用于区域环境大气质量评价的环流形势分型方法

本文重点介绍了一种在区域大气质量评价中使用的环流形势分型方法,即Fuzzy集Single-linkage法,以及针对不同等级污染状况,采取经验分型与客观分型相结合的环流形势分型方法。     

2014—2016年四川盆地重污染大气环流形势特征分析

利用2014—2016年四川盆地7个主要城市国家环境空气监测子站资料,结合2015—2016年MICAPS常规气象数据、NECP和ERA Interim再分析资料,统计分析四川盆地细颗粒物（PM_2.5）浓度时间分布特征及重污染期间的气象要素和环流背景.结果发现,2014—2016年四川盆地大气重污染主要发生在冬季,重污染日数分别为41、30和16 d,呈逐年降低的趋势.大气重污染期间,温度廓线出现多层逆温,逆温层大多出现在近地面925 hPa以下和700~600 hPa之间.四川盆地大气重污染主要对应两种环流形势,一种为500 hPa高空盛行西风气流,850 hPa高空等值线稀疏,另一种为四川盆地受到500 hPa高空槽后西北气流控制,地面为弱高压.以上两种环流形势下,四川盆地850 hPa高空附近气压梯度小,污染物不易扩散,导致重污染天气发生.本研究结论可为四川盆地大气重污染预报预警提供科学依据.     

2018年冬季南京重霾污染特征及气象因素分析

2018年11月底—12月初南京及周边地区发生一次大范围持续性霾污染,利用南京市空气质量监测资料、颗粒物成分逐时观测资料、南京站探空资料等,结合天气学诊断分析、后向轨迹模拟和聚类分析等方法,分析此次重霾事件的污染特征和气象因素.结果表明,此次重霾事件具有峰值浓度高、持续时间长、波动较明显等特点.污染时段PM_2.5浓度变化分为3个阶段,平均浓度为114.7 μg·m^-3,整体达到中度污染.重霾期间南京市大气环境处于富氨条件,颗粒物整体偏酸性,移动源排放比重高于固定源,PM_2.5主要成分的存在形式为硫酸铵、硝酸铵和其他硝酸盐.本次重霾事件中气象条件对污染物的输送和累积影响显著,在PM_2.5浓度极端事件发生期间,均有各气象要素与PM_2.5浓度同步变化.高PM_2.5浓度与对流层低层增暖增湿、弱的西南风相对应.重霾事件的主要天气成因是冬季东部地区出现大面积稳定且持久的均压场,南京及周边地区近地面中高层污染物主要由西北和华北地区输送而来,低层污染物主要来自于本地源排放累积.动力条件和热力条件的相互配合,近地面受高压影响形成暖平流逆温层,且易形成下沉气流,使重霾天气持续发展.     

铜川市空气质量变化及重度污染的气象条件

利用2014年铜川市空气质量指数(AQI)、常规气象资料和NECP/NCAR再分析资料,分析2014年铜川市AQI与首要污染物的时间分布,并探讨典型重污染时段的气象条件。结果表明:夏季AQI小于全年均值,首要污染物以臭氧为主,秋冬AQI较高,首要污染物以PM为主。2月的环流条件不利于污染物的扩散,500 hpa位势高度与AQI的变2.5化存在一定相关性,高空条件是2月持续污染的一个重要原因。春节和元宵节期间AQI均达到重度污染等级,对此间出现的连续性空气重度污染的气象条件分析得出,在高空稳定的平直纬向西风,配合地面的弱低压这一天气形势下,相对稳定的大气层结和持续较强逆温使得污染物难以扩散进而堆积,是持续数日重度污染的重要原因。     

2019年8月世警会期间成都平原臭氧污染及其气象成因分析

利用2015-2019年夏季成都平原的空气质量监测数据、气象数据及再分析资料,研究了2019年8月世警会（第十八届世界警察和消防员运动会）期间成都平原持续性高浓度臭氧（O₃）污染特征及其气象成因.结果表明：12015-2019年夏季成都平原地表O₃-8h （O₃日最大8小时平均浓度）的90百分位呈上升趋势,7月臭氧超标减少,6月上旬和8月中下旬臭氧超标增多;2世警会期间成都平原O₃-8 h平均浓度为（156.26±41.35）μg·m^-3,是近几年8月臭氧污染最严重的一次,具有浓度高、影响范围大的特点;3世警会期间成都平原高浓度臭氧污染的形成主要受槽后西北气流控制,地面为均压场或弱高压,且存在逆温层,大气层结稳定,臭氧污染的空间移动特征与高空槽脊移动特征一致;4气温和相对湿度是影响O₃浓度的主导气象因子,当温度为33~37℃、相对湿度为30%~50%和偏北风或西北风风速为1~2.5 m·s^-1时,容易导致O₃积累,造成区域性污染.     

