夏秋季石家庄大气污染变化特征观测研究

研究了石家庄夏秋季节大气污染状况及2008奥运前后大气污染物浓度变化特征.2007和2008年夏秋季节,使用全自动在线观测仪器对石家庄大气环境质量进行连续监测,目的是阐明奥运期间石家庄污染物减排对当地大气环境的改变,探讨石家庄地区产生的大气污染物对北京及周边地区可能的影响.结果表明,除了氮氧化物,其他污染物均有超标情况出现,其中夏秋季节O3浓度较高,小时最大浓度值平均(O3-Max)分别为(177.2±63.0)和(105.8±61.7)μg·m-3,NO和NO2在夏秋季节的浓度分别为(4.5±4.0)、(32.7±12.4)μg·m-3和(21.5±16.9)、(60.5±16.9)μg·m-3,SO2浓度分别为(72.0±27.5)和(92.0±44.4)μg·m-3,PM2.5和PM10浓度达到(102.3±47.6)、(153.3±58.3)μg·m-3和(95.8±50.0)、(147.4±67.0)μg·m-3;奥运期间各类污染物浓度显著下降,NOx、O3-Max、SO2、PM2.5和PM10浓度分别为(43.8±15.0)、(142.0±54.9)、(52.4±18.8)、(76.7±35.1)和(116.5±38.8)μg·m-3,其中SO2、PM2.5和PM10分别较2008年监测期间平均值降低34.6%、22.8%和21.0%.本研究系统分析了夏秋季节石家庄大气污染状况,为评估当地大气污染控制措施提供了科学依据.     

北京地区冬夏季持续性雾-霾发生的环境气象条件对比分析

在北京地区,除冬季供暖期外盛夏也是雾-霾天气的高发季节,与我国南方不同.使用微波辐射仪、风廓线和常规气象探测资料、NCEP再分析资料以及大气成分观测结果,通过对比分析揭示了冬、夏季持续6 d的2个雾-霾过程形成和维持机制的异同.冬季雾-霾过程出现在高空西北气流、低层多短波活动的背景下,其形成和维持的主要机制是边界层内始终有逆温层、地面弱风场、底层湿度逐渐增大.逆温层昼高夜低、湿度昼小夜大是影响PM2.5质量浓度和能见度日变化的重要环境因子.在雾-霾天气持续期间地面弱风场能够维持主要源于冷空气势力弱、常不能影响到地面.此外,入夜后地面迅速辐射降温、边界层上层有暖平流以及空气过山后下沉增温在逆温层的形成中起了关键作用.然而,对于夏季持续性雾-霾天气,气溶胶区域输送、环境大气保持对流性稳定、空气的高饱和度是其发生的重要条件.在副热带高压长时间控制下对流层低层盛行偏南风,北京的PM2.5质量浓度随着偏南风风速增大升高.对流层底层系统性偏南风与北京附近的山谷风共同构成了从北京以南气溶胶累积地向北输送的机制.夏季雾-霾过程低层没有逆温,但是北京上空一直维持超过200 J·kG-1的对流抑制能量,它同样限制了污染物的垂直扩散.夏季自由对流高度也存在昼夜变化,其对PM2.5浓度和能见度的作用与逆温层高度升降相同.因此,冬、夏个例分别代表了2种不同类型的持续性雾-霾过程,导致差异的根本原因在于大气环流型.     

北京沙尘天气与源地气象条件的关系

本介绍了影响北京地区沙尘天气的沙尘源地,沙尘暴发生的条件和传输路径,分析了沙尘暴源地的气候要素特征及其对北京地区沙尘天气的影响,说明了北京沙尘天气发生和加剧的原因,影响北京地区沙尘天气的境外源地主要位于哈萨克斯坦,俄罗斯以及蒙古国境内,境内源地主要位于内蒙古和新疆,以及甘肃和青海的部分地区,沙尘天气发生必须具备三个条件：沙源,大风,气流辐合（垂直对流）,有沙源不一定起沙,但无沙源一定不起沙,沙尘暴源地的气候特征主要表现为冬季寒冷,夏季炎热,全年降水稀水,影响北京的沙尘传输路径,最主要的有两条,即西路传输和北路传输,北京沙尘天气与沙尘暴源地的春季降水比较结果表明,北京地区沙尘暴和浮尘天气发生次数与沙尘源区春季大气降水量有比较显的负相关关系,北京扬沙天气的发生与沙源区冬春季降水量相关关系不显,说明北京扬沙天气起因与源区降水没有明显的关系,北京扬沙天气主要受本地的自然条件和人为活动的影响。     

G2京津塘高速公路万辆车流的交通事故灾害与气象综合指数的关系

通过整理G2京津塘高速公路3年(2007年3月至2010年2月)逐日逐时万辆车流的交通事故灾害和交通流量及气象要素资料,并将万辆车流的交通事故灾害(交通事故灾害与交通流量之商)与同步气象综合指数进行日变化相关分析;结果表明:平均万辆车流的交通事故灾害的日变化最高峰出现在05时,年平均高峰值高达2.34起·辆-1·10-4;年度、春季、夏季、秋季和冬季的平均万辆车流的交通事故灾害与同步气象综合指数均呈正抛物线的偏右侧相关,即万辆车流的交通事故灾害随气象综合指数的加大而增多;统计学检验(R＞Rα=0.01和F＞Fa=0.01)效果很好.四个季节的万辆车流的交通事故灾害与气象综合指数相关的系数高达0.7781～0.8537.为了更好地将自动气象监测信息服务于高速公路交通安全,在分析成果的基础上设计出了高速公路万辆车流的交通事故灾害的气象综合指数风险等级指标,以期为高速公路交通安全提供客观的科学依据.     

