混合层高度的估算方法及应用

一、引言混合层高度的研究是空气污染气象学研究的重要课题之一。关于它的估算方法和应用,国内外都做了不少工作。利用混合层高度和平均风速资料进行空气污染潜势预报比较客观,能对不同地区的预报进行比较,从     

铜陵市空气污染物浓度与大气混合层高度的关系

以长三角地区典型工业城市为研究对象,利用气象探空站观测数据,采用干绝热曲线法计算代表大气垂直方向上大气混合能力的最大混合层高度,并与地面观测的空气污染物浓度观测结果进行对比分析。分析结果表明,2-4月和7-10月是月均最大混合层高度较高的2个时期;在季节变化上呈现出春季到冬季依次下降的特征,东亚季风气候是造成这些特征的主要原因之一。总体而言,随着最大混合层高度的增大,各污染物的最大可能浓度呈现出不同的降低趋势。最大混合层高度对颗粒态污染物(PM_(10),PM_(2.5))日均浓度的影响最为显著,主要原因是颗粒态污染物相对稳定、且生命周期长。对于气态污染物而言,化学性质稳定的CO的最大日均浓度与最大混合层厚度之间关系最好,其次为SO_2和NO_2。O_3由于化学性质不稳定且受太阳辐射影响显著,其最大日均浓度与最大混合层高度之间关系相对较差,但也存在着-0.692的负相关。     

大气混合层高度的确定与计算方法研究

利用多个飞机场的气象资料对河北省及京、津地区的大气混合层高度进行研究,采用３种方法对大气混合层高度进行确定,把不同方法所得结果与实测值比较、分析后发现,干绝热法和经局地气象条件修正后的罗氏法是确定大区域大气混合层的最佳方法。利用离散点最小二乘曲线拟合原理得出精确度较高、计算简单的混合层高度计算公式。     

山区大气混合层深度估算方法研究

一、前言大气混合层深度与逆温的形式及消散过程有密切关系。混合层底面对烟气向上扩散起抑制作用,往往使之成为一个污染物向下反射的界面。因此,混合层深度在某种意义土决定着大气环境容量的大小,它在污染气象中是一个重要因素。目前国内常用确定大气混合层深度的方法是Holzworth的干绝热曲线法。由于这一方法要以探空曲线为依托,探测费用较高,而且受野外工作条件限制,一般性环境影响评价工作     

确定大气混合层高度方法的研究

本文介绍一种,用ADAS探空资料,直接确定大气混合层高度的方法。它是根据ADAS探空得到的温度、风、位温、混合比随高度的分布,以及上述各气象要素在混合层内和混合层以上变化的差异,来确定大气混合层的高度。并将由这种方法得到的结果与 Nozaki〔1〕等人提出的用地面气象资料估算混合层高度,所得到的结果进行比较,得到了较为一致的结果。认为在大气边界层内,对于能够直接得到温度、风、位温等气象要素随高度变化的观测点,用这种方法来确定大气混合层高度是可信的,而且方法也比较简单。      

混合层高度的季节变化

前言大气混合层高度与逆温的形成和消散过程有密切关系,混合层底面对烟气的向上扩散起着抑制作用,混合层高度的变化影响着大气污染物的浓度分布,它是影响大气扩散的一个因素,其变化规律值得我们弄清楚,本文将对混合层高度的季节变化进行一些探讨。《云南环保》1989年第2期上刊登了《山区大气混合层深度估算方法研究》一文,(下面简称《研究》),在该文的研究结果与分析中提出:混合层深度的平均值在冬季最小,夏季最大,春秋季次之。并解释为:冬季气温低,温度层结稳定,混合层主要由机械湍流形成,因而深度较浅,而夏季气温高,温度层结不稳定,热力与机械湍流共同起作用,使混合     

贵阳市混合层高度的研究

根据风速、温度的低探资料，直接估算了大气混合层高度。通过分析贵阳市冬、夏两季混合层高度与大气稳定度的关系及逆温、地面气温和风速等气象因子对混合层高度的影响，得到以下几点结论：（１）贵阳市夏季混合层高度大于冬季。（２）不同稳定度下，混合层高度不同；大所越不稳定，混合层高度越大。（３）逆温频率与混合层高度随时间呈反向变化趋势，而地面气温和风速与混合层高度有较好的正相关性。     

