基于PCT方法的京津冀冬季PM2.5重污染天气型分析

T模态斜交主成分分析法（PCT）分析的天气过程时间尺度越长,该算法的优势越明显,天气分型结果也更完整,可信度越高.利用京津冀地区2014年冬季-2019年冬季（每年12月-翌年2月）的环境监测资料,以区域平均PM_2.5日均值大于150 μg·m^-3为标准,筛选出72个京津冀地区PM_2.5重污染日,采用ERA5提供的0.25°×0.25°气象再分析资料,应用PCT算法将72个PM_2.5重污染日海平面气压场客观地分为高压前部型、锋前低压型、高压后部型、均压场型和弱低压型5种类型,分别占总PM_2.5重污染天数的34.72%、20.83%、16.67%、16.67%和11.11%.另外,对2017年2月12-16日京津冀地区PM_2.5重污染过程的分析表明,重污染天气过程中随着逐日天气型的演变,污染物浓度特征、近地面风场和大气污染物污染传输路径均发生相应变化.     

霾天气影响下的京津冀气候变化特征与成因

利用1961~2016年京津冀90个国家级气象站的霾数据集、日平均相对湿度、14：00能见度、日平均气温、日累计降水、日平均风速、辐射等数据,采用MASH方法、线性趋势分析方法、曼-肯德尔（Mann-Kendall）法以及相关分析等方法研究了京津冀地区霾天气影响下的气候变化特征.结果表明：京津冀地区年平均霾日数呈明显的增长趋势,增长率为5d/10a以上,大中城市年平均霾日数明显高于其他地区,霾日数突变增多发生在1992~1993年,在国家大气污染防治专项资金注入以后年平均霾日数增长趋势减缓;京津冀地区霾日和非霾日年平均气温呈上升趋势,年平均能见度呈下降趋势;年平均降水日数总体趋势减少,但是霾日降水日数逐年增加,而非霾日呈现减少趋势,两者呈现对称相反关系;京津冀霾日和非霾日年平均风速均呈逐年下降趋势;霾日数具有随着GDP、能源消耗的增加逐年递增趋势.京津冀地区霾日和非霾日年平均总辐射和散射辐射都是逐年下降,霾日比非霾日下降趋势更加明显,年平均总辐射比散射辐射下降明显;年平均霾日数与年平均总辐射、年平均风速、年平均降水呈负相关,但是与年平均气温、GDP、能源消耗呈正相关.     

京津冀生态屏障区景观格局变化及其对水源涵养的影响

选择京津冀重要水源涵养区--滦河,潮河和白河流域,通过分析2010与2015年土地利用的变化及景观格局演变,研究该研究区的土地利用转移与景观格局特征的时空分布与变化特点;运用SWAT水文模型模拟分析该时段内研究区的水源涵养量分布与变化;并和降水分布特征进行对比分析.利用偏相关分析法,重点分析了景观格局的变化对水源涵养量的影响.结果表明水源涵养量与PLAND指数相关性为-0.846;与NP指数相关性为-0.635;与LPI指数相关性为0.468;与LSI指数相关性为0.523;与COHESION指数显著相关,相关性为0.918.景观格局和水源涵养量存在以下关系：①景观多样性越高,聚集程度越高,景观形状越复杂,越趋向不规则且优势度越高,越有利于水源涵养;②景观的破碎化程度越高,水源涵养量越低.     

