兰州市区低空大气温度层结构特征及其与空气污染的关系

利用1988－1992年兰州市气象站逐日08h（北京时，下同）常规气象探空观测资料及同期兰州市环境监测站空气污染物浓度监测资料，统计分析了市区低空大气温度层结变化特征及其与3种主要空气污染物（SO2，CO和NOx）浓度之间的关系，结果表明：兰州市区低空大气温度层结全年以弱稳定为主，一年四季皆有逆温层存在；在冬季，逆温层性频率最高（95．8％），贴地逆温层厚度最厚（平均740m）、强度最强（平均0．53℃／100m），脱地逆温层底相对高度最低（平均935m）；同时，贴地大气层结温度递减度与空气污染物浓度呈显著反相关，由此表明，兰州市区低空大气温度层结状况是影响该市空气污染程度的重要因素之一。     

兰州市城区冬半年低空风特征及其与空气污染的关系

对兰州市环境监测站和兰州市气象站冬半年５年（１９８８～１９９２年）的大气污染自动监测资料和相应的低空风观测资料作了统计分析，揭示了兰州市城区大气边界层内冬半年各月不同层次的盛行风向，平均风速及其随高度的变化规律，基本上搞清了不同方位的风频，不同层次的平均风速和污染系数分别与空气污染物浓度的关系。     

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。     

银川市大气逆温对环境空气污染浓度的影响

通过对银川市2013~2015年逐日探空观测资料及同期银川市六个监测站点的污染物浓度逐时监测数据,对银川市低空温度层的特征进行了分析,并结合统计数据,分析了逆温层的特征及其与四种主要空气污染物(SO_2、NO_2、PM_(10)、PM_(2.5))浓度之间的关系。结果表明,银川市主城区在全年各季中均有逆温层存在,冬半年逆温发生的频率高于夏半年;逆温层厚度冬季较厚、夏季较薄,逆温强度冬季最强、夏季最弱。通过污染物浓度与逆温特性的相关分析,发现四种主要空气污染物的浓度与逆温层存在相关性,其中,空气污染物的浓度与逆温层厚度呈正相关,与逆温层强度呈正相关。这说明银川市低空大气逆温层结状况是影响当地空气污染程度的主要因素之一。     

北京市夏季城市强热岛边界层气象特征

近年来,北京市城市化发展迅速,城市气候特征也发生明显变化。应用中科院大气所325m铁塔的梯度观测资料,对发生在北京市的夏季强热岛天气的边界层气象特征进行了分析。结果表明:发生在夜间的北京市夏季强热岛,其边界层存在很强的逆温层结,并且逆温层较厚,低层风速较小,一般不超过2.0m/s;但白天,随着太阳短波辐射的加强,逆温结构很快被破坏,城市热岛强度也迅速减弱。     

东莞地区冬季大气边界层结构对PM_(2.5)影响的观测研究

利用2013年12月在东莞地区开展大气边界层观测试验得到的垂直风温资料和逐时PM2.5质量浓度资料,研究了东莞地区大气边界层结构对PM2.5质量浓度的影响的。结果表明:在大陆冷高压控制下,东莞地区的边界层结构演化非常典型,而东莞地区冬季PM2.5污染事件通常由冷气团南下的天气形势引起。在PM2.5污染过程中,日平均边界层高度往往不足600 m,较低的大气边界层高度使得PM2.5持续累积,夜间稳定边界层高度约为100 m使得夜间出现PM2.5质量浓度峰值。东莞地区的垂直风场存在显著的三层结构,较小的底层风速有利于PM2.5聚集在边界层内难以扩散,而高度较低的小风中层使得PM2.5污染物进一步被压缩在大气底层,加剧了地表的PM2.5污染程度。在冬季大陆冷高压控制下,在PM2.5污染过程中,东莞逆温结构多发,低空逆温层底约在700m,而且厚度和强度都较大,夜间常见贴地逆温,且厚度约为100 m,持续稳定存在的较低的逆温层导致的稳定层结是造成PM2.5污染的重要原因。     

银川市大气逆温特征对空气污染物浓度的影响

通过对银川市2013-2015年逐日探空观测资料及同期银川市六个监测站点的污染物浓度逐时监测数据,对银川市的低空温度层的特征进行了分析,并结合统计数据,分析了逆温层的特征与四种主要空气污染物(SO₂、NO₂、PM10、PM2.5)浓度之间的关系。结果表明,银川市主城区在全年的四季中均有逆温层的存在,但是冬半年逆温发生的频率高于夏半年;逆温层厚度冬季较厚、夏季较薄,逆温强度秋季最强、夏季最弱。通过污染物浓度与逆温特性的相关度分析,发现四种主要空气污染物的浓度与逆温层存在相关性,其中,其浓度与逆温层厚度呈正相关,与逆温层强度呈负相关。这说明银川市低空大气逆温层结状况是影响当地空气污染程度的主要因素之一。     