山谷地带城市冷热岛及其影响初探

本文利用华北某城市现场实测资料,对实测到的谷地上空“冷岛"的形成机制进行了研究,借助于二维数值模拟,分析了城市冷热岛对山谷地带坡风环流和污染物浓度分布的影响。结果表明:城市热岛在晚间出现则可以加速坡风环流,加之逆温层存在,不利于污染物输送;白天冷岛的出现,加强坡风环流,有利于污染物的扩散和输送。      

城市边界层混合层高度与风速的相关分析

用125次探空气球所得数据研究了城市边界层平均混合层高度与风速之间的关系。实验结果证明了这种理论,即上述两个变量是负相关的。然而,显著相关仅仅限于风速为0～4ms~(-1)的范围内。如果风速增加并超过4ms~(-1),混合层高度似乎并不一定会随之减少。     

基于logistic曲线识别混合层高度的新方法

基于成都市2013年6月至2014年2月Mie散射激光雷达探测数据的分析表明,混合层顶附近大气消光系数自下而上均存在显著下降区、整体缓变区以及二者之间的过渡区.利用logistic曲线对上述变化特征进行拟合,通过计算该曲线曲率最大值对应的高度,据此提出识别混合层高度的新方法.该方法的设计思想符合混合层的定义,即为湍流特征不连续界面以下湍流充分发展的气层;另外,相应的计算结果不仅和探空曲线得到的混合层高度总体一致,也与地面细颗粒物浓度的变化特征保持高度的相关.     

关于确定大气混合层高度的几种方法

本文阐述了大气混合层高度研究在环境保护中的作用，论述了大气混合层高度确定的几种方法，分析了各种方法的特点及应用前景，同时也讨论了目前我国大气混合层高度研究中提出的一些新方法。     

华南地区春季冷锋云系中污染物的输送

研究了华南春季冷锋云系中污染物的三维输送和酸沉降特点.该地区低空经常存在一个稳定的逆温层结构,且混合层顶也较低,有利于污染物在层内聚集.冷锋南下时,锋前上升气流把原稳定层中的污染物抬升并送入云内,形成“逆温层内累积——被锋面抬升——高空平流输送——湿沉降到地面”的循环.一个地方排放的污染物可以造成其周围几百公里范围内云和降水的酸化.轨迹烟团模式计算的结果也表明,即使在冷锋的北来气流作用下,本地源的影响仍是主要的.     

城市热岛效应增温对环境气温的影响

目的研究城市热岛效应对环境气温的影响。方法选用辽宁中西部地区中小城市及农村(CK)基准气候站1960—2015年的气温资料,采用数理统计学对照分析方法,对中小城市中气温年际变化特征及其城市热岛增温进行量化研究。结果城市气温在20世纪80年代后期存在明显的气候"突变"特征,气温的"突变"主要来自于城市化热岛的影响。对照农村气温变化,城市热岛使年平均气温增高0.65℃,城市热岛效应为147.7%。城市热岛使春、夏、秋、冬四季平均气温分别增高0.41、0.41、0.72、0.80℃,四季城市热岛效应分别为59.4%、256.3%、450.0%和106.7%。在年变化中,城市热岛效应增温最大值在1月份,9月至翌年3月对热岛增温贡献最大。结论气象监测站居于城市内,所测试的气温资料受城市热岛现象的影响,掩盖了自然气候变化的实际情况,造成气温监测结果偏高,致使农业及农业科研、土木建筑、桥涵建设在温度指标运用上受到影响。     

武清地区冬季一次重污染过程垂直分布特征

为研究京津冀地区重污染过程大气污染物的垂直分布特征,于2016年12月13日重污染前（11:49-12:18）和12月18日重污染期间（11:00-11:16）在北京市、天津市、河北省交界处的武清地区利用系留气球开展1 000 m以下的大气观测,探究污染物的垂直分布特征及对流边界层、覆盖逆温层和混合层等要素对重污染形成的影响.结果表明:①在重污染前,大气层结不稳定,ρ（PM_2.5）、ρ（NO_x）与ρ（O₃）随高度变化不明显,存在明显的垂直对流运动,有利于大气污染物的扩散;PM_2.5/PM₁₀[ρ（PM_2.5）/ρ（PM₁₀）]在800 m以下为0.60~0.80,在800~1 000 m以上大于0.90.②重污染期间,近地面大气层分为对流边界层（距地面0~150 m）、覆盖逆温层（150~370 m）、混合层（370~500 m）和自由大气（500 m以上）4个层次.③NO_x主要在对流边界层内聚积;高空O₃在向近地面扩散时受强混合层阻挡,在混合层出现一个小峰值;PM_2.5不仅在近地面聚积,而且在覆盖逆温层内聚积,ρ（PM_2.5）在覆盖逆温层内呈双峰（峰值分别出现在150和370 m）分布,其粒径集中在0.5~1.0 μm,属于积聚态气溶胶.研究显示,在不利扩散条件下,汽车排放、村镇居民供暖排放的污染物聚积及二次颗粒物的生成是重污染形成的重要因素.      

