明:福州污染日的雾霾污染外来影响主要有两个来向,一是长江三角洲地区,二是福建中南沿海;长江三角洲地区污染物排放源区是福州的一个主要外来污染源;大陆东岸海岸线到台湾海峡是福州外来雾霾污染物的输送主要通道;污染日出现的主要天气型中高压脊型与变性冷高压底部或后部最易输送长江三角洲地区大气污染物到福州。     

泰州地区一次连续重度霾天气特征分析①

利用地面自动站资料、探空资料、环境监测站污染物资料、美国NOAA极轨卫星资料、轨迹模式HYSPLIT4资料，对2013年12月2-8日连续性重度霾天气进行了综合分析。结果表明：安徽省中南部的秸秆焚烧是污染颗粒物的主要来源，配合持续时间较长时间的稳定天气形势，强逆温层的存在共同导致了此次连续性重度霾天气。     

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。     

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。     

九江市PM_(2.5)时间变化特征及其与气象要素的关系

利用2014年-2015年九江市环境监测站污染物浓度监测资料以及常规的气象观测资料,统计分析近两年九江市PM_(2.5)浓度的时间变化特征及其与气象要素的关系。结果表明:1)2014-2015年年九江市年平均污染日数为68 d,其中首要污染物为PM_(2.5)的天数占64%,重度污染日的首要污染物均为PM_(2.5);2)PM_(2.5)日变化表现为白天扩散晚上堆积,PM_(2.5)的月平均峰值主要出现在10月至次年1月以及5月底至6月初;3)秋冬季的污染主要由污染物水平输送造成,其次出现在不利于污染物扩散的稳定大气层结条件下。春夏交替期的污染主要由秸秆燃烧造成;4)PM_(2.5)浓度与能见度、温度风速、降水量呈显著负相关,而且弱降水有利于污染的加剧,高相对湿度更有利于出现重污染天气。     

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。     

基于Hysplit后向轨迹模式分析太原市重污染天气影响

利用Hysplit拉格朗日后向轨迹模式,结合AQI指数分析及当时气象观测数据,分析了2017年12月13—14日太原市出现重污染天气的影响因素。根据分析,12月10—11日太原市区以西北风为主,风力较大,风速较强,从12日开始风向由西北转为南风及东南风,一直持续至14日,形成重污染天气;从14日开始风向逐渐由东南转变为西北风,空气质量出现逐渐好转;太原市东、西、北三面环山,形成喇叭口地形,造成通风不畅,不利于污染物的扩散,尤其偏南风时外来输送的污染物在市区造成大量堆积,难以扩散,外部传输为污染的加重提供了增强的条件。     

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。     

天气尺度条件下武夷山市臭氧演变规律及污染成因分析

利用武夷山市2015—2019年气象及环境数据,分析天气尺度条件下武夷山市臭氧演变规律及污染成因。结果表明,在冷高压脊(GN)(高压前部或冷高压楔)控制下ρ(O3-8h)平均浓度值最高,达102.1μg/m~3,且超标天数在所有天气形势中最多,共9天;在高压底部(GE)天气形势下ρ(O3-8h)平均浓度值次高,达88.3μg/m~3,超标天数2天;接下来ρ(O3-8h)平均浓度从高到低依次是:副热带高压及其边缘(BB) 84.7μg/m~3,台风(热带辐合带)外围(TW) 78.3μg/m~3,高压后部(GS) 74.5μg/m~3,锋前暖区(FS) 63.9μg/m~3,低涡切变、高空槽(CU) 61.7μg/m~3和台风(热带辐合带)(TT) 49.9μg/m~3。武夷山市在冷性高压或暖性高压控制下,天气晴好,大气层结稳定,有利于臭氧的本地生成与积累;在偏北气流的引导下出现大范围、强度强、持续时间长的区域性臭氧污染及其前体物输送的影响时,武夷山出现臭氧持续污染的时间可能比沿海地区更长,污染程度更严重。     

遥感气象多源观测的一次雾霾事件分析

由于气溶胶的不确定性、复杂性等特点,因此对霾天气的多角度综合分析具有重要意义.本文利用地基、遥感卫星及星载激光雷达3种手段共同观测大气气溶胶在水平及垂直方向上的状态,结合气象因素分析雾霾天气的演变和成因,并利用HYSPLIT模型追踪大气污染物输送及扩散轨迹,最后根据气溶胶成分确定污染物类型.对北京市2013年10月27~29日的一次空气重污染过程进行分析,结果表明:此次大气污染以城市近地面输送为主,主要成分为硫酸盐气溶胶,主要类型为"污染型"气溶胶.最初气溶胶颗粒物主要分布在距地面5km以下的低空区域且垂直分布较均匀,以规则球形细粒子为主;而后随着时间的发展气溶胶粒径吸湿增大,粗粒子增多,垂直剖面明显分层;受静稳天气控制,主要集中降沉至地面,最后由于降雨致使污染程度得以缓解.     

