天气条件对福州近地层臭氧分布的影响

利用2009—2010年福州市近地层臭氧连续观测资料,并结合气象资料分析不同天气型对臭氧浓度变化的影响,以及臭氧浓度与气象要素的相关性。结果表明：在高压后部、地面倒槽等6种天气型影响下,福州市臭氧浓度值较高;在低涡锋面、台风（热带辐合带）等4种天气型影响下,臭氧浓度值较低。导致福州市臭氧平均浓度值最高的天气型是台风（热带辐合带）外围,最低的是低涡锋面系统。高压后部、地面倒槽和锋前暖区等强暖性、且非常不利于污染物扩散的天气型易造成臭氧浓度超标。臭氧浓度与气象要素关系密切,与温度、日照、太阳辐射显著正相关,与云量、相对湿度、降水量显著负相关,受偏南和偏东风影响,平均风速较大时,臭氧浓度较高,在SSE方位上臭氧小时浓度超标率最高。     

福州市CO时空分布特征与影响因素

国家环境保护部2012年修订的"环境空气质量标准"将CO列入环境空气污染物基本项目,因预报业务迫切要求构建福建省重点城市福州CO的预报概念模型。利用2011─2013年福州市6个环境空气国控点CO小时质量浓度观测资料,结合NO2、O3等污染物浓度、气象常规观测资料以及通过聚类分析法将天气进行环流分型,分析CO的时空分布规律,与其它污染物浓度的相关性以及天气形势、气象要素等对CO质量浓度变化的影响。结果表明,福州CO年平均质量浓度的高值出现在工业源较多、交通源密集的监测点;市区浓度高于郊区和高山站点,24 h平均质量浓度没有出现过超标现象。冬季平均质量浓度最高,其次是春季、秋季,夏季最低是冬季的0.68倍;峰值出现在1月和4月,冬半年CO质量浓度整体高于夏半年。日分布高峰出现在7:00─10:00和17:00─20:00,低谷出现在13:00─16:00,白天浓度值波动大,夜间稳定处于低值区。CO与NO2质量浓度呈现显著的正相关性,秋季最高相关系数0.658;与O3质量浓度呈现反相关性(夏季除外)。CO质量浓度出现相对高值的天气型依次是锋前暖区高压后部切变、高空槽地面倒槽;出现相对低值的天气型依次是副热带高压台风(热带辐合带)外围台风(热带辐合带)副热带高压边缘高压脊高压底部。大气扩散条件的好坏、光化学作用是否明显以及风速的大小是决定CO质量浓度高低的主要因素,与降水量关系不大。     

郑州市西郊臭氧浓度变化特征分析

臭氧(O_3)是大气中的微量组分,对流层中大部分臭氧是NO_x(氮氧化物)和HC(碳氢化合物)经光化学反应生成的二次污染物,是城市光化学烟雾的主要成分。近年来郑州市区域性的O_3污染越来越严重。利用2014年6月—2015年5月郑州市西郊环境监测站点大气污染物的小时浓度资料,结合相应气象要素资料分析郑州市西郊O_3污染变化特征及其影响因素,为郑州市空气污染治理提供基础资料。郑州市2014、2015年首要大气污染物以大气颗粒物(特别是细颗粒物)为主,约占80%~90%左右,2015年颗粒物污染有一定程度的下降,但臭氧污染和NO_2污染被凸显出来,臭氧污染天数急剧增加。郑州环境监测站O_3日逐时变化为典型的单峰型,O_3在8:00出现最小值33.08μg?m~(-3),在15:00出现最大值84.02μg?m~(-3)。不同季节对O_3逐时浓度的变化影响很大,春夏两季,O_3在15:00左右出现较大的最高值;而在秋冬两季,O_3虽然也会在15:00—16:00达到较高值,但其数值较小。按季节统计,郑州市环境监测站O_3浓度的季节平均值排序为:夏(72.60μg?m~(-3))春(63.12μg?m~(-3))冬(41.06μg?m~(-3))秋(38.99μg?m~(-3))。臭氧污染主要发生在光化学反应强烈的条件下,天气条件对臭氧浓度的影响较大,紫外线较强的晴天、温度较高时臭氧浓度较高,容易发生臭氧污染,而在出现雨雪天气、阴天和灰霾天气时臭氧浓度较低。     