基于过程分析的京津冀区域典型城市臭氧成因

随着京津冀区域臭氧（O₃）污染问题日渐突出,探究和分析京津冀区域O₃变化特征和污染过程形成原因对区域大气污染防治工作具有重要意义.观测结果显示,春夏季京津冀区域较高的O₃浓度呈现南高北低的分布,北京、天津和石家庄这3座城市O₃高浓度往往伴随着偏南风的影响.基于WRF-Chem模式模拟和过程分析技术对2019年京津冀区域O₃变化特征和成因进行了深入分析,典型城市化学过程、垂直混合和输送的日变化有着鲜明的季节变化差异.其中在夏季午后化学过程是各城市O₃浓度增加的主要来源;垂直混合导致天津和石家庄O₃浓度增加,但使得北京O₃浓度减少;天津和石家庄存在净输出,而北京则为净流入.通过对比分析O₃污染和清洁过程结果表明,化学过程主导北京和石家庄污染过程午后O₃浓度增加,天津则为垂直混合,此外,北京和石家庄存在O₃净输入,天津则为净输出;而清洁过程中,垂直混合主...     

京津冀突发事件总体应急预案量化评价

应急预案是应对突发事件工作的重要抓手,加强应急预案管理已成为新时期我国各级政府应急管理工作的重要任务。为提高京津冀应急预案质量,通过构建PMC指数模型来评价该地区突发事件总体应急预案,为预案优化提供建议。选取京津冀5项代表性突发事件总体应急预案为研究样本,首先,基于对预案文本的挖掘与分析以及借鉴已有研究关于应急预案评价指标的设定,建立了包含9个一级变量和57个二级变量的评价指标体系。其次,通过测算得出各个预案的PMC指数分值,据此对每项预案进行分析与优化。结果表明,5项预案的PMC指数均值为7.89,根据评级划分标准,5项预案总体表现良好,其中2项等级为优秀,3项等级为良好。除了在事件分类分级标准、恢复与重建这两个一级变量上没有失分外,在其他一级变量上都有失分,具体可以依据二级变量在这几个方面实施优化。     

京津冀及周边地区清洁取暖补贴政策现状、问题与对策

京津冀及周边地区以燃煤为主的农户冬季采暖方式是影响区域大气环境质量的重要原因之一,大规模推进清洁取暖改造是优化区域能源结构、改善大气环境质量的重要举措.本文以京津冀大气污染传输通道城市("2+26"城市)为重点,全面梳理了京津冀及周边地区清洁取暖政策特别是补贴政策的实施情况和主要问题,对近期区域清洁取暖改造补贴投资进行测算,提出未来农村清洁取暖补贴政策的优化建议.结果表明,在现行补贴标准下,补贴资金投入额的差异主要来源于清洁取暖技术路径及农居建筑节能性能的差异,使用热泵类设备并进行建筑节能改造对降低补贴资金投入有积极影响;中央财政的清洁取暖试点城市奖补资金只能覆盖2019年改造补贴所需投资总额的20%左右,地方政府财政压力巨大.未来京津冀及周边地区农村清洁取暖补贴政策应继续充分发挥中央财政支持作用,充分利用市场建立多元化投融资机制,已大规模推进农村清洁取暖改造并已制定清洁取暖补贴政策的地区应继续制定新的补贴政策,尚未大规模改造的地区建议通过试点补贴方式逐步引导推广,清洁取暖补贴标准的制定和调整应在农户可接受、政府可承担的前提下逐步实现退坡.     

辽宁中部城市群一次灰霾天气过程的外来影响程度研究

利用中国科学院大气物理研究所自主开发的嵌套网格空气质量模式系统(NAQPMS)及其污染源在线追踪技术,对2011年10月27—30日辽宁中部城市群发生的一次灰霾过程的外来影响贡献率进行了模拟计算和分析.研究结果表明:NAQPMS模式能较好地模拟辽宁中部城市群PM10浓度的时空演化,特别是代表性城市沈阳的PM10浓度的时间变化,这为利用污染源在线追踪技术研究外来影响的贡献率奠定了基础;在此次辽宁中部城市群灰霾天气期间(10月27—30日),外来贡献率随着城市与京津冀地区距离的增加而减小,从营口的61%减小到铁岭的23%,而辽宁省本地贡献率则逐渐增大;京津冀城市群相对于胶东半岛城市群是主要的外来影响源地;在辽宁中部城市群近地层PM10浓度先后达到峰值时段,京津冀地区对营口、鞍山、沈阳、本溪、抚顺和铁岭的贡献率分别为60.6%、42.8%、31.8%、34.9%、30.7%和19.7%,因此,至少可以说京津冀地区对此次灰霾过程中营口、鞍山、沈阳和本溪等地的空气质量恶化具有决定性的作用.本文研究表明,虽然开展区域调控是解决区域灰霾污染的有效措施,但也要注意灰霾污染的跨控制区影响问题.     

