长三角城市群区大气污染对气象要素及地表能量平衡的影响研究

利用2012年4-6月南京溧水野外观测站近地层微气象、地表辐射和通量交换数据,结合南京大学地球系统区域过程综合观测研究站(SORPES-NJU)的PM2.5质量浓度以及环境保护部发布的逐日API资料,使用聚类分析、合成分析和个例分析的方法,定量分析了南京地区不同大气污染程度下气象要素和地表能量平衡的响应特征.结果表明,观测期间南京地区污染天盛行偏南风,且风速较清洁天气低约30%.气溶胶白天对到达地面的太阳辐射的削弱作用大于对地面有效辐射的减弱作用,使得地面净辐射减小(日均值约46.3 W·m-2).气溶胶减弱感热通量、潜热通量,并影响二者在能量平衡中的比重.个例分析表明气溶胶通过减小白天地面净辐射,减弱地气系统能量,导致近地层气温降低(最大差值约1℃),湍流运动减弱,从而进一步抑制污染物的扩散,形成空气污染-地表能量收支-边界层结构间的正反馈过程.     

沙尘暴来袭除了吃土您还需要一份"沙尘天防护指南"

2021年3月中下旬,我国北方地区首次发生大范围沙尘暴天气,也是近10年来影响我国最强的一次沙尘天气过程. 本次沙尘天气具有风力大、沙尘强度强、持续时间长的特点.目前北京沙尘暴黄色预警和大风蓝色预警双预警生效中.此外,北京市气象局于3月27日11时30分启动气象灾害(沙尘)Ⅳ级应急响应.     

“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.     

甘肃省近67年沙尘天气时空特征分析

选取1951-2017年甘肃省81个国家级气象站常规地面观测资料,采用线性趋势分析方法对该地区沙尘天气的时空特征及演变趋势进行分析,得出结论:除甘南和陇南部分地方外,甘肃省大部分地方均出现过沙尘,但强沙尘暴主要集中在河西偏北地方中,敦煌和民勤是强中心,河东大多数站点建站以来从未出现过强沙尘暴;沙尘在该地区主要表现为浮尘或扬沙等轻度沙尘,其中浮尘占全部沙尘的45%,扬沙、沙尘暴和强沙尘暴分别占37%、13%和5%;沙尘的年际变化呈现明显的周期性减弱减少趋势,周期约20年。沙尘在上世纪50～60年代最频繁,但影响规模在70年代最广,近30年极少出现大范围沙尘天气过程;沙尘主要出现在春季,其中4月份最多,强沙尘暴天气过程主要出现在前半年。     

我国春季大气沙尘气溶胶分布和短波辐射效应的数值模拟

利用已建立的区域气候模式与大气化学模式耦和的模拟系统 ,在气候模式中引入了起沙机制 ,同时建立了与气候模式连接的沙尘气溶胶输送模式 ,模拟沙尘的输送、扩散、沉降等过程 .通过对 1 998年 4月的模拟 ,分析得到中国地区沙尘气溶胶的主要源区分布情况、沙尘的浓度分布特点和光学厚度特征 ,并且将一次沙尘暴个例与同期卫星观测的气溶胶指数分布做了对比 .进一步模拟了沙尘气溶胶辐射效应 ,发现沙尘气溶胶能减少地面的辐射净收入 ,使南方的大气辐射收入减少 ,使北方的大气辐射收入增加 .由于沙尘气溶胶对辐射的削弱使地面气温有显著降低     

天山北麓一例黑风暴天气的成因

利用常规观测资料、地面气象自记记录和静止气象卫星云图资料对1998-04-18由南支冷锋爆发性发展生成的干飑线触发的天山北麓黑风暴天气过程进行了分析.结果表明:强沙尘暴和黑风暴过境时风、压、温、湿在短时间内出现突变,跃变幅度黑风暴远大于强沙尘暴,黑风暴嵌于强沙尘暴时变化幅度比强沙尘暴弱.沙尘壁具有等温性,水平厚度4～9km.影响黑风暴的天气因素中,地面大风形成主要源于冷锋的加强和锋后强冷平流,高空急流的加强及其形成的次级环流使高空动量有效下传到地面则是另一个重要原因.混合层是有利于黑风暴在干旱环境形成的大气层结特征,这次过程深厚混合层的形成是深厚干对流和黑风暴产生的主要原因,而它的形成则是长时间地面加热的结果.     