天津臭氧浓度与气象因素的相关性及其预测方法

气象因素在影响夏季臭氧浓度水平和变化特征方面扮演着重要作用.通过对2008年夏季天津地面臭氧体积浓度和气象因素的相关分析,揭示高浓度臭氧发生时的典型气象特征,并初步建立了预测地面臭氧浓度的气象学方法.结果表明:影响臭氧浓度的主要气象因素是气温、相对湿度和风速、风向,当14时气温大于30℃,相对湿度低于60%,风向为偏西或偏南时,高浓度臭氧的发生概率较高.采用14时气温、相对湿度和风速等气象参数拟合臭氧体积浓度,效果良好.     

陕西省西咸新区空港新城夏季臭氧与气象因子关系分析

主要针对陕西省西咸新区空港新城夏季臭氧质量浓度偏高的问题,通过对主要气象要素与臭氧质量浓度之间的相关性分析,研究气象要素对该区域臭氧质量浓度变化的影响关系,明确各气象要素对臭氧的影响范围,为该地区夏季臭氧污染控制提供参考。于2018年7月27日00:00—8月26日23:00开展了臭氧与气象条件(气温、相对湿度、风向、风速和紫外辐射)监测工作,共30 d。根据监测结果,西咸新区空港新城在盛夏期间(7—8月)臭氧浓度总体偏高,平均质量浓度为103.8μg·m~(-3),最大质量浓度达306μg·m~(-3),期间有16 d出现了臭氧小时浓度值超标现象;空港新城臭氧浓度日变化呈单峰趋势,最大值出现在17:00左右,最小值出现在06:00左右。研究发现空港新城臭氧质量浓度与气温和紫外辐射强度呈显著正相关,其相关系数分别为r=0.778 3、r=0.582 8,与相对湿度呈显著负相关(r=-0.784 5)。空港新城臭氧质量浓度与风速之间的关系不显著,其相关系数r为0.151 3,这主要与该区域风速较低且变化幅度不大有关。一些气象要素如高温度、强紫外辐射和低相对湿度等有助于该区域臭氧浓度的升高,当环境温度≥32℃、紫外辐射≥40 W·m~(-2)、相对湿度≤60%时,都有利于对流层空气中臭氧的生成,更容易造成O_3浓度超标。     

贵阳市大气臭氧生成过程与敏感性初步分析

为研究贵阳市大气臭氧的光化学生成特征,于2016年选取大气臭氧浓度较高的时段,在城区和郊区环境空气质量监测点对贵阳非甲烷烃类的环境浓度进行了观测.并利用基于观测的光化学模型分析了贵阳近地面大气臭氧生成的典型光化学过程和敏感性.通过在臭氧浓度较高时段,对比分析城区和郊区臭氧和臭氧前体物、模拟的主要自由基和光化学链反应终止产物的变化特征,发现贵阳城区与郊区的臭氧生成特征不同.通过分析臭氧主要前体物的相对增量反应活性,进一步发现城区臭氧生成主要受VOCs控制,郊区主要受NOx控制.控制人为源的烯烃和芳香烃对于控制城区臭氧污染最为有效.     