北京近年地表风速和大气混合层厚度变化特征研究

文章利用北京地区2009-2014年20个气象站观测资料,计算和分析了地表风速和大气混合层厚度的时空变化,结果表明:北京地区近年地表风速呈下降趋势,城区和郊区平原下降幅度大于郊区山地,区域气候背景变化和人为观测环境改变导致的风速下降比例分别占7%和5%~6%。地表风速在春季和冬季明显大于夏季和秋季,一天中风速最大时段出现在午后至傍晚,凌晨02-06时风速最小,在空间上呈北部山区和东部平原高、中心城区和西南地区低的分布特征。大气混合层厚度平均为524 m,近年明显下降,对污染扩散较为不利,其中城区和郊区平原下降幅度约9%~10%,郊区山地下降幅度约6%。在季节变化方面,春季和夏季混合层厚度最大,午后12-14時是混合层厚度最大时段,平均可达1 200 m,而凌晨02-05时的混合层厚度则最低。混合层厚度空间分布有明显的日夜差异,总体上"城区郊区平原郊区山地",存在以密云为中心的东北部山区和以通州为中心的东南部平原区2个高值区,而包括中心城西部在内的西南地区则为低值区。     

利用气象卫星诊断沈阳地区的城市热岛

本文应用美国TIROS——N/NOAA极轨气象卫星资料,诊断沈阳地区的下垫面温度场,诊断结果表明晴空条件下城市的地表温度均高于郊区,存在着明显的城市热岛现象;热岛的强度与城市内部土地使用状况有关,河流水域在夏、秋季对城市热岛有较强的缓解作用;热岛的强度和范围随季节变化.     

重庆近11年大气混合层厚度研究

根据新闻颁国家标准ＧＢ／Ｔ１３２０１－９１的规定，计算了重庆地区近１１年大气混合厚度，分析结果表明，重庆地区大气混合层厚度有明显日变化和季节变化，大气稳定度是混合层厚度的主要决定因子。     

城市大气污染(SO2)与气象关系的初步分析

本文用五个城市三至六年的大气污染(SO_2)监测资料与相应的气象资料进行统计分析,求迴归方程和相关系数。得出混合层高度、混合层平均风速、通风系数、地面风速均与SO_2浓度呈负幂函数关系,且高空气象要素与SO_2浓度的相关性较好。又SO_2浓度与逆温层高度呈负相关,与近地面逆温强度呈正相关。SO_2高浓度持续出现的天气形势,大多为稳定的高压系统(夏季为副热带高压,冬季为冷高压)所控制。     

南京秋冬季典型霾污染过程及边界层特征分析

针对近年来南京地区秋冬季的几次典型秋冬季霾污染过程,利用地面空气污染监测资料、探空资料、常规气象观测资料,对霾污染过程的特征,特别是边界层特征进行综合分析。结果表明,秋收季节秸秆燃烧对于南京及周边地区的空气质量有明显影响,局地空气污染指数飙高。南京及周边地区几次霾污染过程,均出现逆温层,贴地逆温、脱地逆温均影响霾的形成。5次霾污染过程中,均有观测时次混合层高度小于200 m,并且低混合层高度持续时间与API高值时间一致。总体上,混合层高度与API(AQI)呈相反趋势。     

基于遥感的北京市城市化发展与城市热岛效应变化关系研究

下垫面改变、大量人为热排放及城市区域本身的温室气体排放是导致城市热岛产生的主要原因,城市规模则决定了城市区域热岛效应的影响规模与强度,进而影响区域空气中污染物的扩散.利用1978年以来不同时段的遥感影像对北京城市用地、绿地、归一化植被指数、城市热岛区面积进行了监测,分析了北京市20余年来城市规模的变化及空间布局特征、城市绿地变化、城市热岛效应及其相关关系,旨在为城市合理布局,改善环境状况提供基本信息.结果表明,北京市20余年来城市热岛区面积增长明显,2000年以来四环内由于绿地面积增长、城市结构日趋合理,城市热岛有减缓的趋势.