基于轨迹模式分析海口市大气污染的输送及潜在源区

基于2013—2018年海口市空气质量资料,利用HYSPLIT模式和美国国家环境预报中心(NCEP)提供的FNL资料,模拟近6年海口市500 m高度气流48 h的后向轨迹,分析了不同季节气流轨迹分布、聚类分析和潜在源区分布概率(WPSCF)特征.结果表明:近6年海口市的空气质量等级主要以优和良为主,占所有天数的97.1%,有2.9%的天数达到了轻度污染及其以上级别,O_3从2015年开始成为海口市最主要的大气污染物.海口市影响气流有明显的季节变化,冬季主要受内地的大陆气流和东南沿海气流影响,春季和秋季以东南沿海气流为主,夏季多为来自西南方向的海洋性气流.气流轨迹和WPSCF的空间分布均表明,广东省是海口市大气污染物超标的主要贡献源区,此外,福建、江西、湖南和广西东部等地的潜在贡献也较大.     

海口市区臭氧污染变化特征及潜在源区分析

海口市作为我国著名的热带滨海城市之一,地理环境特殊,气候资源独特。为深入认识海口市臭氧(O₃)污染变化规律及污染物潜在贡献源区,也为进一步开展O₃污染预报预警和区域联防联控提供技术支撑,利用海口市区4个环境监测数据,结合气象观测资料,采用后向轨迹模拟、聚类分析、多元回归分析法、潜在源区贡献因子算法和权重轨迹方法分析了海口市最大8 h平均(O₃-8h)质量浓度年际变化、月际变化、日变化及与气象影响因子的关系,影响O₃-8h质量浓度的主控因子,并探讨了O₃传输路径和潜在贡献源区。结果表明,2013—2020年海口市区4个站点O₃-8h质量浓度均出现不同程度的上升,其中龙华站的趋势系数达到了0.929,通过了99.9%的信度检验;O₃-8h质量浓度月际变化呈“V”型分布,最大值出现在10月;日变化呈单峰型,峰值出现在15:00附近;平均气温在18—28℃之间,相对湿度位于65%—80%,太阳辐射日总量在6—23 MJ·m^-2     

海口市PM_(2.5)演变特征及其与气象因素的关系

利用海口市PM_(2.5)逐时数据、常规气象观测资料、FNL全球分析资料和HYSPLIT模式,对比分析海口市PM_(2.5)变化特征及其与气象因素的关系。结果表明:(1)2014年1月1日至2016年6月30日,海口市PM_(2.5)日均值以达到《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)一级标准为主;年均值为23μg/m~3,达到GB 3095—2012二级标准;月均值整体呈周期性波动,秋冬季高、春夏季低;季节均值排序为冬季秋季春季夏季。(2)降水对PM_(2.5)有清除作用;风速加大会使PM_(2.5)浓度减小。(3)污染个例分析表明,海口市PM_(2.5)浓度增大,是因为东北风将外地污染物传输经过本地,并配合有利的天气形势,最终造成大气污染事件的发生。     

强台风“纳沙”暴雨中尺度特征分析

利用海口多普勒天气雷达、闪电定位和日本静止卫星0.05°×0.05°TBB资料,对1117号强台风"纳沙"造成的海南岛暴雨的中尺度特征进行了分析。结果表明:台风暴雨分布特征与TC环流和地形增幅密切相关;明显的辐合性暖平流和"列车效应"有利于暴雨的持续;最大回波强度和小时雨量间有很好的对应关系,建议了海口多普勒雷达TC估测降水产品使用公式Z=230R1.25;海南岛强降水时段TBB值普遍小于-70℃,但仍属于降水效率高的弱对流;西半部地区强降水出现时间与中尺度对流云团对应较好,而东半部地区中尺度对流云团的发展则超前于强降水出现时间。     

2017年10月海南省一次臭氧污染特征及输送路径与潜在源区分析

为了探讨2017年10月海南省一次O₃污染过程的气流轨迹、输送路径和潜在源区,采用海南省18个市县的AQI值、6类大气污染物质量浓度资料以及相关气象观测资料,结合HYSPLIT后向轨迹模型进行分析.结果表明:①2017年10月海南省有13个市县首要污染物为O₃的天数比例超过80%,其中9个市县达100%.2017年10月26日澄迈县和儋州市AQI值分别为171和151,均达中度污染等级,7个市县达轻度污染等级.②气象要素与AQI和污染物质量浓度之间均存在较好的相关关系,ρ(O₃)、AQI与相对湿度的相关系数分别为-0.701和-0.685,均通过了99.9%的信度检验.③卫星反演结果表明,此次污染过程与外源输送关系密切.影响气流主要来自内陆地区的长距离气流、中短距离气流和来自东南沿海的中短距离气流,三支气流影响时段对应的海口市AQI值分别为83、69和61,对应的ρ(O₃)分别为和135.0、119.6和102.3 μg/m3.④通过计算PSCF(潜在源贡献因子)和CWT(浓度权重轨迹)发现,广东省为海南省的主要潜在贡献源区,湖南省、江西省、江苏省、浙江省和福建省等地区也有一定的潜在贡献.研究显示,2017年10月海南省出现的O₃污染过程中,污染物来源以外源输送为主.      