塔克拉玛干沙漠腹地与北缘城市近地面臭氧质量浓度分布特征

高浓度臭氧对人体健康造成伤害,还会影响植物生长;臭氧也是一种重要的温室气体,影响全球气候变化。本文利用塔克拉玛干沙漠腹地塔中地区2010年6月1日至2012年12月31日和北缘城市库尔勒2010年7月1日至2012年12月31日地表臭氧质量浓度连续观测数据,结合PM10和气象资料,对地表臭氧质量浓度的日、周、月、季节与不同天气条件下日变化特征进行了分析,同时探讨了影响臭氧变化的主要因素。结果表明,(1)臭氧质量浓度日变化具有明显的单峰型日变化规律,夜间变化平缓,白天变化剧烈。09:00前后达到最低值,18:00前后达到最高值,出现时间稍迟于沿海城市。(2)臭氧质量浓度变化具有周末效应现象。最高值出现在星期日,最低值出现在星期三;星期一至星期三浓度逐渐降低,星期四又逐渐上升。(3)塔中最高月平均浓度出现在2010年6月,质量浓度为89.6μg·m-3,最低质量浓度出现在2012年12月,为22.1μg·m-3;库尔勒最高月平均质量浓度出现在2010年8月,为82.1μg·m-3,最低为2012年12月的12.5μg·m-3。月平均质量浓度以6月份为中心对称分布,两边月份逐渐降低。(4)春、夏季臭氧质量浓度较高,秋季和冬季明显低于春季和夏季,与沿海大中型城市变化特征基本一致。(5)4种天气中,日变化最剧烈的是晴天,其次为小雨天气,阴天较平缓。沙尘天气出现前,臭氧质量浓度变化较小,沙尘天气开始后质量浓度下降,且下降速度较快。(6)辐射变化具有单峰型日变化规律,臭氧质量浓度变化明显晚于辐射变化,太阳辐射的强弱直接影响光化学反应速度,从而导致臭氧质量浓度的变化;臭氧质量浓度日变化与PM10质量浓度日变化具有相反变化趋势,但在时间变化上有一定的滞后性,臭氧质量浓度变化明显早于PM10的变化。(7)晴天少云的天气情况下臭氧质量浓度明显要高于阴雨(雪)天,气温、相对湿度、风速、风向、日照时数共同影响近地面臭氧质量浓度的变化,臭氧污染的发生是多种因素共同作用的结果。     

近地层臭氧浓度升高对麦田土壤微生物群落功能多样性的影响

利用中国臭氧FACE(Free-air O3concentration enrichment,开放式空气臭氧浓度增高)试验平台,通过测定麦季土壤水溶性有机碳含量、土壤呼吸强度和BIOLOG指标,研究了近地层臭氧浓度升高50%条件下(~70 nmol mol-1),麦田土壤微生物功能多样性的响应.结果发现,臭氧浓度升高下麦田土壤水溶性有机碳含量提高,土壤微呼吸强度增加,平均吸光值显著高于对照(P<0.05).多样性指数结果显示,臭氧浓度升高对麦田土壤微生物丰富度和优势度指数没有显著影响,但是臭氧处理下均一度指数显著高于对照(P<0.05);主成分分析显示,相对于其它碳源,臭氧浓度升高对麦田土壤微生物的糖类物质利用能力的影响最大.研究揭示了1.5倍的近地层臭氧浓度增强了麦田土壤微生物碳源利用能力,特别是非优势微生物.     

辽宁中部地区灰霾天气气候环境特征

利用的1961—2007年辽宁中部地区6个城市的地面常规气象资料以及2002—2007年的东亚地面和高空天气形势资料,2005—2007污染监测资料,统计分析了辽宁中部地区气候环境特征对灰霾天气形成的有利形势与不利的地面天气形势,对比颗粒物资料与实况资料分析了灰霾天气常见的天气形势。结果表明：由于特殊的环境特征与气象条件,灰霾易发时期为秋冬春季节。不利于大气扩散易形成灰霾天气的地面天气形势可分为高压类、低压类、均压类。蒙古高压、东北地形槽以及长白山小高压等局地不利的天气形式对灰霾天气产生有重要影响。常见灰霾天气形势为冷高压型、占65%左右,低压槽型、占13.5%,冷锋过境型,冷锋前部型以及长白山小高压等。     

O_3/UV法降解水中对硝基酚

研究了臭氧、臭氧/紫外光(O_3/UV)法降解对硝基酸过程中各种操作条件(包括气量、气相臭氧浓度、温度、初始pH值、初始TOC值以及紫外光强度等)的影响.臭氧与紫外光相结合对去除TOC有协同效应.根据实验确定出这一过程的宏观动力学方程.     