兰州市大气飘尘中稳定性自由基浓度动态规律的研究

兰州市大气飘尘中具有 g 值为2.11-2.14,波谱线宽为420高斯左右的稳定性自由基.根据四年的测定资料发现:它们的浓度变化有一定的规律,绿化区、非交通要道,工厂少的地区大气飘尘中自由基浓度低:反之,浓度就高.自由基浓度也随逆温层低层厚度的增加而增高,二者密切相关,呈线性关系,与逆温层贴地层的厚度也有一定关系.自由基浓度在一定程度上随降量的增加而减少.自由基浓度在冬春两季较高,夏秋两季较低,这正反映了逆温层厚度与降水量因季节而异的规律.自由基浓度的日变化与兰州市 SO_2浓度日变化以及机动车昼夜通过量的变化趋势相似.     

兰州市不同季节大气污染物时空变化规律的对比分析

本文对兰州市城区几次较大规模的大气污染监测试验资料进行了全面、系统的分析，基本搞清了该市城区同种主要大气污染物的水平时空分布特征及变化规律，同时也揭示了不同季节、不同监测区污染物浓度垂直变化规律及其差异。     

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.     

复杂地形上气象条件对城市空气污染影响的数值模拟

本文通过实测资料分析和复杂地形上三维平流扩散方程模式的模拟，讨论了影响河谷城市兰州大气污染物浓度变化的气象因子。实测资料表明，冬季ＳＯ２浓度的变化与温度层结和风速差别相联系。本文建立的三维扩散模式，模拟值与实测值符合较好，并能显示出不同气象条件对污染物浓度的影响。参数敏感性试验表明：（１）Ｋｚ、风向、风速对地面浓度及其分布有很大影响。（２）Ｋｈ对地面浓度的分布也有一定的影响。（３）厚的贴地逆温和底     

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。     

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     

兰州市大气污染规律及治理对策

根据1997年到2000年兰州市大气中TSP,SO2和NO的监测浓度,分析了大气污染的特征.兰州市主体处于黄河河谷盆地,由于静风和逆温频率高,大气的稳定度较高,是大气污染的基础原因.根据污染物的年排放量,用等标污染负荷法确定了主要污染源和污染物.分析了各种治理方案的环境效应,并根据天然气利用规划,用"箱"模式对兰州市的大气质量进行预测.     

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。     

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.     

环境风洞的模拟技术研究

在环境风洞中模拟大气边界层是大气污染对流扩散试验研究的前提．根据环境风洞污染扩散试验的特点，通过试验调整大气边界层模拟装置，实现了在环境风洞中模拟部分大气边界层，并通过湍流结构确定了模拟比尺，当大气边界层得到正确模拟时，在环境风洞中模拟污染扩散和在大气边界层中的实际情形相似。     

北京市秋季大气边界层结构与特征分析

利用2000年9—10月北京市西部城、郊3个站点的探空资料,分析该地区秋季边界层高度的平均变化规律,探讨边界层内温度、风向、风速的廓线性质和结构特征,了解其时空变化和差异。结果表明,北京市秋季白天边界层最大高度平均约1km,夜间稳定层高度在200～400m之间。晴朗天气里,白天城区边界层温度高于郊区,反映出城市热岛的作用,夜间热岛现象不明显。较低的边界层高度和其顶部经常维持的强稳定层(强逆位温层)阻断上下层流动的关联,有利于近地面大气维持静稳状态和该季节雾、霾天气的出现。夜间约400m以下气层的流动大体分为3种形态,即整层小风型、低空急流型和贴地风速极大型。温度层结与夜间流动结构有密切对应关系。     

“07.3”强沙尘暴天气过程的观测分析

利用常规观测的地面资料、探空资料、卫星云图资料、客观分析资料以及民勤站和SACOL站的观测资料对2007年3月27-28日中国西北地区的一次强沙尘暴过程进行了分析.主要结论为:地面快速发展的冷锋以及850 hPa和700 hPa快速发展的短波槽与此次沙尘暴的形成和快速发展密切相关.民勤站沙尘浓度和地面气象要素在沙尘暴发展演化期间出现明显的变化.气压和风速在沙尘暴爆发时出现明显的跃升,气压的变化超前于风速的变化,这表明风场和气压场在沙尘暴爆发时有明显的调整过程;风速及其垂直切变与PM₁₀浓度几乎同时达到极大值,而温度垂直切变极大值出现时刻比PM₁₀浓度和风速垂直切变极大值早出现4h;强的风速垂直切变有利于激发不稳定能量的释放和沙尘暴的形成.SACOL站的沙尘浓度和地面气象要素在沙尘暴发展期间也有明显的变化.风速和气压达到峰值的时刻都超前于PM₁₀浓度出现极大值的时刻;温度垂直切变峰值出现的时刻稍稍滞后于风速垂直切变峰值出现的时刻.