一次强沙尘过程对江苏省空气质量的影响研究

2021年3月15—17日,江苏省自北向南经历了一次严重沙尘污染过程,在此期间对连云港和苏州2市的PM_(10)和PM_( 2.5)质量浓度,以及退偏振比参数进行连续观测,结合后向轨迹(HYSPLIT)模型对沙尘气团来向进行分析。结果表明,本次沙尘过程起源于蒙古国南部,起沙之后自西北至东南传输,约24 h后开始影响江苏省。受其影响,江苏省3月16日4市达重度污染,沙尘对苏北和苏南城市影响差异较大,连云港市PM_(10)质量浓度短时高达978μg/m^( 3),近地面至高空2 km退偏振比值达0.3左右,沙尘特征较明显;苏州市受沙尘影响时间较连云港滞后约14 h,PM_(10)质量浓度峰值仅为155μg/m ^(3),以浮尘天气为主。     

基于K-means聚类的沙尘天气快速识别技术研究

依据沙尘天气判定条件分析2018年春季（2—4月）陕西省西安市环境空气质量小时监测数据，共识别9 d受沙尘影响。研究基于K-means聚类沙尘天气分析方法，分析沙尘天气监测数据特征，并对沙尘识别聚类模型进行优化研究，识别的沙尘影响天气与传统方法一致。分析表明，聚类方法可用于沙尘天气监测数据的识别，与传统方法相比较，基于K-means聚类方法能够快速、准确识别沙尘影响天气。     

基于WRF-NAQPMS的一次沙尘天气预报评估

为提高沙尘天气的预报准确率,利用ECWMF再分析资料和近地面PM₁₀小时质量浓度监测数据,评估WRFNAQPMS模式对2021年3月15—21日甘肃强沙尘过程的预报能力。结果表明,WRF-NAQPMS能够在一定程度上模拟此次污染过程:WRF对“3· 15”天气系统的模拟与实况整体趋势较为一致,随着预报时效延长,气象模拟场移动偏快,导致沙尘预报场发展偏快、沙尘二次传输影响下游时间提前;近地面风向的局地偏差是导致甘肃中东部地区沙尘浓度出现预报误差的主要气象因素。NAQPMS模式对PM₁₀小时质量浓度的模拟随着预报时效增加和离沙源地距离的增大,预报误差逐步增大:在河西地区,沙尘影响时段和起沙浓度的模拟值均接近监测值,其中嘉峪关、酒泉、张掖的PM₁₀小时质量浓度模拟值与监测值相关系数r>0.8;中部地区城市的沙尘影响时段预报略有偏差,且模拟值低于监测值;受复杂下垫面和气象场预报误差影响,省内其他地区沙尘预报结果参考性较低。     

基于大气超级站观测的2017年5月北京市沙尘天气过程分析

结合常规污染物监测、PM_2.5化学组分监测、激光雷达监测和颗粒物数浓度及粒径监测等手段，对2017年5月影响北京市的一次沙尘天气过程进行分析。结果表明：5月4日凌晨起沙尘天气开始影响北京市，延庆、官园和通州3个站点PM₁₀峰值浓度分别为2 091、2 245、2 590 μg/m³，体现了该次沙尘天气影响程度之重。PM_2.5浓度与PM₁₀变化一致，也达到重度污染的水平。沙尘天气移动路径是沿着区域西北至东南方向。沙尘天气主体从3 km左右的高空进入北京市，随后逐渐渗透至1 km高度以及地面，且沙尘层厚度较高，覆盖了地面至3 km的高度。沙尘天气过程中OM和Ca²⁺组分增幅最大。在沙尘天气影响严重时间段，沙尘天气源与生物质燃烧源比例之和大于50%，最高值为67.6%。沙尘天气过程中颗粒物峰值粒径为0.965~1.037 μm。     

济南地区一次沙尘过程的激光雷达观测分析

利用微脉冲激光雷达探测技术,结合常规污染物监测以及PM_(2.5)化学组分监测数据,对2017年5月影响济南地区的一次沙尘天气过程进行分析。结果表明:5月4日12:00沙尘天气开始影响济南市,PM_(10)小时浓度大幅升高,至5月5日13:00,PM_(10)小时浓度达到峰值(质量浓度953μg/m~3)。沙尘过境期间近地面1 500 m以下形成消光系数和退偏比极大区,其中5月5日11:00—13:00,300 m处退偏比平均高达0. 19,非球形特性显著。沙尘天气过程中Mg~(2+)组分、Ca~(2+)组分增幅最为明显。后向轨迹模型HYSPLIT显示,此次沙尘起源于内蒙古中西部地区,沿高空西北方向传输至济南地区。     