沙尘天气对安徽寿县大气气溶胶光学特性的影响

在美国能源部实施的国际大气辐射测量计划(ARM)移动观测站(AMF)2008年在安徽寿县的观测资料基础上,研究了沙尘天气对该观测站大气气溶胶光学特性的影响。研究发现,沙尘天气过程中,大气边界层内的气溶胶消光系数平均值达到0.1 km-1左右。当近地层污染严重时,消光系数最大值达到了1.1 km-1,ngstrm波长指数在最低值达到0.21,单次散射反照率(ω0)在沙尘天气过程中的平均值为0.79,最大值为0.888。     

一次典型沙尘天气过程对甘肃空气质量的影响

利用气象信息综合分析处理系统气象数据、ERA-Interim再分析资料,结合后向轨迹模式(HYSPLIT)、中分辨率成像光谱仪卫星数据和逐小时空气质量数据,分析了一次典型的甘肃沙尘天气过程的成因及其影响.结果表明,此次沙尘天气是由高空槽东移发展,冷空气南下,配合地面高压系统和锋面东移,冷锋后强气压梯度形成大风造成的; HYSPLIT模式模拟结果与气溶胶光学厚度分布显示沙尘天气沿西北路径传输,沙尘源地位于南疆地区,沿河西走廊向东南传输至陇中地区;沙尘天气发生前沙尘源地气温上升造成土壤湿度下降,低层大气处于不稳定状态,有利于起沙,沙尘期间各层水平风速均较大,有利于沙尘的水平输送;沙尘源地和武威沙尘加强区中低层的垂直方向皆为上升运动,有利于将沙尘源地的沙尘粒子带入高空,传输路径中的酒泉、张掖和兰州为下沉运动,有利于将沙尘带至近地面,形成沙尘天气.沙尘天气影响了甘肃绝大部分地区的空气质量,影响由西北向东南减弱, 7个城市空气质量指数≥500的持续时间超过10 h,张掖达19 h,酒泉、武威和兰州达16h;沙尘天气对甘肃各城市污染物质量浓度的影响由西北向东南减弱,对甘肃中西部城市颗粒物质量浓度影响最大:武威w(PM_(10))最大值达8 771μg/m~3,是沙尘天气发生前的258倍, w(PM_(2.5))最大值为1516μg/m~3,是沙尘天气发生前的95倍,沙尘天气期间风速增大,省内中西部城市气态污染物质量浓度下降,兰州w(SO_2)由沙尘天气前30μg/m~3以上,最高80μg/m~3降至沙尘天气时的20μg/m~3以下, w(NO_2)由65μg/m~3以上,最高123μg/m~3,降至沙尘天气时的30μg/m~3以下,沙尘天气结束后气态污染物质量浓度缓慢上升.     

2014年5月武汉市输入型沙尘污染案例分析

结合地面颗粒质量浓度、金属元素含量、垂直消光系数和地面气象观测资料、后轨迹模型及天气分析图,分析2014年5月25—26日湖北武汉市监测的沙尘天气过程。结果表明,这次沙尘暴源起新疆南部塔卡拉玛干沙漠和内蒙巴丹吉林和腾格尔沙漠,随着冷空气向东向南传输,兰州和银川PM10小时浓度分别超过2000μg/m3和1000μg/m3,武汉PM10小时浓度超过500μg/m3,沙尘在传输过程中逐渐减弱。沙尘期间武汉市以粗颗粒污染为主,PM10浓度陡升,PM2.5占PM10的含量下降到约35%。沙漠粉尘示踪元素Ca,V,Ba和Fe浓度增加4倍以上,所占的总量百分比也增加一倍以上,As,Se,Cr,Cu,Zn和Pb等当地的人为污染源排放的金属元素浓度约为先前的1/5~2/5,所占总量百分比下降明显。激光雷达观测到两次明显的沙尘沉降过程,在近地面层(500 m左右)存在均匀的消光系数大值区(最大0.086 km-1)。以此例说明结合气象和环境的多种观测手段综合分析输入型空气污染的方法。     

近15a兰州市空气质量变化特征及沙尘天气影响

采用2002-2016年兰州市PM10、SO_2及NO_2质量浓度监测数据、空气质量指数和地面常规气象观测资料,统计分析了兰州市的空气质量变化特征及沙尘天气的影响.结果表明,兰州市空气重污染天数减少,空气质量呈好转趋势,首要污染物仍以PM10为主,其污染天数占总污染天数的89%.较重的空气污染主要出现在11-4月,尤其春季的沙尘天气对空气污染有重要影响.兰州市每3～4 a会出现一个沙尘天气多发年, 3类沙尘天气以浮尘为主;沙尘天气的月、季分布特征明显, 90%以上的沙尘天气出现在春季.沙尘天气的PM10年均质量浓度最高,为非沙尘天气的1.2～5.4倍,平均为2.6倍;沙尘天气的PM2.5年均质量浓度比非沙尘天气高2.4倍, SO_2和NO_2的年均质量浓度差别不大.沙尘天气对兰州市PM10月均质量浓度贡献率较大的月份为3、4月,对PM2.5月均质量浓度贡献率较大的月份则持续至5月. 14 a间3类沙尘天气对PM10日均质量浓度的平均贡献率均为正值,对SO_2和NO_2,除沙尘暴对SO_2的贡献率为正值外,其余均为负值, 2013-2016年浮尘对PM2.5日均质量浓度的平均贡献率为110%,扬沙对PM2.5的平均贡献率为-30%.不同强度的沙尘天气对兰州市空气质量的影响体现在细颗粒物和粗颗粒物上有差异.     

