济南市采暖季污染指数构建及应用

作为东亚冬季气候系统的重要组成部分,西伯利亚高压的存在强烈的影响亚洲东部地区天气系统的变化,阿留申低压的强度和位置异常对北半球的天气、气候异常有重要的影响,它们都是影响中国东部地区空气质量的重要的天气系统,其强度和位置变化,影响中国东部地区大尺度污染物扩散条件,本地水平风速、行星边界层高度、相对湿度等影响局地空气中污染物的生成、累积、传输、扩散、沉降等过程。基于2013—2019年采暖季(11月至次年3月)气象数据及济南市空气质量指数(AQI)数据,通过研究西伯利亚高压、阿留申低压、南部气压距平中心气压值强度的变化,以及本地2 m相对湿度、10 m风速、行星边界层高度等气象因素,结合AQI数据,确定各气象因子阈值范围及权重系数,通过权重求和,建立基于经验预报的济南市采暖季污染指数(PI),两者相关系数达到0.579,为显著相关,随着污染加重,污染指数相应增大,该指数能够反映空气质量变化趋势。以2020年12月出现的两次重污染过程为例,分析不同污染阶段污染指数变化,评估所建公式对济南市空气质量的预报能力,结果表明:12月7—13日重污染过程中,污染指数能够较好的预测本次污染过程的累积及消散过程,11日由于GFS资料中对相对湿度的预报偏差导致预测与实际偏差较大;25—31日污染过程中,污染指数与AQI变化完全一致,预报效果好。污染指数能够较好的反映污染过程的不同阶段,具有较好的提前预报能力,对空气质量预报尤其是重污染期间预报具有较好的指导意义。     

天津市空气污染预报方法

文章论述了空气污染预报几种理论和方法，特别详细介绍了天津市空气质量预报方法及其应用效果。     

邯郸采暖期环境污染特征及空气质量预报方法研究

利用河北邯郸气象和环境监测资料,分析了邯郸采暖期空气质量和环境气象条件特征;同时利用线性回归和BP神经网络统计方法对采暖期空气质量进行了预报研究。结果表明,PM_(10)、PM_(2.5)、SO_2、NO_2、CO(95)(CO日均值的第95百分位数)的空气质量指数(AQI)在冬季最高,夏季最低,O_3-8(90)(O_3日最大8 h值的第90百分位数)的AQI则相反。邯郸采暖期首要污染物以PM_(2.5)和PM_(10)为主,除O_3-8(90)外,其他5种污染物采暖期AQI均高于其年均值;同时采暖期降水少,温度低,小风出现频率明显高于非采暖期,而且局地逆温强,静稳天气指数高,是全年环境气象条件最差的时期。邯郸采暖期的环境气象条件1月最差,且夜晚差于白天,尤其是局地5—7时。邯郸采暖期首要污染物浓度与前一日污染物浓度、静稳指数、逆温、相对湿度和露点温度等呈正相关,与气温、风速、能见度和混合层高度等呈负相关。BP神经网络模型对污染物浓度的预报效果优于线性回归模型,可尝试应用于邯郸空气质量预报工作。     

MODIS气溶胶光学厚度对城市空气质量的指示

空气污染指数API(Air Pollution Index)是关系大众生产生活的一个重要指标,论证了一种由MODIS(中分辨率成像光谱仪)反演的气溶胶光学厚度产品AOT(Aerosol Optics Thickness)预报空气质量的方法,即依据API的分级标准,将API用特定的步长分组,再把各组的AOT和API均值建立相关模型,并用该模型来预测空气质量指数,经验证,预测值和实际值之间的精度为77.59%,基本达到业务运行的要求。     

基于关键气象因子和天气类型的广州空气污染预报方法应用

以广州市环境监测站2007年1月—2009年12月监测的空气污染指数(API)以及SO2、NO2、PM10等污染物为研究对象,探讨了广州市空气污染的变化规律;并分析它们与常规观测的地面气象资料之间的关系;建立了API指数以及SO2、NO2、PM10等污染物的预报方程;为了弥补单纯基于数学模型预报的不足,分析和确定了造成广州严重空气污染的典型天气类型和相关指标,以便在具体的业务预报中可以根据天气形势和相关指标做进一步的订正;该预报方法于2010年10月起应用于广州市环境监测中心站,作为2010年16届亚运会广州空气质量预报预警服务的重要工具之一,运行服务效果良好.     