京津冀地区一次浮尘过程的车载激光雷达走航观测

利用双波长三通道激光雷达与车载激光雷达,针对2018年3月28日京津冀区域的浮尘天气过程,分别进行了定点垂直观测与车载走航观测,对这次浮尘天气中沙尘的源地、沙尘气溶胶的时空分布、沙尘的传输路径与传输方式进行了综合分析。位于北京的激光雷达监测到28日凌晨开始,沙尘气溶胶与近地面污染物混合,受沙尘影响近地面污染物浓度迅速升高。北京到沧州的车载激光雷达走航观测结果显示,沙尘气溶胶先向南传输到京津冀南部区域,随后向西南方向传输,同时观测到京津冀区域上空1. 5 km左右存在沙尘传输带。结果表明,使用车载激光雷达走航观测,结合定点垂直激光雷达与其他地面监测数据,能可靠地观测到沙尘过程中颗粒物的时空变化特征。     

2005—2010年沙尘天气影响我国城市环境空气质量分析

根据2005年建成较完整的环保重点城市空气质量日报监测网后的监测数据,分析2005—2010年期间,影响113个环保重点城市空气质量的沙尘天气过程次数范围在每年5~14次之间,平均每年10次左右,总计59次。在此期间,影响113个重点城市空气质量的沙尘天气过程累计的影响时间总计130 d,平均在每年22 d左右。影响环保重点城市的沙尘天气过程主要集中在3—5月,在部分年份的1—2月、6月和11—12月也有出现。受沙尘天气影响,113个重点城市总共的超标天次平均每年在332 d次左右,每年范围在147~546 d次之间。其中,受沙尘暴天气影响的重污染天次平均每年在40 d次左右,每年范围在14~78 d次之间。受沙尘暴天气影响的超标天和重污染天主要出现在3~5月。近年来沙尘天气对我国尤其是北方地区的影响程度很大。每年沙尘天气过程对我国城市空气质量影响的时间不短,尤其在春季对我国东中部地区城市造成了很严重的影响,近年大范围的沙尘天气过程还影响到了我国东南包括台湾地区和香港澳门地区。     

2008年春季呼和浩特沙尘天气与TSP和PM_(10)污染的关系

利用TSP和PM10逐时监测数据,对2008年春季呼和浩特市TSP和PM10浓度的变化及其在沙尘天气过程中的相关性进行了分析,结果表明:(1)2008年春季TSP和PM10浓度值多高于国家环境空气质量二级标准,沙尘天气是影响空气环境质量的主要诱因。(2)TSP和PM10浓度在沙尘暴发生当日及前后几天均会有不同程度的增加,且以沙尘天气发生当日浓度最大。TSP和PM10浓度3月份最低,4月份次之,5月份最高。(3)不同沙尘天气过程中,TSP和PM10浓度相差明显,且TSP与PM10/TSP值随沙尘天气强度的增加而增大,PM10在不同沙尘天气过程中均为主要组成成分。(4)沙尘天气过程中TSP与PM10呈线性相关。     

2021年青岛市一次PM_(2.5)和沙尘混合空气污染过程分析

以2021年3月青岛市空气自动站监测数据为依据,借助环境气象激光雷达、气溶胶激光雷达、在线离子色谱仪等技术手段,并利用后向轨迹模式(HYSPLIT)对青岛市一次PM_(2.5)和沙尘混合空气污染过程、气象条件、颗粒物组成以及传输路径等进行了综合分析。结果表明:静小风、湿度大、垂直方向逆温以及高空多次向近地面的污染物输送是第1阶段PM_(2.5)污染的主要原因,NO^(-)_(3)、SO^(2-)_(4)、NH^(+)_(4)浓度分别占水溶性离子浓度总和的51.7%,24.8%,22.4%,三者之和占ρ(PM_(2.5))的52.3%,机动车源、工业源和燃烧源贡献较大,其中尤以机动车源影响最显著;第2阶段各子站颗粒物浓度变化呈现明显的传输特征,PM_(2.5)中Ca^(2+)浓度升至第1阶段的6倍,沙尘源影响显著,污染气团主要来自蒙古国和我国内蒙古,前期由西北地区直接到达青岛,后期是经渤海湾、烟台到达青岛东南海域,最后回流至青岛;冷高压强度较弱导致近地面水平扩散条件不利,ρ(PM_(10))长时间维持在较高水平。     

