长江三角洲区域输送对上海市空气质量影响的特征分析

采用MM5/CMAQ模型模拟了2004年长江三角洲地区大气污染物的输送与扩散对上海地区空气质量的影响,并定量研究了外部源区域输送和本地源对上海市空气质量的贡献.结果表明,上海地区受本地源和外地源的影响程度及相互比例随着季节的变化存在很大差异;一次污染物SO2和二次污染物SO42-所受到的影响也呈现不同的特点.外部源区域输送对上海地区SO2浓度的贡献率为7%~17%,而对SO42-浓度的贡献率在60%~70%.贡献率垂直廓线分析表明,上海地区SO2外部源贡献率随高度存在着明显的变化,总体上随高度的增长呈非线性增长,而SO42－外部源贡献率随高度的变化不明显.     

2016年秋季新乡市空气质量模式预报效果评估

基于新乡市空气质量数值预报平台，采用相关系数（r）、标准化平均偏差（NMB）等统计指标，系统评估2016年秋季新乡市嵌套网格空气质量预报模式（NAQPMS）和通用多尺度空气质量模式（CMAQ）的预报效果，对比分析2套模式不同预报时效和不同水平分辨率的空气质量等级预报准确率。结果显示：2套模式均较好地表征了各主要污染物的浓度变化特征，2套模式的等级预报准确率高于60%，其中CMAQ对中度及重度的预报等级准确率达到70%。对比模式24、48、72 h 3种预报时效效果，24 h预报时效的统计数据最优，说明24 h预报时效模拟结果可作为业务预报重要的支撑。     

基于Models-3的自修正空气质量预报系统及其效果检验

本文介绍了一个以Models-3为基础的自动化空气质量数值预报系统,该系统通过Gambas、Yabasic和R语言等工具进行开发,集成WRF-SMOKE-CMAQ三个模式,可通过监测数据进行自动修正,完成空气质量业务数值预报,并将结果发布到Web服务器上进行呈现。该系统对硬件的要求较低,将部署于一台DELL Optiplex 9010工作站上,设置6km—2km双层嵌套,进行成都市空气质量数值预报。本文分析了成都市2014年1月1日至2014年12月31日的空气质量数值预报结果,评价系统对成都市NO_2、SO_2、PM_(10)、PM_(2.5)、O_3、CO以及空气质量指数(AQI)的预报效果。结果显示,系统对于成都市2014年空气质量变化情况趋势的预报效果较好,302天有效预报中,24小时直接预报的空气质量等级准确率为58.27%,AQI预报相关系数0.71,观测值自动修正预报对24小时空气质量预报具有明显改善效果,使其等级预报准确率达到64.9%,相关系数提高到0.89。     

Effect of current emission abatement strategies on air quality improvement in China: A case study of Baotou, a typical industrial city in Inner Mongolia

The nationalAirPollutionPreventionandControlActionPlanrequiredsignificant decreases inPM2.5 levels overChina.Toexploremoreeffectiveemissionabatement strategies inindustrialcities,acasestudywasconductedinBaotoutoevaluatethecurrent national controlmeasures.ThetotalemissionsofSO2, NOX, PM2.5 and NMVOC (non-methanevolatileorganiccompounds)inBaotouwere211.2Gg,156.1Gg,28.8Gg, and 48.5Gg,respectivelyin2013,andtheywouldexperienceareductionof30.4%,26.6%, 15.1%, and8.7%,respectivelyin2017and39.0%,32.0%,24.4%,and12.9%,respectivelyin 2020. TheSO2, NOX and PM2.5 emissionsfromtheindustrialsectorwouldexperiencea greater decrease,withreductionsof37%,32.7and24.3%,respectively.From2013to2020, the concentrationsofSO2, NO2, andPM2.5 are expectedtodeclinebyapproximately30%, 10% and14.5%,respectively.ThereductionrateofSNA(sulfate,nitrateandammonium) concentrationswassignificantlyhigherthanthatofPM2.5 in 2017,implyingthatthecurrent key strategytowardcontrollingairpollutantsfromtheindustrialsectorismorepowerful for SNA.Althoughairpollutioncontrolmeasuresimplementedintheindustrialsector could greatlyreducetotalemissions,constrainingtheemissionsfromlowersourcessuch as residentialcoalcombustionwouldbemoreeffectiveindecreasingtheconcentrationof PM2.5 from 2017to2020.Theseresultssuggestthatevenforatypicalindustrialcity,the reduction ofPM2.5 concentrationsnotonlyrequiresdecreasesinemissionsfromthe industrial sector,butalsofromthelowemissionsources.Theseasonalvariationinsulfate concentrationalsoshowedthatemissionfromcoal-burningisthekeyfactortocontrol during theheatingseason.     

