北京地区一次尘暴过程的来源

本文根据卫星云图分析以及对尘暴气溶胶和尘暴路径地区表层土的元素组分分析,进一步讨论了1980年4月18日出现在北京地区上空强尘暴的来源。结果表明,这次强尘暴的来源是比较复杂的,它不只是来源于某一单一地区,而是由尘暴起源地区及其移动路径地区的沙土微粒经大风输送到高空并进行混合,然后随着大风移动而造成的。     

河西走廊1994－04－08浮尘暴·黄沙的气象特征和大气气溶胶测定

报道１９９４－０４－０７—１９９４－０４－０８河西走廊形成浮尘暴·黄沙天气过程、气象观测和大气总悬浮微粒（ＴＳＰ）测定结果,说明我国西北地区发生的浮尘暴·黄沙天气的气象及大气气溶胶特点。嘉峪关和酒泉一带是这次黄沙的中心;酒泉等地的ＴＳＰ浓度高达３８．００ｍｇ／ｍ３,室内ＴＳＰ浓度高达８．６３ｍｇ／ｍ３,自然降尘浓度达２９６．２２ｔ／（ｋｍ２·月）;黄沙云高约２０００—３０００ｍ;主要组成元素Ｓｔ、Ａｌ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｍｎ和Ｔｉ等含量上升;黄沙沿嘉峪关、酒泉、金昌、兰州和北京渐次减少;１９９４－０４－１１的２：００在甘肃省大部分地区出现了哈布（Ｈａｂｏｏｂ）现象。建议今后对尘暴·黄沙的研究还应测定黄沙气溶胶浓度、粒度分布和不同粒度微粒的化学组成,测定雨土、降水、降尘和气温的变化。     

浦口地区气溶胶和气象条件的关系

分析了浦口地区同步观测的大气气溶胶和气象资料,得到了浦口地区气溶胶与风向,风速、降水等气象要素关系密切。在偏东风期间,浦口地区的气溶胶主要来自于高架源排放的污染物的输送和扩散。      

北京地区的气溶胶特性及其变化规律

本文讨论了北京地区气溶胶浓度及其化学特性的年变化。冬季气溶胶的浓度及其化学元素含量高于夏季,一般在12月份出现最大值。气溶胶浓度的变化规律与气象条件有密切关系,亲气元素As、Se、Sb、Br的富集因子远大于10,它们主要来源于燃煤,与人类活动有关。其它元素的富集因子大多小于10或接近于1。 此外,还讨论了气溶胶的垂直分布和城郊气溶胶特性的对比。     

用质子X荧光法对广州市气溶胶中无机元素的分析

用8级撞击式采样器在广州市五个代表点采集了大气气溶胶样品,用质子激发X荧光分析(PIXE)法进行了分析。取得了近20种元素的质量浓度及其粒径分布。分别计算了元素中粗粒子和细粒子的富集因子,对元素的产生源及广州市大气气溶胶的特征进行了讨论。文章最后,将广州市中心大气气溶胶中15种元素含量的分析测试结果与我国其它城市大气气溶胶中的元素含量进行了比较和讨论。      

杭州地区大气气溶胶中重金属含量特征研究

对2004年8月～2005年5月间在杭州城区采集的大气气溶胶样品进行了7种重金属元素组成、形态等方面的分析测定;总结了大气气溶胶中各金属元素浓度的季节变化、形态分配比例和影响因素。研究结果表明：杭州市大气气溶胶浓度较高,平均值0.264 mg/m^3。气溶胶质量浓度呈明显的季节变化;气溶胶中各重金属元素的含量水平由高到低依次为：Fe、Zn、Pb、Mn、Cu、Cr和Cd;杭州市大气气溶胶中各重金属元素含量的季节变化在人为源和天然源以及气候条件等综合作用下具有一定的规律性,总体而言,春秋季高于夏冬季;各元素的形态分配比例跟它们本身的环境地球化学性质密切相关,同时也会受到气象和人为因素的影响。     