上甸子区域本底站大气痕量活性气体的变化规律

利用TE公司C系列气体监测仪,于2005年1月1日-12月31日,在北京上甸子区域大气本底站连续观测SO2,CO,NO-NO2-NOx和O3的浓度.分析了晴天、雨天、霾天和沙尘天气条件下,不同气体的变化特征及影响因素.结果表明:(1)痕量活性气体在不同天气条件下具有不同的浓度及日变化特征,晴天和雨天日变化最小,而霾天日变化最大;(2)风向和风速是影响上甸子气体浓度变化的重要因素,同时,夏季降水对SO2和NOx的去除作用较为明显;(3)上甸子O3白天最大值与夜间最小值的比值低于4,远低于城区,不利于光化学污染的形成.     

冻融对内蒙古温带贝加尔针茅草甸草原N2O通量的影响

本研究以内蒙古呼伦贝尔草甸草原为研究对象,通过室内模拟实验与野外观测实验相结合,分析不同土层、放牧与封育、长期与短期冻融、不同冻融频率与冻融温差强度对草地土壤N2O产生与排放的影响.结果表明:冻融期间,从地表到下层15cm土壤N2O的产生速率随深度的增加而逐渐减少,N2O的产生主要来源于0~9cm的表层土壤;冻融期间温差相同的情况下,冻融次数越多,N2O的产生速率越小;N2O的产生速率随着温差的变小而减少;冻融期间封育样地的N2O排放量大于放牧样地,且封育样地的N2O排放量占全年排放总量的25.09%,大于放牧样地(12.38%),但从观测年排放总量看,放牧却促进了草地N2O源的功能;草地春融期间的N2O排放量是整个冻融期N2O排放量的最大贡献者.     

城市街道峡谷气流和污染物分布的数值模拟

应用计算流体力学(CFD)软件中的FLUENT软件模拟了典型城市街道峡谷中的气流和污染物分布状况.建立的模型包括不同形状的建筑物所构成的街道峡谷和存在高架桥的街道峡谷.研究结果表明:①不同形状的建筑物改变了街道峡谷内的风和湍流分布,从而对街道峡谷内污染物的分布产生很大的影响,在几何比例相同的街道峡谷里,建筑物外形越趋向于流线型,街道峡谷里污染物的地面浓度越小;②高架桥对街道峡谷内污染物浓度的影响取决于高架桥相对于街道峡谷的高度和宽度,高度越高、宽度越窄的高架桥其地面污染物的浓度越低;③ FLUENT软件对街道峡谷大气环境的模拟结果基本合理,可用于研究城市大气环境问题.      

北京城区春季空气污染物垂直分布与气象条件观测分析

分析了北京城区春季污染物 (SO2 、NOX)垂直分布与相应的气象条件之间的关系 ,结果表明 ,不同高度的 SO2 浓度差异不显著 ,而不同高度的 NOX 浓度有明显的差异 ,知春路低层浓度高于中、高层 ,潘家园则是低层低于中、高层。一日中 ,特别是当无大的天气系统影响 ,地面呈典型的山谷风日变化时不同高度的 SO2 和 NOX浓度均呈明显的峰谷变化。工作日污染物浓度比休息日浓度高 50 %。     

MM5与CALMET对北京地区风能资源的初步模拟

利用MM5与CALMET模拟了北京地区10、30、50和70 m高度的风速和风功率密度分布,结果表明：各高度层风速与风功率密度的地域分布具有一致性,模拟的风速最大区位于门头沟西北部,而昌平西部、房山北部及延庆西部的风速次之,风速最小区位于顺义和东部城区;风功率密度的模拟显示京西地区和西北部地区的风资源较为丰富,北京东部、东南部和东北部及市区周边的风资源相对较小,开发潜力低。利用3座测风塔和3个气象站风速观测数据对模拟结果进行了初步检验,表明MM5与CALMET基本能模拟出风速的月变化和日变化特征,模拟和观测具有较好相关性,但模式存在对黄草梁和北梁地区模拟结果偏高、对涧沟地区模拟结果偏低的系统性误差,这可能与模拟区域地形复杂及模式自身分辨率不够等有关。     

北京日光温室风灾风险分析及区划

利用北京市1981-2010年30 a的气象观测资料,结合温室灾情数据资料,计算了不同风力对北京温室可造成的灾害的概率,确定了日光温室风灾等级划分的量化标准,并对日光温室风灾风险的时空变化进行了评估。结果表明,当风力达3级(3.4 m·s-1)以上时,即有可能对温室大棚造成灾害。风速越大,成灾概率越大。小波分析表明,北京日光温室致灾风力的发生日数存在14～16 a的周期,春季温室致灾风多发。北京温室风灾风险总体上呈现自南向北增大的趋势。延庆佛爷顶周围一带风灾风险最大,北部山区次之;平原地区风灾风险较轻,且日光温室分布较多,该区域采取及时有效的风灾预防措施,有利于日光温室产业的发展。