青海高原一次沙尘重污染天气成因分析

利用常规观测的卫星云图资料、地面资料、探空资料、地面污染物监测数据,结合拉格朗日粒子扩散模型(LPDM)污染源溯源方法,对2018年2月青海高原一次沙尘重污染天气的主要成因以及沙尘传输特征进行了分析。结果表明:此次重污染天气受高空低槽东移影响,在300~700 hPa形成了强烈的辐散下沉,槽后的高空急流随之东移。在其东移过程中,受高空急流动量下传及偏北气流中的冷空气共同作用,青海东部出现了大风沙尘天气。边界层中逆温层的存在是此次污染天气持续的重要原因之一,加之未出现明显降水,不利于大气污染物的扩散。通过运用LPDM对此次污染天气的运动轨迹进行分析来看,气团影响的模拟高度层距离地面100 m,气团层趋势一致。研究区地处青藏高原,海拔较高,0~100 m高度的气团足迹可以反映出PM 10污染气团的输送路径。同时,0~100 m是主要的人为源排放空间,也是对人类活动影响较大的区域。气团足迹与PM 10浓度的变化趋势一致,即青海东部沙尘污染主要是由河西走廊沙尘倒灌进入青海东部导致,这与天气学分析结果一致。     

2010年春季沙尘天气对北京市空气质量的影响及其天气类型分析

利用2010年3-5月北京市市区以及北京西北部、西部和东部3个不同方位边界的空气质量自动监测站监测数据,结合气象资料和激光雷达观测数据,分析了春季外来沙尘对北京市空气质量的影响。研究结果表明:2010年春季北京市出现15次外来沙尘天气,外来沙尘输送对北京市空气质量的影响天数为21 d,直接造成15 d空气质量超标,最严重的一次API指数达到最大值500。沙尘的天气形势特征以及输送路径的不同,对北京市空气质量的影响有明显差异。当低压中心过境时,沙尘天气影响最重,颗粒物浓度显著上升,气态污染物迅速下降,沙尘呈现自西北向东南输送的特征;低压底部过境与低压中心过境类似,但是沙尘强度略弱;除此之外,沙尘回流也可以直接造成北京市空气质量超标,颗粒物浓度和气态污染物浓度均表现出上升的变化趋势。     

2006年春季石家庄市沙尘天气与PM_(10)污染

文章应用气象资料和环境监测逐时资料,对2006年春季石家庄市出现的沙尘天气过程中PM10浓度变化,及其与污染源、天气形势、风、周边环境等的关系进行分析。结果表明,沙尘天气的首要污染物均是PM10,PM10的变化曲线呈正态分布,春季中度及以上污染日均出现在污染日当日或次日。造成石家庄沙尘天气污染源分本地型、外来型以及两者共同影响型三种。本地型沙尘污染强度取决于风速大小及强风持续时间,PM10浓度变化与风速呈正相关。而外来型污染多发生在地面弱气压场,PM10浓度变化与风速呈反相关。文章总结出沙尘天气污染预警的几个必要条件,可供实际的空气质量预警参考。     

2015年新疆阿克苏市沙尘污染与气象因素关系的分析

应用阿克苏市国家基准站及2个环保局监测站2015年大风沙尘天气过程前后PM10浓度变化及其与污染源、NECP全球再分析资料、风、监测站周边环境等关系进行分析.结果表明,阿克苏市春季沙尘天气的首要污染物均为PM10,PM10的变化曲线呈正态分布,春季中度及以上污染日均出现在污染日当日或次日.造成阿克苏市沙尘天气污染源分本地型、外来型以及二者共同影响型三种.本地型沙尘污染强度取决于北风风速大小及强风持续时间,PM10浓度变化与风速呈正相关.而外来型污染多发生在本地型沙尘天气之后,"东灌"冷空气裹挟沙尘进入南疆盆地,造成地面加压,浮尘天气造成PM10浓度增大,并持续数天.总结出沙尘天气污染预警的几个必要条件,后续在地区环保局、县局监测站建立的情况下,为分析阿克苏地区"八县一市"污染物与气象因素的关系提供借鉴,同时为实际的空气质量预警提供参考.     