气象因素对环境空气质量达标的影响分析

以天津市为例,分析地面风场、大气层结及天气形势等主要污染气象参量的特征及其与环境空气质量的相关关系;估算高、低污染潜势的天气背景对大气污染物浓度的影响幅度;提出在天气气候分类的基础上,建立气象条件标准化分级,评估气象条件对环境空气质量影响水平的方法。研究表明:天津市采暖季高污染的天气形势出现的频率约为34%,而非采暖季高污染的天气形势出现的频率约为16%,ISCLT3模型模拟结果显示相应于相同的污染源排放数据库由于采暖季和非采暖季气象条件不同引起的SO2全市平均浓度的差异约在10%以上。污染源源强相对稳定的条件下,高污染潜势的天气背景对空气污染的加剧作用大于低污染潜势的天气背景对空气污染的减轻作用。     

南京北郊大气臭氧浓度变化特征

以南京北郊大气中O3质量浓度观测资料为基础,分析了O3变化特征和气象要素对其影响程度。结果表明：大气O3日均质量浓度平均为65.8μg·m-3。O3质量浓度最大值出现在午后15时左右,O3质量浓度日最大值在春季最大,而冬季最小。白天工作日O3质量浓度要高于周末,而夜间两者差异不大。气温,日照时数和降水量是影响南京大气O3质量浓度的重要因素。全年中5月份高日照时数和较低的降水量导致南京出现O3高值。在偏南气流作用下,O3质量浓度偏高。由气象要素得到的O3日均质量浓度和O3日最高质量浓度回归方程相关系数分别为0.61和0.71。     

EDU对臭氧胁迫下菠菜急性伤害症状和光合特性的影响

如何减轻近地层臭氧(O3)体积分数持续升高对作物的影响是污染生态学研究的热点之一。运用改进的开顶式气室(open-top chambers,OTCs)装置,对嘉兴尖叶、嘉兴圆叶和荷兰35三种菠菜(Spinacia oleracea L.)进行连续5 d,每天8 h的臭氧急性暴露处理,且在暴露前24 h喷施300 mg.L-1质量浓度抗氧化剂ethylenediurea(EDU),研究EDU对臭氧胁迫下菠菜急性伤害症状及光合特性的影响。结果表明:(1)菠菜暴露于高体积分数O3时,叶片出现失水干枯、坏死斑等急性伤害症状,光合色素含量、气体交换参数和光响应参数显著降低,且下降幅度和暴露体积分数呈正相关。(2)菠菜经EDU处理后,光合特性参数明显提高。对O3和EDU作双因子分析发现,随着臭氧体积分数升高,EDU对叶片气体交换参数的影响显著,而对其他参数的影响不明显。由此可见,尽管EDU的防护作用对高体积分数的O3胁迫是有限的,但喷施EDU仍能有效减轻O3对植物的伤害,这对缓解农田生态系统O3污染灾害有积极意义。     

水稻灌浆期臭氧暴露对产量形成的影响

利用田间原位开顶式气室(Open-topchamber,OTC)研究了长江三角洲地区水稻灌浆期臭氧(O3)暴露对其产量形成的影响,从而确定灌浆期臭氧胁迫对水稻产量的影响.实验设计4种臭氧水平,即过滤空气(CF,O3浓度10nL·L-1);自然大气(NF,O3浓度40nL·L-1);臭氧动态1(O1,O3梯度为50、100、150nL·L-1,平均浓度70nL·L-1);臭氧动态2(O2,O3梯度为75、150、300nL·L-1,平均浓度170nL·L-1).结果表明,随着臭氧浓度的升高,水稻的株高、穗长、分支、穗粒数及水稻生物量和产量等指标均有下降的趋势,但4种处理间均无显著性差异(p>0.05).在试验浓度下,水稻灌浆期短期高浓度O3暴露对其产量没有显著影响,不会造成明显的产量损失,但与全生育期相比,水稻产量对灌浆期的高臭氧浓度更为敏感.     