厦门春季气溶胶特征初探

1993年春季对厦门市大气气溶胶进行了研究,其中包括对3种不同粒径的气溶胶质量浓度?气溶胶元素浓度?气溶胶离子浓度?气溶胶酸度和酸化缓冲能力的研究?结果表明:厦门大气气溶胶质量浓度接近于国家一级标准,细粒子的气溶胶的贡献较高;气溶胶中元素含量较高的为Ca,Al,Fe和S等;在厦门地区气溶胶中NH+₄和SO2-₄主要分布在细粒子中,Ca2+和Mg2+则多分布在粗粒子中,并且其值远小于华南地区;气溶胶中细粒子的酸性大于粗粒子,且酸化缓冲能力远低于粗粒子。      

气溶胶组成的全化学分析方法的研究

气溶胶中的元素组成是相当复杂的,它含有地壳上的大部分元素至少有四、五十种,甚至更多。若用化学方法完全测定它们,几乎是不可能的,因为这些元素的绝大多数含量很微,也都不是气溶胶中的主要成份。多元素中子活化分析技术的应用为气溶胶的研究开辟了广阔的远景。R.Dams利用中子活化分析技术测定了气溶胶中的43种元素,获得了极为有价值的数据。但是这种先进的分析技术只适应于元素分析,它无法测定气溶胶     

2004年春季北京一次沙尘暴的理化特性分析

2004-03-27～2004-03-29北京发生沙尘暴天气期间,监测了气溶胶TSP、PM10和PM2.5的浓度,利用撞击式采样器采集了8级膜样品,并用ICP-MS分析了气溶胶中元素的含量,同时监测了地面辐射和风速的变化.结果显示,此次沙尘暴导致TSP浓度比平时增加3～4倍,PM10浓度增加2～3倍,PM2.5浓度有所降低.研究还表明:地壳元素Na、Mg、Al、Mn和Fe主要分布在粗粒子上.而污染元素Zn、Pb主要分布在细粒子上,污染元素主要是本地源.沙尘暴对总辐射有明显的影响,导致地面总辐射衰减了37.8%.受大风影响粗粒子浓度增加显著,细粒子浓度明显减少.     

冀中南平原区气溶胶标高变化及估算模型研究

作为反映大气气溶胶垂直分布的重要参量,气溶胶标高被广泛应用于气溶胶反演及模型订正研究中。为研究气溶胶标高时空变化规律并构建其简易计算模型,基于2009～2016年气象站点观测资料及MODIS卫星反演数据,利用Peterson模型及多元回归分析对冀中南平原区气溶胶标高进行了估算分析。研究结果表明:区域气溶胶标高夏季最高,春秋季次之,冬季最低,其中2016年气溶胶标高年均值最低。此外,标高空间分布差异性较大,整体表现为东北高西南低分布模式。低值区主要分布于太行山山前平原区,而高值区则主要分布于冀中南平原北部地区。气溶胶标高与气温、气压、地面温度、相对湿度、水汽压、能见度等气象要素具有显著相关性关系。通过多元回归分析,构建了基于气象要素的气溶胶标高经验估算模型,模型分析结果表明气温等气象要素可以解释气溶胶标高61.8%的变化,且研究期内平均标高的相对误差大都在10%以内,这对于冀中南地区气溶胶浓度反演以及大气环境治理与优化有着重要的现实意义。     

北京沙尘暴的干盐湖盐渍土源——单颗粒物分析和XPS表面结构分析

2002年3月20日北京特大沙尘暴565个单颗粒物分析结果表明,S和Cl是唯一呈现显著正相关的一对元素.同时含有S和Cl的单颗粒物检出率高达82.5%,其中S和Cl的含量还高于所有颗粒物平均值.同时含有S、Cl和Na的颗粒物检出率为62.0%,其中Na的含量更比所有颗粒物平均值高出1.4倍.PMF因子分析显示NaCl和Na2SO4是北京沙尘暴S和Cl显著相关的那些单颗粒物的主要成分.沙尘暴样品中SO₄^2-和C^l-浓度呈高度线性相关.X射线光电子谱对气溶胶表面结构分析显示,Na和S在沙尘暴颗粒物表面的百分含量比北京非沙尘暴和内蒙古地区气溶胶样品高.这些同时含有S、Cl和Na,且S和Cl显著正相关,Na相对富集的颗粒物多数来自于沙尘暴途中所经过的其表层土成分富含氯化物和硫酸盐的干盐湖盐渍土地区.证明了北京沙尘暴不仅来自于其源头沙漠,沙尘暴所经过的包括干盐湖盐渍土的大范围干旱、半干旱地区的表层土也是其主要来源.     