近10年中国空气质量时空分布特征

空气污染是建设健康中国过程中亟待解决的难题。利用2005—2015年全国86个重点城市空气质量日报数据,综合运用全局自相关法、层次聚类法、空间插值法以及重心迁移模型,从年度、季节和月份3个时间尺度上探讨了近10年来中国空气质量的时空分布特征。结果表明,(1)全国空气质量表现出显著的时间变化规律。从年际变化上看,空气质量逐年好转趋势明显;从季节变化上看,夏季空气质量最好,春秋次之,冬季最差;从月份变化上看,空气质量呈现出显著的先降后升的"U"型变化规律。(2)全国空气质量呈现出显著的空间集聚和分异规律,表现为"北重南轻、东重西轻"的空间格局。其中,京津冀地区、西北地区以及山东、河南属于长期高污染区;以珠三角为核心的南部沿海地区、云贵高原和青藏高原地区属于常年优良区。近10年全国空气质量整体虽得到有效改善,但部分地区(河北、山东、河南和江苏)污染仍在加重,期间污染范围从整个华北地区、中部地区和西北地区向京津冀地区集中,空气污染分布模式从集中连片分布变成零星分布。(3)近10年全国空气质量重心以向东北方向移动为主,表明东部和北部地区部分省份的空气污染程度较全国其他省份严重。(4)研究结果揭示了近10年中国空气质量的时空分异规律,可为寻求污染治理办法提供理论参考。     

酸雨pH值分级短期预报方法研究初探

酸雨的预报方法种类繁多,主要包括统计预报﹑数值预报及主观综合预报等.但这些预测研究大都是年度季度等较长时段的预测,感情用事为纛预测方法主要以线性统计方法为主.     

天津市环境监测中心大气监测部

正大气监测部是天津市环境监测中心骨干业务部门之一,业务范围涉及环境空气质量监测与评价;环境空气常规监测;环境空气自动监测系统运行维护管理;空气质量日报、预报与预警发布;计算机网络安全管理与维护;环境监测信息系统规划与管     

基于GIS的珠三角区域空气质量时空特征研究

以广东省环境信息GIS综合发布平台发布的2005年至2010年间粤港珠三角区域空气质量日报中空气质量等级数据为基础,利用GIS技术,首次采用网格化分析、均值分析、标准差分析、专题图渲染等分析方法,针对空间网格的空气质量年度均值、标准差等指标,对近5年来珠三角区域空气质量在横向上从珠三角空间区域范围,纵向上5年时间尺度内时空特征进行深入的研究,解决了在大地理区域、5年时间尺度空气质量分等定级过程中的区域边界划分问题。结果表明：珠三角的RAQI区域均值从2006年的2.3下降到2010年的2.02,空气质量整体上逐年改善;区域污染高值中心由东莞西部逐步向佛山中部转移;珠三角的肇庆南部、佛山中部、中山北部以及广州的南沙等区域空气质量变化幅度较大;惠州、深圳、香港等地区的空气质量较好,也较为稳定。     

