兰州山谷大气污染的物理机制与防治对策

分析兰州的一些观测结果得到了这类山谷盆地日间和夜间大气逆温层形成的物理机制．由于山峰加热效应形成日间山谷强的脱地逆温层以及辐射冷却的山谷冷湖效应形成夜间强的逆温层,它们是造成这类特殊条件下的大气污染的根本原因。污染物吸收太阳辐射使上层空气加热,进一步加强了日间的逆温层。环境绿化能减小日间山峰加热效应和夜间辐射冷却造成的冷湖效应,以减弱逆温层减轻污染所以环境绿化是一种增加环境容量,减轻污染的有效措施。     

低层通风量及逆温条件对浙江省空气质量的影响分析

利用高时空分辨率的ERA-Interim资料,结合环保局空气质量监测数据,分析了1000 m以下低层大气扩散能力和大气层结条件对浙江省大气环境质量的可能影响.结果表明：浙江省700 m以下的大气扩散能力对全省大部地区的空气质量有明显影响,部分地区700~1000 m的大气扩散能力对空气质量也有一定的影响.但位于沿海的舟山,仅300 m以下的大气扩散能力对空气质量有显著的影响.将低层大气扩散能力分别与逆温层高度、空气质量做相关性分析,结果显示通过显著性检验的影响区域和影响高度有很好的一致性,说明三者之间存在密切的联系.逆温层高度越低,低层大气扩散能力越弱,空气质量越差,严重污染天气出现时常常伴随着强度较强或贴近地面的逆温发生.浙江省大气层结大部分时间处于中性状态,当大气层结转为较稳定时,污染物不易扩散稀释,空气污染较易发生.     

逆温层在上海市空气颗粒物积聚过程中的作用

通过气象数据、能见度数据以及探空数据分析逆温层的存在对上海地区空气颗粒物污染的影响。结果发现在逆温层高度比较低时,逆温层就有着类似锅盖的作用,抑制污染颗粒物的扩散,城市大气中的颗粒物发生积聚增长,导致颗粒物浓度增加,是引发灰霾迅速形成的可能原因。在上海的一次灰霾形成过程中,强度高的逆温现象为颗粒物的迅速积聚提供了理想的环境(24 h前向轨迹图显示灰霾日扩散轨迹被限制在上海市区),导致颗粒物浓度迅速增加,引发灰霾。而这些积聚起来的颗粒物在高相对湿度辅助下会发生吸湿增长,同时高相对湿度还为二次气溶胶的生成提供了水环境,二次气溶胶生成速度也因此增加,空气能见度进一步降低,加剧了城市大气的污染程度。     

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。     

南京一次大雾过程边界层特征分析

雾、霾影响空气质量,特定气象条件有利于雾、霾形成。利用南京大学仙林综合观测基地的近地层湍流资料以及MICAPS气象资料,分析了2011年11月18日南京一次大雾过程的边界层特征。结果表明,大雾发生前后南京处于高空低压槽前,西南暖湿气流向南京地区输送充足的水汽,而近地面主要受到低压倒槽的控制,使得近地层相对湿度一直在90%以上。边界层上空(约300~500 m)存在很强很厚的逆温层,近地层动量通量几乎为0,感热通量也几乎为0,表明大雾期间南京地区大气一直处于稳定的边界层中,近地层湍流很微弱,有利于大雾的形成和维持。能谱分析表明,能谱高频段满足-2/3率,但中低频率部分可能由于非均匀下垫面地形的影响,分布比较杂乱。     

中国亚热带山地逆温资源评价

本文给出了我国亚热带山区不同山系逆温发生几率,逆温层平均海拔高度、厚度及最大逆温强度,描述了山区逆温的时空分布规律及某些因素对逆温暧带分布的影响,提出了我国山区逆温资源的开发利用途径。     

珠三角干季边界层垂直温度结构对空气质量的影响

文章通过利用2013年12月和2014年10月在珠三角开展大气边界层观测试验得到的垂直温度探空资料和逐日空气质量资料,从逆温层和低空稳定能量等角度研究了珠三角干季边界层垂直温度结构对空气质量的影响。结果表明:珠三角处于冷空气前影响时,较弱的气团活动有利于低空逆温层的持续存在和贴地逆温的发展,珠三角污染日逆温层高度主要分布在0～1 000 m之间。其中贴地逆温出现频率约为35%,低空逆温层尤其是夜间频繁出现的贴地逆温使得污染物累计在近地面气层内,对珠三角空气质量有重要影响。低空稳定能量(E_w)能够较好地反映珠三角大气垂直扩散能力,珠三角AQI与500～800 m处气层稳定能量相关性较好,说明500～800 m气层是影响珠三角空气质量的关键气层,当珠三角该层稳定能量15 J/cm~2时,大气垂直扩散能力较弱,珠三角空气质量恶化的可能性较高。     

地形和逆温层对兰州市污染物输送的影响

结合兰州市地理和气候环境,给出了兰州山谷Froude数的范围.并根据气流到达山体时 爬升或侧绕的临界Froude数大约为1的基本认识,揭示了山体高度、逆温层强度和地面水平风 速对Froude数和水平输送的影响以及在几个假定的山体高度下Froude数随逆温强度和地面水 平风速的动态分布特征.同时,说明了污染物临界高度和烟囱临界高度对山体高度、逆温层强 度和地面水平风速的依赖关系.通过敏感性试验,发现了对气流输送有重要影响的逆温强度和 山体高度及水平风速的关键值.     