北京春季强沙尘过程前后的激光雷达观测

利用激光雷达、PM_2.5和地面气象要素等综合观测资料,分析了北京地区2012年3月30—31日的强沙尘过程前后的天气形势和PM_2.5的污染特征,反演了雷达探测期间得到的消光系数,探讨了沙尘过程中气溶胶的时空分布特征及输送特征. 结果表明:沙尘过境时,地面风速最大达到6m/s,沙尘沉降时ρ(PM_2.5)增至289μg/m3,相对湿度和能见度明显降低,大气低层逆温和近地面风速等气象条件对沙尘影响地面的时间和程度起到了重要作用;沙尘层雷达反演的气溶胶消光系数最大为0.96km-1,偏振比最大为0.4,近地面消光系数变化与地面ρ(PM_2.5)变化规律吻合较好,其探测可以精确反映不同天气形势下气溶胶的垂直结构和时空变化信息;高空输送至北京的沙尘以粗颗粒物为主,细粒子主要来源于本地及周边地区细粒子源;西北方向的内蒙及外蒙地区沙尘输送是导致此次北京强沙尘过程的主要原因.      

内蒙古地区沙尘天气频率及其影响因素分析

基于内蒙古中西部地区45年（1961～2005年）的气象资料、沙尘暴资料,讨论内蒙古中西部地区沙尘暴频率变化趋势和气候动力因子对沙尘暴频率的影响。利用风速、降水量、蒸发量、相对湿度、大风日数等基本气象资料,建立新的影响沙尘天气的气候影响指数D模型,该模型不仅考虑影响沙尘暴的动力条件,而且也把影响沙尘暴发生的下垫面稳定情况纳入模型,所模拟的结果更趋近于现实。对各气象站计算的结果显示,气候影响指数D模型与沙尘天气频率有很好的线性关系,这种线性关系具有明显的区域特征。     

沙尘天气过程对北京空气质量的影响

利用气象、沙尘暴特种观测以及环境监测等多种资料,对2010年3月19─22日沙尘天气过程的大气结构、沙尘源地和垂直水平输送条件以及北京近地层气象要素、空气质量的变化特征进行了分析. 结果表明:这次强沙尘暴天气过程是由冷空气短波槽快速东移南下、地面冷锋明显发展东移造成的;前期沙尘源地土壤湿度的减小为起沙提供了有利条件,同时低层存在的较强西北气流将从源地卷起的沙尘输送到下游地区;沙尘发生时,20 m气层内风速迅速增大,气层内垂直方向风速梯度也逐渐增大,相对湿度急剧降至20%～30%之间;受这次沙尘天气影响,北京地区ρ(TSP)以及10个区县的ρ(PM10)均迅速增加,空气质量达到重污染.      

南京市两次秋季污染过程及成因分析

为探究南京秋季污染过程的特征和影响因素,利用MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)传感器获得的气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth)、波长指数(Angstrom Exponent)、火点数据及CALIPSO(Cloud-Aerosol Lidar And Infrared Pathfinder Satellite Observations)卫星数据和来自NECP、MICAPS的温度、相对湿度、风向风速等常规气象要素数据,对南京2015年10月、2016年9月两次污染过程进行分析.研究结果表明:两次污染过程的AE412-470值(埃斯特朗波长指数α)均高于1,由此判断两次污染均以人为排放产生的细粒子为主.但2015年10月的AE412-470值明显低于2016年9月,说明在2015年10月污染过程中粗粒子所占比重高于2016年9月.结合对后向轨迹的分析发现,南京地区2015年10月污染天气的发生还受长距离输送的影响,污染源主要为来自内蒙古、山西等地的污染型沙尘粒子.研究还发现,较高的相对湿度、较低的地表风速、低混合层高度及贴地逆温等气象条件会导致污染物难以扩散稀释而累积在南京地区,造成该区域在秋季出现较严重的污染天气.     