基于AQI的深圳大气污染特征及其典型环流形势分析

随着中国城市化加速以及机动车保有量的大幅增加,城市环境问题日益突出。深圳地处珠江三角洲城市群,空气质量恶化引起社会各界广泛关注。利用深圳市11个国控站空气质量时平均、日平均监测资料、欧洲中心中期天气预报(ECMWF)再分析资料以及温度、湿度等自动气象监测数据,采用数理统计和典型环流分型等方法,在分析2013—2015年深圳市大气污染时空分布特征的基础上,探讨了深圳污染日典型环流形势特征,以期为深圳大气污染的预警预报、防治及其影响评估提供科学依据。基于空气污染指数(AQI)的污染分析表明:2013—2015年深圳市空气质量呈转好趋势,污染以轻度污染为主(92.4%);引起污染天气的主要污染因子是PM_(2.5)(75%)、O_3(19%)和NO_2(4.8%),PM_(2.5)和NO_2引起的污染天气呈下降趋势,而O_3引起的污染天气呈上升趋势,这表明光化学污染已成为深圳大气污染的重要形式。深圳的大气污染过程持续时间短,以1~2 d为主,污染天气集中出现在冬季,且易出现长时间持续(≥5 d)的污染过程。主要污染物季节特征明显,冬季为PM_(2.5),夏季O_3,春秋季PM_(2.5)、O_3和NO_2均会出现。深圳污染天气空间差异性较大,总体呈现西多东少的分布,东部沿海地区是深圳空气质量最好的区域。深圳污染日典型天气形势可分为大陆高压型、热带气旋型两类,其中秋冬季为大陆高压型,夏季为热带气旋型,在空气质量预报预警服务中,不同季节应关注不同污染物浓度变化和天气形势演变。     

广州市区植物叶片重金属元素含量及其大气污染评价

文章通过对广州市区植物叶片中重金属元素含量的分析，研究了植物大气环境污染指数，探讨了植物叶片重金属元素含量与城市大气环境污染之间的关系。结果表明，植物叶片中Cu,Pb,Cd,Cr元素污染都较严重，在重污染区这些元素的含量明显高于清洁对照区；用植物污染指数可以综合评价大气环境质量状况；利用植物叶片内的重金属含量变化，为大气污染生物监测和环境质量评价提供了科学依据。     

Urban Fluid Mechanics: Air Circulation and Contaminant Dispersion in Cities

Recently, many urban areas of the world have experienced rapid growth of population and industrial activity raising concerns of environmental deterioration. To meet challenges associated with such rapid urbanization, it has become necessary to implement wise strategies for environmental management and planning, addressing the exclusive demands of urban zones for maintaining environmental sustainability and functioning with minimum disruption. These strategies and related public policy must be based on state-of-the-science tools for environmental forecasting, in particular, on mathematical models that accurately incorporate physical, biological, chemical and geological processes at work on urban scales. Central to such models are the mechanics of environmental fluids (air and water) and their transport and transformation characteristics. Although much progress has been made on understanding environmental flow phenomena, a myriad of issues akin to urban flow, the transport phenomena, air and water quality and health issues (epidemiology) remain to be understood and quantified. We propose to initiate a new focus area – Urban Fluid Mechanics (UFM) – tailored to research on such issues. For optimal societal impact, UFM must delve into fundamental and applied fluid flow problems of immediate utility for the development of urban public policy and environmental regulations. Such efforts often entail the use of `whole' systems approach to environmental studies, requiring careful synthesis between crosscutting areas.In this paper, a few topics in the realm of UFM are presented, the theme being the flow and air quality in urban areas. Topics such as the scales of flow, the atmospheric boundary layer, pollutants and their transport and modeling of flow and air quality are briefly reviewed, discussed and exemplified using case studies. Identification of important flow-related issues, rigorous multidisciplinary approaches to address them and articulation of results in the context of socio-political cause calebre will be the challenges faced by UFM.     

A building-based data capture and data mining technique for air quality assessment

Recently, a building-based air quality model system which can predict air quality in front of individual buildings along both sides of a road has been developed. Using the Macau Peninsula as a case study, this paper shows the advantages of building-based model system in data capture and data mining. Compared with the traditional grid-based model systems with input/output spatial resolutions of 1–2 km, the building-based approach can extract the street configuration and traffic data building by building and therefore, can capture the complex spatial variation of traffic emission, urban geometry, and air pollution. The non-homogeneous distribution of air pollution in the Macau Peninsula was modeled in a high-spatial resolution of 319 receptors·km^-2. The spatial relationship among air quality, traffic flow, and urban geometry in the historic urban area is investigated. The study shows that the building-based approach may open an innovative methodology in data mining of urban spatial data for environmental assessment. The results are particularly useful to urban planners when they need to consider the influences of urban form on street environment.     