1981-2014年四川不同强度霾时空特征及气候成因研究

利用四川156个气象观测站1981-2014年霾日观测资料,对区域内不同强度霾日的时空分布特征及变化趋势进行分析.结果发现：不同强度霾日数呈现轻霾和重霾显著上升、中霾下降的趋势,20世纪90年代后霾日整体偏多,其中,秋、冬季发生频率偏高,12月和1月是多发时段;不同强度年均霾日高值区集中在盆地中部、东部地区,低值区主要位于盆地西南地区,并呈现盆地中北部霾日逐年减少,盆地南部逐年增多的变化趋势.结合季节特征探讨霾日形成机理发现,春、夏季欧亚中高纬度呈现两槽一脊的环流形势,印缅槽较强,利于降水,盆地相对湿度为85%以上,高原东侧上升气流较明显,大气对流层中下层为"上冷下暖"的递减层结,利于大气污染排放物垂直交换及其对外扩散;秋、冬季高纬度以纬向环流为主,经向环流偏弱,冷空气被阻挡在盆地以北以西区域,盆地东部为下沉气流,850 hPa以下的偏东气流使东部污染物向西蔓延,青藏高原以东地区上空为显著的"上暖下冷"逆温层结,相对湿度为80%左右,地面气温增加,相对湿度下降,使霾不易向雾转换,加重霾日高频状况的发生.     

大气质量影响分析(五)

临界逆温层高度 陷落条件产生的影响随着逆温层高度的减少而急剧增加。如果逆温层太低,排放的烟道气就可能有足够的浮力和动量通过高的逆温层而继续上升。如图43 a所示,存在着一个能够陷落排放的烟道气,并产生最高的地面浓度的临界逆温层高度。逆温层的底部低于这个临界值时,烟羽就会穿过逆温层。逆温层的底部高于这个临界值时,出现陷落烟羽,并提供了一个比临界逆温层高的混合体积。由临界高度的逆温层产生的有限的效应,在图43b中给出。临界高度可以看成是逆温层不存在时,烟羽提升到地面以上的高度。     

烟囱高度合理性论证技术方法研究

通过研究有关烟囱高度合理性的国家标准、规定和方法,指出影响污染物落地浓度的主要影响因子,结合一些烟囱高度合理性设计的实例,总结出了一套论证烟囱高度合理性的方案,并从气象和环境空气影响角度对不同高度烟囱合理性进行了检验.分析结果表明,烟囱高度要以适合当地气象和环境空气质量实际情况为原则,最大限度地减轻污染物落地浓度对当地造成的不利影响.这对减轻污染和减少厂家经费投入以及对于指导大气环境影响评价工作具有重要的现实意义.     

深街道峡谷内高架桥对污染物传播特性影响的模拟研究

城市化进程导致在城市中出现通风条件较差的深街谷,建设于深街谷内的高架桥会加重周边街谷内空气污染.用计算流体力学模拟方法（CFD）探索在不同环境风速下的深街谷中,高架桥的高度和宽度对街谷内气流组织与污染物扩散的影响.结果表明:高架宽度小于0.8倍街谷宽度时的高架桥不会抑制桥下空间的流动;桥宽增加会改变桥下空间的涡旋结构和涡旋方向,近地面流动方向由之前的从右至左流动变为从左至右流动,因而桥下空间污染分布也发生明显改变;高架桥宽度的增加导致两侧低层住户受到较大影响,对背风面住户的影响更为明显;但高架宽度为0.5倍街谷宽度的高架桥能对迎风面中层住户造成影响;增加高架桥的高度,其下方污染物浓度增加;当高架桥位于街谷冠层时,下部空间的污染物浓度急剧增加;冠层处及涡旋交界面高架桥对两侧住户产生较大影响,而其他高度高架桥对两侧住户影响不大;随着环境风速的增加,高架桥对近地面源污染物扩散的阻碍作用逐渐减弱.研究显示,深街谷中增加高架桥的宽度、高度都会导致街谷内空气质量的恶化,而高架桥会阻碍因环境风速增加对街谷内空气质量的改善.      