基于三维空气质量模型的淄博市臭氧及前体物来源解析

基于WRF-CMAQ模型中的ISAM模块对2021年6月淄博市夏季O₃及其前体物NO₂和VOCs进行来源解析,明确O₃及其前体物的来源(区域和源类),并将O₃日最大8 h平均值(MDA8)高于(低于)160μg·m^-3的时段划分为污染(清洁)时段,对比了清洁天与污染天的来源差别并选取了典型污染时段进行来源解析和过程分析.结果表明,淄博市夏季NO₂主要来自本地排放,贡献率达45.1%,道路移动源(33.8%)和天然源(20.7%)是最主要的本地NO₂来源.天然源、溶剂源和石化行业对VOCs的贡献占据主导地位,总贡献达78.5%.MDA8的本地贡献是21.4%,区域外传输(32%)和周边城市(26.8%)影响不可忽略.在本地排放源中,道路移动源、电力行业和建材行业对本地MDA8贡献率在10.9%～18.8%.O₃污染天时淄博市MDA8受本地贡献及区域内各城市贡献总和均有所上升.但从淄博市本地源类贡献的变化来看,在不同...     

典型石化企业排放空气质量影响模拟研究

基于惠州市大亚湾区2017年大气污染源排放清单,利用WRF-CMAQ模型系统量化评估了大亚湾区某典型石化企业在关停和增产排放情景下对周边空气质量的影响.清单结果显示该企业2017年SO₂、NO_x、PM₁₀、PM_2.5、CO和VOCs的排放量分别为212 、1744 、455 、359 、1458 和6446 t,在严格落实等量替代及减排措施后,该石化企业虽然产能翻倍,但VOCs排放量同比2017年显著减少了30%,其它污染物排放量增加了6%~19%.模拟结果显示2017年该石化企业排放对大亚湾区NO₂、PM₁₀、PM_2.5和O₃的浓度贡献分别为0.91、0.64、0.54和-0.08 μg·m^-3,完全关闭该企业排放后对周边站点NO₂改善效果最大（可使邻近管委会子站NO₂浓度下降1.24 μg·m^-3,下降百分比为5.10%）,但由于NO的滴定效应,该企业NO_x减排对周边管委会子站和霞涌子站的O₃浓度均有轻微负贡献;该石化企业的增产改造对周边O₃浓度降低影响明显,周边站点中O₃浓度最高可下降2.45 μg·m^-3（下降幅度为1.72%）,大亚湾区O₃浓度整体也可下降1.45 μg·m^-3.此外,受秋冬季不利扩散条件以及主导上风向污染传输影响,该企业在1月和10月对管委会子站NO₂、PM₁₀和PM_2.5的浓度贡献较大,由于冬季低温导致光化学反应自由基活性降低,该企业在1月对管委会子站O₃浓度负贡献显著.     

不同季节人为氯排放对二次气溶胶影响的数值模拟

利用WRF-CMAQ模式对比有无人为氯排放的模拟试验,定量分析了不同季节人为氯排放对二次无机气溶胶和二次有机气溶胶的影响.结果表明,人为氯排放对硫酸盐的影响较小,而硝酸盐对人为氯排放较为敏感,Cl^-颗粒物与HNO₃、N₂O₅、NO₃和NO₂均可发生反应生成硝酸盐,同时NH₃也会转化为铵盐.人为氯排放使冬、春、夏、秋季硝酸盐月均浓度分别最高增加9.8 μg/m³(34.3%)、1.5μg/m³(11.4%)、1.3μg/m³(9.1%)和2.6μg/m³(10.3%),铵盐月均浓度分别最高增加3.0μg/m³(30.7%)、0.6μg/m³(10.3%)、0.5μg/m³(6.5%)和1.1μg/m³(8.0%),冬季影响最大,夏季影响最小.人为氯排放增强了Cl原子和OH自由基对VOCs的降解作用,不同种类的SOA浓度略有上升,人为氯排放对SOA浓度影响最大约为6%.二次无机气溶胶和二次有机气溶胶的增加导致了颗粒物总量的增加,人为氯排放使冬、春、夏、秋季PM₁₀月均浓度分别最高增加14.0μg/m³(18.3%)、2.5μg/m³(3.0%)、1.9μg/m³(2.8%)和4.5μg/m³(4.3%),PM_2.5月均浓度分别最高增加15.0μg/m³(24.4%)、2.1μg/m³(3.5%)、1.2μg/m³(3.2%)和3.9μg/m³(4.4%).人为氯排放的季节性影响从大到小分别为冬、秋、春、夏季,内陆的影响比沿海大.     