Assessment of urban air pollution and it's probable health impact

The present study deals with the quantitative effect of vehicular emission on ambient air quality during May 2006 in urban area of Lucknow city. In this study SPM, RSPM, SO2, NOx and 7 trace metals associated with RSPM were estimated at 10 representative locations in urban area and one village area for control. Beside this, air quality index (AQI), health effects of different metals and mortality were assessed. The 24 hr average concentration of SPM, RSPM, SO2 and NOx was found to be 382.3, 171.5, 24.3 and 33.8 microg m(-3) respectively in urban area and these concentrations were found to be significantly (p < 0.01) higher by 94.8, 134.8, 107.4 and 129.6% than control site respectively The 24 hr mean of SPM and RSPM at each location of urban area were found to be higher than prescribed limit of National Ambient Air Quality Standard (NAAQS) except SPM for industrial area. The 24 hr mean concentration of metals associated with RSPM was found to be higher than the control site by 52.3, 271.8, 408.9, 75.81, 62.7, 487.54 and 189.5% for Fe, Cu, Pb, Zn, Ni, Mn and Cr respectively. The inter correlation of metals Pb with Mn, Fe and Cr; Zn with Ni and Cr; Ni with Cr; Mn with Fe and Cu with Cr showed significant positive relation either at p < 0.05 or p < 0.01 level. Metals Pb, Mn and Cr (p < 0.01) and Cu (p < 0.05) showed significant positive correlation with RSPM. These results indicate that ambient air quality in the urban area is affected adversely due to emission and accumulation of SPM, RSPM, SO2, NOx and trace metals. These pollutants may pose detrimental effect on human health, as exposure of these are associated with cardiovascular and respiratory diseases, neurological impairments, increased risk of preterm birth and even mortality and morbidity.     

天津市环境空气质量监测点位优化技术

概述了城市建成区面积扩大后，环境空气质量监测点位增设优化技术，本技术应用于天津市位点位优化工作，取得了较好的应用效果。     

城市大气污染综合治理规划方法

以北京市2008年三种主要大气污染物PM10、SO2及NOx环境空气质量达标方案的设计为案例，从城市大气污染综合治理规划方法学角度，提出并发展了一套包括环境空气质量的模拟、城市背景浓度的确定、优化模型、传输矩阵、分区规划、等效排放、措施信息库等方法在内的城市大气污染综合治理规划问题的整体解决的技术方案，为全国其它类似城市进行大气污染综合治理规划提供一种实例与参考，同时，研究的结果对北京市2008年大气污染控制对策的制定提供了科学的依据。     

改善城市空气质量的研究

本文分析了风、干湿沉降在城市内大气污染物清除过程中的作用，指出平均风速对大气质量起主导作用，但在清除污染物方面干湿沉降为主要过程。要改善城市大气环境，除限制排放及高烟囱集中排放外，还可在低源群四周设置防护林带及人工雨装置来清除低源烟云，并给出了林带及人工雨带宽度的计算公式。由计算可知分割设防护带方法优于区域隔离带法。     

Hedonic housing prices and the demand for clean air

This paper investigates the methodological problems associated with the use of housing market data to measure the willingness to pay for clean air. With the use of a hedonic housing price model and data for the Boston metropolitan area, quantitative estimates of the willingness to pay for air quality improvements are generated. Marginal air pollution damages (as revealed in the housing market) are found to increase with the level of air pollution and with household income. The results are relatively sensitive to the specification of the hedonic housing price equation, but insensitive to the specification of the air quality demand equation.