石家庄冬季典型污染过程气溶胶激光雷达观测

基于2016年冬季石家庄市微脉冲气溶胶激光雷达观测资料,采用归一化梯度法和梯度法两种方法反演了大气污染边界层高度,并将结果与相同时段探空资料获得的边界层高度进行对比验证,同时选取典型个例对污染边界层高度的过程演变特征进行了分析,探索了不同污染等级下污染边界层结构.结果表明,归一化、梯度法反演结果均与探空位温确定的边界层高度存在一致性,相关系数分别为0.62、0.55,均通过了0.05的显著性检验,但归一化相对误差为19%,梯度法为34%,表明归一化梯度法优于梯度法且其反演结果是可靠的.空气质量优良日,归一化梯度法反演结果准确度降低,与位温确定边界层高度最大偏差约1000m;随着污染程度加重,反演结果与位温确定边界层高度差减小,污染期间,污染边界层高度总体低于1000m,污染最重时段降到400m左右.不同空气质量等级、不同高度气溶胶消光系数垂直递减率具有明显差异,污染天气400m高度垂直递减率最大,表明该层以下为较重污染聚积层,之后随高度升高消光系数明显减小,700m以上为清洁空气.     

石家庄冬季典型污染过程气溶胶激光雷达观测

基于2016年冬季石家庄市微脉冲气溶胶激光雷达观测资料,采用归一化梯度法和梯度法两种方法反演了大气污染边界层高度,并将结果与相同时段探空资料获得的边界层高度进行对比验证,同时选取典型个例对污染边界层高度的过程演变特征进行了分析,探索了不同污染等级下污染边界层结构.结果表明,归一化、梯度法反演结果均与探空位温确定的边界层高度存在一致性,相关系数分别为0.62、0.55,均通过了0.05的显著性检验,但归一化相对误差为19%,梯度法为34%,表明归一化梯度法优于梯度法且其反演结果是可靠的.空气质量优良日,归一化梯度法反演结果准确度降低,与位温确定边界层高度最大偏差约1000m;随着污染程度加重,反演结果与位温确定边界层高度差减小,污染期间,污染边界层高度总体低于1000m,污染最重时段降到400m左右.不同空气质量等级、不同高度气溶胶消光系数垂直递减率具有明显差异,污染天气400m高度垂直递减率最大,表明该层以下为较重污染聚积层,之后随高度升高消光系数明显减小,700m以上为清洁空气.     

国际环境空气质量基准的起源、发展及启示:以臭氧为例

环境空气质量基准研究是环境空气质量标准制(修)订的重要依据,也是新时期和新形势下改善我国大气环境质量、保护公众身体健康、进行生态环境精准管理的科学基础. 本文以臭氧为例全面梳理了国际环境空气质量基准的起源和发展历程,系统阐述了环境空气质量基准的概念. 结果表明,环境空气质量基准研究的本质是探讨分析空气污染物与其造成的影响之间的关系,环境空气质量基准研究在环境空气质量标准的表达形式、浓度限值设定等方面起支撑作用. 通过全面总结现有环境空气质量基准的体系框架与研究重点,可为我国开展大气污染物环境空气质量基准研究提供借鉴.      

有风条件下点源高斯模式的参数敏感性分析

分析有风条件下点源高斯模式的参数敏感性,计算结果表明大气稳定度对污染物最大落地浓度最敏感,但规律性不明显。其余参数的敏感性如下,烟囱几何高度(H)>排放强度(Qs)>距地面10 m高处的10min的平均风速(U10)>烟囱出口烟气温度(Qv)>环境大气温度。因此在环境影响评价收集资料的过程中要注意,烟囱几何高度取值要准确,个位一定要明确;排放强度的确定最好精确到小数点后三位;平均风速的确定尽量精确到小数点后两位;当资料不足时,烟囱出口烟气温度可以根据实际情况估算。     

黔江区环境空气质量评价及变化趋势

利用黔江区环境空气的监测资料,采用空气综合污染指数、Daniel趋势检验方法等评价和分析方法,研究了黔江区2012年环境空气质量状况及变化趋势。结果表明:2012年,黔江区环境空气综合污染指数为1.67,满足国家二级标准天数比例为94.2%,影响环境空气质量等级的首要污染物为可吸入颗粒物;2006—2012年环境空气质量变化趋势表明,二氧化氮和可吸入颗粒物随年份变化呈增长趋势;月变化结果表明,黔江城区环境空气质量夏季和秋季质量比春季和冬季好。     

呼包鄂地区环境空气质量状况研究

根据呼包鄂地区2001年～2008年的环境空气质量监测结果,评价、分析各城市环境空气质量状况及主要污染物的变化趋势,得出了在经济快速增长的同时,呼包鄂地区环境空气质量总体呈好转趋势,污染程度逐年减轻的结论。     

广州市环境空气监测与预警体系在亚运会中的应用

本文以2010年广州亚运会空气质量监测保障为例,从广州市环境空气质量监测网络、空气质量预报、预警体系和环境质量会商及信息发布管理机制等方面,介绍了广州市环境空气监测与预警体系。通过2010年广州亚运会空气质量保障监测实践,证明广州市环境空气监测与预警体系是适应广州环境保护工作发展,并能满足特殊环境空气质量保障目标需求,具有示范作用和可供全国中心城市借鉴的先进的环境空气质量监测与预警体系。