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。     

北京冬奥会和冬残奥会历史同期气溶胶污染的高空环流特征研究

通过分析北京和张家口地区长期地面气象资料、气溶胶浓度数据和探空数据, 研究冬奥会和冬残奥会历史同期(2015—2019年的2月1日至3月20日)的气象条件和气溶胶污染过程, 并利用数值模拟和客观环流分型方法, 探究高空环流和区域输送的影响。结果表明, 北京和张家口两地的气溶胶污染过程与近地面的暖、湿和小风条件有关。在850 hPa高度, 当两地受西北风影响时, 近地面的气溶胶浓度较低。北京的重污染过程主要与850 hPa高度的西南风有关, 张家口的重污染则主要与850 hPa高度的西南风和南风有关。虽然北京与张家口两市中心相距160多公里, 但两地的气溶胶污染和位温垂直结构变化有很强的关联性。当华东地区存在较强的高压系统时, 来自京津冀以南地区850 hPa高度的暖空气会输送到北京和张家口, 使两地同时出现高空增温现象, 进而增强对流层下部的热力稳定度, 不利于边界层的发展和污染物的垂直扩散。此外, 当上述环流出现时, 河北南部、山西北部和内蒙古中部等地区排放的污染物会通过输送过程影响北京。张家口地区海拔较高, 除本地排放外, 影响其空气质量的污染气团主要来自西部的上游地区。因此, 当出现不利的高空环流形势时, 除需要控制本地的排放外, 还要考虑对上游地区施行协同减排措施。     

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。     

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。     

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。     

咸阳市区颗粒污染物浓度分布特征与气象条件的关系

为研究咸阳市城区大气污染气象条件特征,统计分析了2014—2018年咸阳市城区大气浓度监测数据,对其浓度变化特征进行分析,同时选取冬季污染较重和空气良好的两个时段,对其相应的天气形势、物理量场及污染气象参数进行分析.结果表明:咸阳市城区大气污染物主要是以PM_(2.5)和PM_(10)为主的颗粒物,其季节变化明显,尤其在每年11月至次年3月采暖季最严重,其逐时变化规律明显受到上下班高峰机动车尾气密集排放的影响;重污染期间对流层上层及地面冷空气明显偏弱,关中地区处于均压场控制,对流层低层垂直上升运动偏弱,湿层偏厚偏强;重污染期间混合层高度与颗粒污染物浓度呈明显的负相关,尤其在混合层出现低值次日极易出现重污染天气;静稳指数值与重污染天气呈正相关,重污染期间咸阳市多为静稳天气,颗粒污染物容易聚集导致浓度迅速升高.     

哈尔滨一次可吸入颗粒物重污染事件过程分析

大气污染粒子的移动及浓度变化不仅受地表影响,而且也和粒子尺度及其水平、垂直输送有关.以哈尔滨2008年5月28日～30目的一次可吸入颗粒物重污染过程为例,利用实测的MICAPS资料、中尺度数值模式WRF以及美国国家海洋和大气局(NOAA)污染物轨迹模式HYSPLIT-4对此次过程进行模拟与分析,结果表明大尺度天气系统、区域性大气流场及局地天气条件对哈尔滨污染粒子的传输过程有影响;利用后向轨迹模式分析了污染粒子的来源,探讨了哈尔滨及周边污染粒子的移动和来源,这将有助于进一步认识城市污染的形成机制.     

福州市典型大气污染类型、过程及机理研究

2014年1月和3月,利用福州市国控环境空气监测点位的自动监测数据(PM10、PM2.5、SO2、NO2和O3)、在线黑碳(BC)和挥发性有机物(VOCs)数据,结合后向轨迹模式(HYSPLIT)对福州市典型大气污染进行分析讨论。结果表明,福州市有三种典型大气污染类型,即外来输送型、本地积累型以及特殊突发型。其中,输送型大气污染的特征是高空、远距离输入气团输送较高浓度PM10和PM2.5,造成其浓度快速上升;突发型大气污染的特征是燃放烟花爆竹造成PM10、PM2.5和SO2大量产生,与燃放烟花爆竹的时段吻合;积累型大气污染的特征是污染物没有明显的浓度峰值,浓度水平均较高,尤其是PM10和NO2。输送型和突发型大气污染中,苯和甲苯浓度的比值(B/T值)基本大于0.5,积累型大气污染B/T值基本小于0.5,说明输送型、突发型大气污染很大程度上受煤炭燃烧的影响,积累型污染主要受机动车尾气排放的影响。