Application of wind-profiling radar data to the analysis of dust weather in the Taklimakan Desert

The Urumqi Institute of Desert Meteorology of the China Meteorological Administration carried out an atmospheric scientific experiment to detect dust weather using a wind-profiling radar in the hinterland of the Taklimakan Desert in April 2010. Based on the wind-profiling data obtained from this experiment, this paper seeks to (a) analyze the characteristics of the horizontal wind field and vertical velocity of a breaking dust weather in a desert hinterland; (b) calculate and give the radar echo intensity and vertical distribution of a dust storm, blowing sand, and floating dust weather; and (c) discuss the atmosphere dust counts/concentration derived from the wind-profiling radar data. Studies show that: (a) A wind-profiling radar is an upper-air atmospheric remote sensing system that effectively detects and monitors dust. It captures the beginning and ending of a dust weather process as well as monitors the sand and dust being transported in the air in terms of height, thickness, and vertical intensity. (b) The echo intensity of a blowing sand and dust storm weather episode in Taklimakan is about ?1~10 dBZ while that of floating dust ?1~?15 dBZ, indicating that the dust echo intensity is significantly weaker than that of precipitation but stronger than that of clear air. (c) The vertical shear of horizontal wind and the maintenance of low-level east wind are usually dynamic factors causing a dust weather process in Taklimakan. The moment that the low-level horizontal wind field finds a shear over time, it often coincides with the onset of a sand blowing and dust storm weather process. (d) When a blowing sand or dust storm weather event occurs, the atmospheric vertical velocity tends to be of upward motion. This vertical upward movement of the atmosphere supported with a fast horizontal wind and a dry underlying surface carries dust particles from the ground up to the air to form blown sand or a dust storm.     

影响泰州市空气质量的几种沙尘类型分析

利用2020年11月—2021年5月泰州市大气颗粒物自动监测数据,结合激光雷达观测资料、气象资料及后向轨迹模式,研究分析不同类型沙尘天气过程对泰州市空气质量的影响。结果表明,研究时段泰州市受到沙尘天气影响共计12次,影响天数21 d,污染天数占比达42.9%;按照影响时长和影响程度将沙尘天气过程分为直接影响型、移速缓慢型、边缘影响型、入海回流型等4种类型;由于天气形势背景和传输路径差异,不同类型沙尘对泰州市空气质量影响程度差异较大,整体而言,移速缓慢型沙尘、入海回流型沙尘对泰州市空气质量影响更为显著。     

Air quality and deposition of trace elements in Didouche Mourad, Algeria

Total suspended particulate matter and deposition fluxes of particles were investigated in the town of Didouche Mourad which is located 13 km north of Constantine. Samples of air particulate matter were collected at one site located in the heart of the town and situated 3 km north of a cement plant. Samples were collected from 2 November 2002 to 28 April 2003 every 3 days using a high volume air sampler. Sampling intervals were 24 h in all cases. During the same period, samples of dust fallout were collected at the same site. Samples were collected at 30-day intervals. Lead, chromium, manganese, nickel, copper, cobalt and cadmium deposition fluxes were measured and both the soluble and insoluble fractions were determined. Furthermore, the information gathered by this study was correlated with the corresponding hourly weather data provided by a weather station installed at the study station. The possible sources for dust and trace metals were analyzed by comparing average contributions of wind aspects to the concentrations and depositions of mass and chemical species with the average frequencies of wind direction. The mean concentration was 300 μg/m³. The average dust deposition rate through the period of study was 221 mg/(m².day). Results indicate that anthropogenic sources contribute greatly to trace elements. An exposure assessment to the heavy metals taking into account the inhalation route and soil dust ingestion was carried out and allowed direct comparison of trace metal intakes via these routes.     

“十三五”甘肃省降尘时空变化趋势及影响因素

通过分析"十三五"期间甘肃省降尘及相关数据,对甘肃省降尘时空变化情况进行研究,对其变化趋势和影响因素进行分析。"十三五"期间,甘肃省降尘总体呈下降趋势,下降幅度达24.30%,全省植被覆盖指数上升2.03%,降尘与植被覆盖指数负相关性显著。自然来源中,沙尘天气是影响甘肃省降尘的主要因素。城市精细化管理水平的提高可减少降尘人为来源。