淮河流域一次梅雨锋暴雨的中尺度动力特征分析

针对2007年7月8日发生在苏皖淮河流域的暴雨,采用WRF中尺度数值模式模拟结果、FNL每日4次1°*1°再分析资料、6h地面实况观测降水资料和FY-2相当黑体亮温TBB资料对该次降水的发生、发展过程进行了分析研究。结果表明:(1)该次降水在有利的大气环流形势下,强降水发生在呈准东西向分布的梅雨锋上。位于蒙古国与我国华北—东北交界处上空的切断低压给淮河流域输入了冷空气。冷空气与西南低空急流带来的暖湿气流交汇,增强了大气斜压性;(2)正的非热成风涡度的发展促进了高层相对于低层的辐散减压,有利于垂直上升运动的发展;(3)低空强急流带所形成的动力、热力和水汽条件对暴雨落区位置产生了重要影响。     

2014年海口市大气污染物演变特征及典型污染个例分析

主要分析了2014年海口市逐日的空气质量指数(AQI)和6种大气污染物的演变特征,同时,结合卫星遥感和轨迹模式等资料和方法对1次典型污染个例进行诊断.结果表明:海口市2014年的空气质量主要以优和良为主,6 d达到轻度污染级别,1 d达到中度污染(1月5日,AQI值为158).1月污染最为严重,其中,阶段1(1-6日)和阶段3(18-23日)AQI值偏高,阶段2(7-17日)和阶段4(24-31日)偏低.1月东亚地区天气形势演变对海口市AQI值具有动力影响.AQI偏高阶段,地面高压系统位于内蒙古东部,华南低层东北风场有利于污染物向海口市输送;而在AQI偏低阶段,地面高压系统东移出海,低层偏东风场不利于污染物的输送.后向轨迹聚类分析表明,1月海口市比率最大(39%)的气流主要经过大气污染相对严重的广东珠江三角洲(珠三角)地区,有利于污染物的区域传输.污染个例分析表明,海口市污染物浓度变化与气象要素有密切关系,10 m风速较小有助于近地面的污染物在区域内累积,水平风垂直切变偏弱对天气尺度扰动的发展和大气的垂直混合不利.卫星遥感和后向轨迹分析也表明,外源输送与海口市这次大气污染事件有直接关系.     

2013年冬季海口市一次气溶胶粒子污染事件特征及成因解析

海口市在2013年12月份发生了一次气溶胶粒子污染事件.本文利用相关资料对此进行诊断,发现海口市PM2.5在12月9日超过了国家环境空气质量二级标准限值,在11日达到该污染时段的最高值(日平均为87.96μg·m-3),同时与能见度有一定的负向关系.分析表明,前期(7—9日上午),污染物主要以本地排放为主,而后期(9日中午到11日)与珠江三角洲地区的输送作用有密切关系,后向轨迹分析也表明后期海口市大气污染物可能来自珠三角地区.分析发现,气象背景场为这次气溶胶污染事件提供了有利的气象条件,500 h Pa高度场冷空气活动偏北,925 h Pa高度场的暖中心控制,形势稳定,逆温层的存在使得大气近地层更加稳定,低层风速偏小不利于近地面附近的污染物向外输送,水平风垂直切变偏弱有利于污染物在近地层堆积,其变化趋势与PM2.5浓度有一定的相关性.     

海南岛7314号台风灾害

“气象灾害”在海南岛可谓灾害之首,在首害当中应属台风灾害为最。每年5～10月台风季节海南岛均受到不同程度的影响并带来灾害,特别是1973年9月7314号台风给海南岛东部的琼海县以毁灭性的破坏。 1 移动路径及强度 7334号台风,9月12日由菲律宾以东洋面移入南海东部海面后,由热带低压逐渐加强,13日中心附近最大风力增强到12级,并直向西移,于9月14日晨4～5时在海南岛东部琼海县博敖港地区登陆。以后继续向偏西方向移动,穿过海南岛中部,14时左右台风中心由海南岛西     

2019年秋季海南省4次臭氧污染过程特征及潜在源区分析

基于2019年秋季海南省空气质量和气象监测数据,结合相关分析、HYSPLIT后向轨迹模型、PSCF （潜在源贡献因子）和CWT （浓度权重轨迹）等分析方法对海南省4次O₃污染过程特征及潜在源区进行深入分析.结果表明：①过程1和过程3分别发生在9月21~30日和11月3~11日,持续时间达到了10 d和9 d,ρ（O₃-8h）（最大8 h平均）分别为145.52 μg ·m^-3和143.55 μg ·m^-3.过程2和过程4出现在10月18~21日和11月20~25日,持续时间为4 d和6 d,ρ（O₃-8h）分别为130.79 μg ·m^-3和115.46 μg ·m^-3.②气压偏高,降水偏少,相对湿度偏低,日照时数偏长和太阳辐射偏强,是造成海南省出现O₃污染天气的有利气象条件.偏北风风场控制下有利于O₃-8h浓度上升,不同风速大小会影响海南省O₃-8h浓度高值区分布.③ O₃污染较为严重的过程1和过程3的影响气流发散度较大,有来自内陆地区和东南沿海地区两支气流,而O₃污染较轻的过程2和过程4的影响气流较为集中,多为东南沿海气流.④潜在贡献源区分析表明,浙江省、江西省、福建省和广东省等地是2019年秋季海南省O₃污染外源输送的主要源区,其中珠三角地区和广东省西部WPSCF值和WCWT值分别为大于0.36和大于90 μg ·m^-3.