Local production,downward and regional transport aggravated surface ozone pollution during the historical orange-alert large-scale ozone episode in eastern China

Increasing severe and persistent ozone pollution in China has resulted in serious harm to human health in recent years, yet the precise pollution sources are poorly known because there is few knowledge on large-scale extreme ozone episodes. Here, we studied the formation of the historical orange-alert regional ozone episode in eastern China on 6 June, 2021, by combining process analysis, integrated source apportionment modelling, and chemical and meteorological data. Results show that during the pollution episode, 94% of cities in eastern China suffered ozone pollution, and 39% had daily maximum 8-h average ozone concentrations higher than 100 ppb. This is explained by favorable local ozone formation and transports provided by the prevailing northwestern winds in the upper air, and by sinking atmospheric motions favoring the persistence of high surface ozone concentrations. During daytime, local photochemical production induced an ozone increase of 0.3–28.4 ppb h^?1 and vertical transport induced an ozone increase of 0.4–56.1 ppb h^?1. As a consequence, vertical downward transport of ozone generated in the upper air by photochemical reactions aggravated surface ozone pollution. Surface ozone concentrations include 25.8–53.9% of ozone from local provincial emissions, 0–42.6% of ozone from inter-regional transports from neighboring regions, 4.6–23.1% of ozone from outer-regional transport, and 13.6–52.9% of ozone from boundary conditions in the selected cities. Overall, our findings show that favorable meteorological conditions promoted the chemical productions of ozone on the surface and at high altitudes, thus resulting in this heavy ozone pollution. In addition, regional and vertical downward transports of aloft ozone further aggravated the surface ozone pollution, leading to the large-scale extreme ozone pollution episode.

     

天津地区气象要素与花粉浓度的关系

通过分析天津市1999-2005年的逐日花粉量与气象要素之间的关系,研究了相关气象要素对花粉浓度的影响。结果表明:气象条件不同,每年花粉浓度高峰期出现的时间以及花粉浓度存在很大差异,而且不同气象要素对花粉的影响程度明显不同。同时分析了不同降水、风力、云量条件下花粉量变化的百分比。根据此研究结果订正逐日花粉浓度预报方程,该方程的预报准确率较以前提高了9.5%。     

Accounting for the Mesoscale Effects on the Air Pollution in Some Cases of Large Sulfur Pollution in Bulgaria or Northern Greece

The objective of the present work is to demonstrate the influence of the meso-scale dynamic phenomena on the larger scale air pollution characteristics. A limited set of episodes with very large sulphur pollution in Bulgaria or Northern Greece is chosen for the study. A 3D quasi-hydrostatic model of the meso-scale dynamics, based on the Businesque approximation (the formulation of Guthman) is used for the purpose. Some numerical experiments for the Balkan Peninsula are carried out under different background (synoptic) conditions. The simulated flow systems outline the main topography effects, typical for the region, such as slope winds, channelling of the air flows or blocking effects. Numerical simulations of the air pollution transport are also carried out, with and without accounting for the meso-scale deformations of the wind field. The comparison of the air pollution characteristics, obtained in both the cases demonstrates that the underlying surface heterogeneity in some of the synoptic situations may have influence not only on the detailed air pollution field in the region, but also on some larger scale pollution characteristics – the total pollution quantity in the air above the countries, the mean surface concentration, the pollution fluxes trough the country boundaries, dry and wet deposition.