2016～2020年北京城区和郊区PM2.5爆发性增长特征对比研究

利用PM_2.5浓度、气象要素、NCEP以及ECMWF再分析资料等,对比分析2016～2020年北京城区和郊区的污染特征,根据多种阈值指标定义爆发性增长过程,并着重分析爆发性增长过程中的环流形势以及污染物的不同来源.结果显示,北京城郊全年污染日数呈逐年下降趋势,但秋冬季的污染日数占比2016～2017年逐年下降,2018～2020年逐年升高,城区污染改善速度慢于郊区.2016～2020年城郊污染持续时长一般≤3d,城区≥2d的污染日次数均多于郊区,且均呈逐年下降趋势.城区和郊区细颗粒物污染存在明显的相互影响特征,城区对郊区的影响更为显著.城郊爆发性增长次数和爆发性污染占比整体先下降再升高.城区发生的爆发性增长过程次数多于郊区,但爆发性污染占比城区低于郊区.爆发性增长过程出现概率≥10%的地面天气形势为均压场型和高压前部型,高空形势为纬向环流和槽后型.城区传输型爆发性增长过程出现概率最高的天气形势为高空槽后配合地面高压前部型,占比可达37.0%,郊区传输型爆发性增长过程出现概率最高的天气形势为高空纬向环流配合地面高压前部型,占比可达31.6%,城区和郊区本地型爆发性增...     

环流塔式日曝气废水生物除磷研究

利用环流曝气装置，对活性污泥法废水除磷的过程进行了实验研究。实验表明，环流曝气塔在处理效果上优于鼓泡塔；处理过程适合的温度范围在25℃左右；好氧阶段空气气速的增加可以加速反应的进行，厌氧阶段氮气气速的增加利于磷的释放。实验取醋酸盐作为碳源，停留时间7h后，CODcr去除效率达到90％以上，磷的去除率达到了70％。     

成渝地区空气重污染天气形势分析

利用Lamb-Jenkinson客观环流分型法,对成渝地区及4个子区域2014—2018年高度场和海平面气压场进行了环流分型,并探讨了环流型与空气污染的关系.结果表明,成渝地区海平面气压场的最高频率环流型为东北气流型(NE),850 hPa上为高压型(A),500 hPa上为平直西风气流型(W).综合来看,成渝地区易发生污染天气形势是:高空500 hPa为平直西风(W),地面和850 hPa上为低压(C)或东南气流型(SE);易出现优良天气的环流形势是:高空500 hPa为平直西风(W),地面和850 hPa上为高压(A)或东北气流型(NE).对个例进行分析后发现,当地面为气旋或东南气流,同时风速较小时,不利于污染物的水平扩散;若高空为弱脊控制或者为槽后西北气流,则在下沉气流的作用下,不利于污染的垂直扩散,地面污染进一步加重.     

二维盆地流场及其污染物分布的模拟

利用数值积分方法求解二维盆地地形大气热力-动力学方程组及扩散方程,模拟了在盛行风和静风时,盆地内有无热岛条件下整个区域的流场及其盆地内存在面源时的浓度分布。结果表明,白天山脉作为热源,而晚间成为冷源;存在明显的山坡风环流,但盆地内环流要比盆地外弱;静风、有热岛时,盆地内污染物浓度大于没有热岛时;有盛行风时,盆地内污染物会被带至盆地外的平原地带,迎风坡是受污染最严重的地带。     

滇池风场的基本特征分析

采用滇池周围气象站和一期高密度的地面风观测资料，初步分析了不同季节滇池风场的基本特征和风场的日变化情况，并给出了滇池风场的4种环流型结构。即湖风环流型，陆风环流型，偏西风环流型和偏东风环流型。     

基于环流指数研究天津长序列细颗粒物大气污染气象条件演变规律

基于国家气候中心气候系统监测指数集和天津环境模式细颗粒大气污染气象条件指数,建立基于环流指数的天津细颗粒物大气污染气象条件评估方法,研究1951～2021年天津气象和气候条件变化对PM_2.5稀释、扩散和清除影响.结果表明,与天津春季大气污染气象条件高相关的环流指数有东大西洋遥相关型指数、热带北大西洋海温指数、斯堪的纳维亚遥相关型指数;夏季大气污染气象条件与副高位置密切相关,高相关环流指数为印度副高北界位置指数和南海副高北界位置指数;秋冬季亚洲纬向环流指数和亚洲经向环流指数高低对大气污染气象条件有较好指示意义,北极涛动指数和北半球极涡强度指数反映了影响我国秋冬季冷空气强度和频次,与秋季天津大气污染气象条件指数相关系数为0.45,与冬季天津大气污染气象条件相关系数为0.66.基于环流指数和基于数值模式构建天津细颗粒物大气污染气象条件相关系数为0.80,由此数据分析,1951～2021年天津细颗粒物大气污染气象条件年际变化平均波动在2.56%,极端峰谷值与平均值相差7%～8%,20世纪80年代最差,20世纪50年最优,21世纪10年代优于历史平均1.61%.     