基于TRMM降尺度和MODIS数据的综合干旱监测模型构建

京津冀地区是我国优质冬小麦的主产区之一,但在全球气候变暖影响下,该地区干旱灾害频发,因此准确监测京津冀地区旱情既能为区域农业生产提供科学指导,又起到保障国家粮食安全等重大战略作用。综合考虑干旱发生过程中大气降水—植被生长—土壤水分盈亏等致旱因子,首先利用GWR（Geographically Weighted Regression）模型对TRMM（Tropical Rainfall Measuring Mission）3B43数据进行降尺度处理,得到1 km分辨率的降水状态参数（Precipitation Condition Index,PCI）;再结合MODIS（Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer）数据,得到植被状态指数（Vegetation Condition Index,VCI）、温度状态指数（Temperature Condition Index,TCI）,最后基于多元回归模型构建综合干旱指数（Comprehensive Drought Index,CDI）,以实现对京津冀地区干旱时空监测评价。结果表明：（1）基于GWR模型与占比系数法得到的1 km空间分辨率TRMM年数据、月尺度数据,不仅在空间分辨率上相比原始TRMM数据得到很大的提升,并且数据精度也通过了检验,表明降尺度分析提高了TRMM数据对研究区降水时空特征的描述能力;（2）监测模型结果与京津冀地区所经历的干旱历程等实际旱情基本一致,并且CDI指数与标准化降水指数（Standardized Precipitation Index,SPI）做相关分析,其相关系数R在0.45~0.85之间,与作物受旱面积做相关分析,相关系数R介于在-0.81~-0.86之间,与作物标准化单产进行相关分析,其相关系数R均大于0.6,并且均通过P<0.05的显著性检验,表明本文所构建的综合干旱监测模型在京津冀地区是适用的。     

邢台氨减排对京津冀PM2.5改善的溢出效益

氨减排会对周边大气PM_2.5污染改善带来潜在的溢出效益,但尚缺乏对其规律的探究.利用WRF-CAMx-PSAT模型模拟量化了典型城市(邢台)NH₃减排对周边地区大气PM_2.5浓度降低的溢出效益,探究了其在不同季节与不同NH₃减排比例下、对PM_2.5及其二次无机化学组分随距离变化的响应规律.结果表明：(1)NH₃减排在不同减排比例下对周边城市的PM_2.5及其二次组分均存在溢出效益,其效益随周边受体城市与减排城市相对距离的增加呈显著的指数下降的趋势;(2)在1月的溢出效益远高于7月,1月在不同减排比例下京津冀PM_2.5浓度下降值约为7月的7.4倍;(3)各组分溢出范围随着减排比例的增加不断扩大,NH₄⁺和SO₄^2-的溢出最远距离呈指数趋势上升,NO₃^-的溢出最远距离呈线性趋势上升;(4)...     

京津冀北流域生态补偿机制初探

从京津冀北流域生态保护面临的难题分析入手,借鉴国际流域生态补偿的经验,从四个角度提出京津冀北地区可以选择的生态补偿类型。就京津冀北地区而言,更多地要从政府介入的层面来探讨其生态补偿的机制,同时考虑补偿的实施效果,把生态保护融入区域经济发展之中,从而真正达到生态补偿的目的。本文亦给出京津冀北流域生态补偿机制的路径选择;即首先建立流域水权交易政策;其次探索“流域水质水量协议”;第三是做好利益转移估算。最后开展流域“异地开发”实践。