硅钙粉尘云爆炸的下限浓度

在改进的哈特曼爆炸装置中测定了硅钙粉尘云爆炸的下限浓度;研制了测定粉尘浓度的光电探头;对田中达夫计算粉尘云爆炸下限浓度的理论公式进行了部分修正;用修正后的公式计算所得的硅钙粉爆炸下限浓度的理论值与实验测定值吻合较好。     

风飏粉尘和粉尘沉积物的一些环境效应研究述评

近年来，沙尘天气．特别是沙尘暴的频繁爆发所输出的粉尘带来的环境问题日益引起人们的关注．本文根据近年来一些研究成果，从粉尘与大气环境、海陆生态系统以度人类的生活、生产关系等角度对粉尘度粉尘沉积物的环境效应进行了综述．并在此基础上时令后该领域的研究提出了一些看法．     

水平粉尘爆轰管上的扬尘方法研究

为新建成的内径158mm、长23m水平粉尘爆轰管发展了一种新的扬尘技术,并在此爆轰管上进行了弱点火条件下微细铝粉——空气混合物的爆轰波实验研究。结果表明,这种扬尘方法结构简单、操作方便、可靠性好、均匀性与悬浮时间等扬尘特性也满足实验要求。     

火炸药粉尘与工业粉尘爆炸特性试验对比研究

为了系统地认识火炸药粉尘和工业粉尘爆炸特性的区别,选用TNT和RDX两种火炸药粉尘以及玉米淀粉和煤粉两种工业粉尘作为研究对象,分别采用最小点火能量测试装置和20L球粉尘爆炸装置对上述四种粉尘的点火能量、爆炸压力、爆炸指数、爆炸下限浓度进行了系统研究。结果表明:四种粉尘的最小点火能量均随着浓度的增大呈现出先增大后减小的现象,与玉米淀粉和煤粉这两种工业粉尘相比,TNT和RDX这两种火炸药粉尘的最小点火能量更小,对电火花刺激更敏感,更容易点火;TNT和RDX爆炸压力和爆炸指数均随着粉尘浓度的增大而不断增大,而玉米淀粉和煤粉的爆炸压力和爆炸指数随着粉尘浓度的增大先增大后减小,TNT和RDX这两种炸药粉尘的爆炸压力和爆炸指数更高,爆炸破坏程度也更大;这四种粉尘的爆炸下限浓度为RDX玉米淀粉煤粉TNT,未表现出相应的变化规律。     

移动式颗粒床除尘器的除尘机理及其影响因素

论述了新型移动式颗粒床除尘器的技术进步、除尘机理及其影响因素。     

关于岩粉隔爆效果的探讨

根据在德国ＤＭＴ研究院进行的煤尘连续爆炸时岩粉隔爆效果的实验数据,分析与探讨了在煤尘的一次爆炸和重复爆炸时,岩粉局部惰化效果等问题。     

红外烟道测尘仪

本文论述了红外烟道测尘仪的原理、构成及功用.该仪器用红外发光二极管作光源,用硅光电二极管检测散射光,用简单实用的电路进行信号处理.其测量精度、零点精度和稳定度均为±10mV,灵敏度为1mg/m~3.     

活动星系核中的尘埃

尘埃是活动星系核统一模型的基石,该模型认为呈现不同观测特征的活动星系核在物理本质上属于同一类天体,活动星系核外围绕着一个光学厚尘埃环,不同类型的活动星系核只是因观测者视线相对于活动星系核对称轴的取向不同而已.观测表明,活动星系核中尘埃的组成成分及尺寸与银河系星际尘埃有很大的差别.本文介绍活动星系核核周尘埃的消光和红外辐射以及尘埃可能的化学组成和尺寸分布的研究现状.     

粉尘爆炸研究进展

全面论述了粉尘爆炸的发展现状，并分别从可燃粉尘爆炸机理、粉尘爆炸特性参数、爆炸模型和防爆措施等四个方面进行了详细的阐述．同时指出了研究粉尘爆炸的重要意义。