“圣婴”来临非福

中国的洪水、印尼的森林大火、巴西的暴雨、北美的洪水及暴雪、非洲的干旱……对上次厄尔尼诺肆虐带来的自然灾害人们还记亿犹新,一个新厄尔尼诺又即将来临……     

多级环流曝气技术处理工业污水的实验研究

在结构简单、占地面积小、氧利用率高的多级环流曝气小型实验装置上，对某种石油化工排放污水进行了生化处理性能实验。分别利用间歇和连续两种装置进行污水的处理，均得到了良好的试验结果。间歇实验探索了污水降解与系统中溶解氧的变化情况的对比，摸索出了两者之间的初步关系。连续实验表明，污水的停留时间在3-5h时，出水COD可以降到80mg／L以下。     

厦门海陆风环流特征与环境空气质量影响研究

根据气象观测资料,研究本市海陆风特征及其变化过程.结果表明,海陆风环流方向产生较大变化,环流途径由1986年的台湾海峡→厦门岛→工业区→厦门西海域→台湾海峡,转变为2013年的台湾海峡→厦门岛→工业区→鼓浪屿→厦门岛→台湾海峡.统计了1989年-2015年鼓浪屿测点SO2、NO2、PM10浓度占市区平均浓度的比例,结果发现该比例随环流途径的变化而不断升高,海陆风环流特征的变化使得鼓浪屿环境空气质量受工业污染影响的程度加大,治理工业污染对改善鼓浪屿环境空气质量具有重要意义.     

江西省严重酸雨地带形成的影响因素

采用数字模拟技术,绘制了江西省降雨pH值曲面投影图及其等值线图,发现江西省在南昌(鹰潭(临川(吉安(赣州一线形成南北方向的“r”字形的严重酸雨带,并指出这条严重酸雨带的走向与信风环流圈和副热带高压带纬向环流一致.提出了矿山废石堆的硫化矿物是造成严重酸雨的主要致酸物质来源,揭示了江西省降雨pH值随副热带高压脊季节性南北推移而变化的规律.     

广州地区近十年来霾天气近地层流场特征研究

利用2001-2010年广州地面气象站逐时风速、风向、湿度、能见度等观测资料以及欧洲中期天气预报中心(ECMWF)10 m风场再分析资料,通过计算逐日局地环流指数(R系数)等方法,研究了近10年广州地区地面风场与能见度的关系,同时还利用聚类分析统计了广州出现霾天气时的大尺度流场特征。结果表明:广州地区出现灰霾天气时,夜间风速多数时候小于1.0 m/s,白天风速虽然较大,但是依然不足1.5 m/s,最大值风速出现在14-15时左右;R系数能够很好地反映出风场的有效输送能力,平均R系数与能见度的相关性较好,当R系数约小于0.75时,广州能见度小于10 km;导致广州地区出现灰霾天气的流场可主要划分为冷气团型、暖气团型和台风型3种,其中冷气团型主要出现在干季,暖气团型主要出现在湿季,台风型总数较少并且多数出现在湿季。     

北方某些城市秋季夜晚烟雾弥漫现象分析

主要对我国北方某些城市秋季夜晚烟雾弥漫现象的成因加以分析 ,即效区农民焚烧农作物秸秆和城市热岛环流现象和逆温现象的影响 ,并简单提及了相应的解决办法。     

山区谷地环流型的数值研究

建立了一个二维原始方程动力学模式,用于模拟山区谷地中几种典型的环流型式。模拟结果表明:谷中风场的分布强烈依赖于背景风压场分布型式及谷地本身的特征尺度。部分情况下谷地表现为明显的狭管通风效应;在另外一些情况下又极易形成背风坡转子流型,或者使谷中气流与自由大气反向,不同的谷地环流型式往往造成谷中污染物浓度分布的差异。数值实验给出的山区谷地中地形性环流系统及其成因,在污染气象学的理论和实践方面具有重要意义。      

根据AVHRRSST探讨中国北部海域冬季环流演变

收集了中国东部陆架海北部2000年8月至2001年12月的NOAA/AVHRR数据,通过SST换算,对北黄海和渤海的温度场分布以及冬季流场的月变化进行了分析.黄海暖流进入渤海后的余脉分成两个分支:向西的渤海中心支和向北的辽东湾支.渤海中心支向西运行有两个分叉:辽东湾叉和渤海湾叉.冬季黄海暖流较强,由于北风或东北风的影响,渤海中心支和辽东湾支经历了同存-消弱-加强-同存等阶段.辽东湾南下沿岸流增强,渤海中心支暖流减弱,黄海沿岸流随之增强.这些暖流和沿岸流构成了渤海的四个环流.在黄海,黄海暖流与黄海沿岸流、辽南沿岸流、西朝鲜沿岸流组成了三个环流.