兰州市CMAQ近地面臭氧模拟结果的订正方法——基于机器学习方法

为能更加准确地模拟出兰州市近地面臭氧浓度,在CMAQ （社区多尺度空气质量建模系统）的基础上,利用机器学习方法中的XGBoost （极限梯度提升）模型及LSTM （长短期记忆）神经网络模型建立近地面臭氧模拟结果的订正模型,并以两种方法为基础,利用误差变权倒数组合方法构建LSTM-XGBoost组合模型,以期进一步提高订正效果.本文选取兰州市4个国控站点（兰炼宾馆,铁路设计院,榆中校区,生物制品所）2019年7、8月环境空气质量监测数据及兰州市气象站同期气象数据,对CMAQ模拟的同时段兰州市近地面臭氧浓度进行订正.结果表明,CMAQ能够模拟出兰州市近地面臭氧浓度的空间及时间分布特征,但整体上对浓度有所低估.利用上述方法构建的订正模型中,LSTM-XGBoost组合模型的订正效果最好,臭氧相关性由CMAQ模拟的0.61~0.76提升至0.89~0.95,臭氧8h平均相关性由0.65~0.79提升至0.81~0.88,臭氧RMSE由44.83~70.17mg/m³提升至15.21~26.53mg/m³,臭氧8h平均RMSE由40.07~67.57mg/m³提升至14.24~28.54mg/m³.该研究表明利用机器学习方法对CMAQ模拟结果订正可行,可以改善环境空气质量模式模拟结果.     

舟山市臭氧污染分布特征及来源解析

臭氧及其前体物在环境空气中传输和反应过程复杂,本研究利用舟山市国控点2014年的监测数据对臭氧污染时空分布开展了统计分析,并利用CMAQ (community multiscale air quality)模型模拟了舟山市2014年臭氧污染形成,选用ISAM(integrated source apportionment method)源追踪算法计算来源贡献率.结果表明,舟山市春秋季节的臭氧浓度相对较高,浓度高值出现在午后13:00～15:00.普陀站的臭氧平均浓度最高而位于中心城区的临城站最低.臭氧总体浓度不高,但易出现单日浓度高值,其中5月臭氧超标率最高.舟山市本地臭氧形成主要受VOCs浓度控制,而源解析结果表明舟山市全年外来源占总贡献的69. 46%.本地源中,工业燃烧源、工艺过程源、道路移动源、非道路移动源的贡献率相差不大,且表现出显著的港口城市特征,船舶源、石化源、储运源分别占总贡献的4. 45%和1. 01%和1. 80%.控制臭氧污染应采取周边区域联防联控的措施,以VOCs排放源为主,不同来源协同调控的措施.     

基于CMAQ和HYSPLIT模式的日照市夏季臭氧污染成因和来源分析

日照市作为典型沿海城市,近年来O₃污染日益严重,为探究O₃污染成因和来源,基于CMAQ模型的IPR过程分析和ISAM源追踪工具分别量化不同物理化学过程,不同源追踪区域对日照市O₃的贡献,并对比在O₃超标日和非超标日的差异,结合HYSPLIT模式探究日照市O₃的区域输送路径.结果表明,以日照市及周边为CMAQ模拟区域,O₃超标日与非超标日相比,日照市和连云港市沿海附近O₃、 NO_x和VOCs浓度明显增加,这主要是由于超标日日照市为西风、西南风和东风的辐合区,易于污染物的输送并累积;过程分析显示,输送过程(TRAN)对日照市和连云港市沿海附近的近地面O₃贡献在超标日明显增加,而对临沂以西大部分区域贡献减小.光化学反应(CHEM)在各个高度对日照市白天O₃浓度均为正贡献,TRAN在离地0～60 m为正贡献,在60 m以上主要为负贡献,超标日CHEM和TRAN在离地0～60 m...