An air quality forecasting system in Beijing - Application to the study of dust storm events in China in May 2008

An air pollution forecast system, ARIA Regional, was implemented in 2007-2008 at the Beijing Municipality Environmental Monitoring Center, providing daily forecast of main pollutant concentrations. The chemistry-transport model CHIMERE was coupled with the dust emission model MB95 for restituting dust storm events in springtime so as to improve forecast results. Dust storm events were sporadic but could be extremely intense and then control air quality indexes close to the source areas but also far in the Beijing area. A dust episode having occurred at the end of May 2008 was analyzed in this article, and its impact of particulate matter on the Chinese air pollution index (API) was evaluated. Following our estimation, about 23 Tg of dust were emitted from source areas in Mongolia and in the Inner Mongolia of China, transporting towards southeast. This episode of dust storm influenced a large part of North China and East China, and also South Korea. The model result was then evaluated using satellite observations and in situ data. The simulated daily concentrations of total suspended particulate at 6:00 UTC had a similar spatial pattern with respect to OMI satellite aerosol index. Temporal evolution of dust plume was evaluated by comparing dust aerosol optical depth (AOD) calculated from the simulations with AOD derived from MODIS satellite products. Finally, the comparison of reported Chinese API in Beijing with API calculated from the simulation including dust emissions had showed the significant improvement of the model results taking into account mineral dust correctly.     

基于CALIPSO对中国春季一次沙尘暴的研究

文章利用CALIPSO卫星观测资料,结合气溶胶模式模拟,分析了2013年入春以来发生的第1次强沙尘天气过程中的沙尘气溶胶垂直分布特征及输送特性.结果表明:此次沙尘事件有两个源区,南疆盆地(源区一),沙尘先后输送影响我国内蒙古西南部、甘肃、宁夏等地区.2月27日沙尘在甘肃西部河西走廊附近,沙尘气溶胶分布在2~5 km,退偏振比在0.1~0.5之间,色比在0.4~0.8之间;28日新疆地区沙尘气溶胶分布在4~12 km,退偏振比在0.3~0.5,色比在0.5~1.0之间.蒙古国西南部地区(源区二),沙尘先后影响我国内蒙古中西部地区、甘肃、山西北部、陕西北部、河北北部和东北西南部地区,2月28日内蒙古沙尘气溶胶分布在4~11 km,退偏振比在0.2~0.5之间,色比在0.5~1.2之间.     

石家庄一次沙尘大气污染物与边界层相互作用

针对2020年5月11~12日华北平原出现的一次沙尘过程,使用云高仪和空中国王-350飞机观测平台观测了气溶胶后向散射系数、气象要素、黑碳气溶胶（BC）和0.1~3.0μm气溶胶粒径分布的垂直结构,并结合FY-4A卫星数据、大气污染物数据（PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、CO和O₃）、地面气象数据和探空数据,探究了此次沙尘过程中大气污染物和边界层结构的相互作用机制.结果表明,由于逆温层的存在,沙尘在石家庄上空维持在>1km的高度,因此对地面污染物的影响较小.沙尘期间石家庄PM₁₀的平均质量浓度为166.3μg/m³,分别是沙尘前和沙尘后的2.7倍和1.5倍.沙尘过程对边界层结构影响较大.沙尘期间在沙尘层附近形成一层RH较小、风速较大、气溶胶含量较高的“穹顶”结构,阻碍了大气边界层的发展.“穹顶”结构使得贴地逆温消失,有利于近地面污染物的扩散.沙尘层内BC和气溶胶数浓度较高,最大浓度接近地面观测浓度.沙尘过程对不同高度气溶胶数浓度谱谱型影响较小,沙尘层使得0.4~3μm气溶胶数浓度显著增加.