南京地区冬夏季大气重污染个例对比分析

本文研究了南京仙林地区在秸秆焚烧、逆温造成的大气污染的特征,分析了不同时期大气各成分的浓度变化.秸秆焚烧产生的大气污染事件中,颗粒物浓度上升最为显著,其中PM10的浓度最高可达0.65mg/m3,污染持续时间约36h.冬季污染期持续更长,但颗粒物峰值小于夏季,PM10浓度约在0.4mg/m3.根据Fernald方法反演得到的激光雷达消光系数计算不同高度AOD表明,秸秆焚烧造成的污染在空间上的分布较为均匀而冬季污染期近地表AOD的贡献超过40%.后向轨迹分析表明了污染期的气团在1500m高度的来源和1000m之下有差异,48h内的来源距离较短,近地表的大气质量受到周边地区的影响大,非污染期的气团垂直高度上性质较为均一,来源较为一致,来源距离较长.     

基于大气超级站观测的2017年5月北京市沙尘天气过程分析

结合常规污染物监测、PM_2.5化学组分监测、激光雷达监测和颗粒物数浓度及粒径监测等手段，对2017年5月影响北京市的一次沙尘天气过程进行分析。结果表明：5月4日凌晨起沙尘天气开始影响北京市，延庆、官园和通州3个站点PM₁₀峰值浓度分别为2 091、2 245、2 590 μg/m³，体现了该次沙尘天气影响程度之重。PM_2.5浓度与PM₁₀变化一致，也达到重度污染的水平。沙尘天气移动路径是沿着区域西北至东南方向。沙尘天气主体从3 km左右的高空进入北京市，随后逐渐渗透至1 km高度以及地面，且沙尘层厚度较高，覆盖了地面至3 km的高度。沙尘天气过程中OM和Ca²⁺组分增幅最大。在沙尘天气影响严重时间段，沙尘天气源与生物质燃烧源比例之和大于50%，最高值为67.6%。沙尘天气过程中颗粒物峰值粒径为0.965~1.037 μm。     

广州市春季一次沙尘天气过程综合观测

2017年4月21—23日广州市经历了一次远距离传输的沙尘天气过程,为了解沙尘过程对广州市空气质量的影响,基于广州市大气超级站,利用单颗粒气溶胶质谱(SPAMS)、气溶胶激光雷达观测数据并结合HYSPLIT后向轨迹模型分析了沙尘过程细颗粒物组分及污染来源贡献变化和沙尘气溶胶的来源及路径。结果表明:受沙尘过境影响,PM_(10)浓度大幅升高,PM_(2.5)/PM_(10)最小值仅为12.1%;沙尘过境期间影响近地面颗粒物的沙尘高度主要分布在1 km以下区域,近地面颗粒物消光系数均值为100.11 Mm~(-1),探测到最大退偏振比为0.28。SPAMS研究发现沙尘过境期间含硅酸盐颗粒物(SI)的细颗粒物数浓度比例达25.9%,是沙尘过境前的1.4倍;PM_(2.5)中扬尘贡献率明显增大,达到了17.3%,是沙尘过境前的1.9倍。后向轨迹模型HYSPLIT显示此次沙尘为典型的北方沙尘传输,沙尘源自中国西北地区,传输方向为自西北输送至华东地区后,转为东南方向影响广州市。     

济南地区一次沙尘过程的激光雷达观测分析

利用微脉冲激光雷达探测技术,结合常规污染物监测以及PM_(2.5)化学组分监测数据,对2017年5月影响济南地区的一次沙尘天气过程进行分析。结果表明:5月4日12:00沙尘天气开始影响济南市,PM_(10)小时浓度大幅升高,至5月5日13:00,PM_(10)小时浓度达到峰值(质量浓度953μg/m~3)。沙尘过境期间近地面1 500 m以下形成消光系数和退偏比极大区,其中5月5日11:00—13:00,300 m处退偏比平均高达0. 19,非球形特性显著。沙尘天气过程中Mg~(2+)组分、Ca~(2+)组分增幅最为明显。后向轨迹模型HYSPLIT显示,此次沙尘起源于内蒙古中西部地区,沿高空西北方向传输至济南地区。     

2015—2018年春节期间合肥烟花爆竹燃放对空气质量的影响

根据2015—2018年颗粒物浓度数据、颗粒物组分、激光雷达等资料,分析烟花爆竹燃放对合肥市空气质量的影响。研究发现,随着烟花爆竹禁燃措施力度的加强,2018年合肥市烟花爆竹对空气质量影响较2015—2017年显著下降,2018年春节期间PM₁₀与PM_2.5峰值浓度比2017年分别下降44.4%和52.9%,污染峰值容易出现在除夕和初一前后。春节期间合肥市大气污染总体上呈现自东北到西南逐渐减轻的趋势,周边县(市)空气质量的污染程度比城区更加严重。烟花爆竹的燃放导致空气中金属元素浓度和SO₄2-浓度明显增加,富集因子法发现呈现严重富集重金属元素Sr、Zn、Ba、Cu、Pb、Sn、Sb和其他元素(如K、As)。2018年烟花爆竹禁燃措施力度加强后,K、As、Sn、Sb元素富集程度呈现下降趋势,较高消光系数对应的高度范围较2017年大幅减小,并且污染带厚度显著降低,城区依然可能存在外来污染传输的颗粒物下沉现象,周边大片农村和城乡结合部的烟花爆竹集中燃放同样会导致被其包围的城区空气质量迅速恶化。     

大气气溶胶多层结构的激光雷达探测

目的探测大气气溶胶的垂直分布,表征气溶胶的垂直结构和各层气溶胶的性质。方法使用金华站点激光雷达观测数据进行个例分析,用梯度法对边界层进行反演,利用退偏振比、颜色比和光学厚度对大气中不同高度的气溶胶层进行分析。结果大气垂直结构会出现多层不同性质的气溶胶层,激光雷达可以准确地探测气溶胶随时间变化的垂直结构特征。选取0点至8点进行分析表明,在1.5km高度上下出现两层气溶胶层,上下两层气溶胶层呈现出不同的性质,且其性质会随时间变化而改变。结论大气边界层以外气溶胶分布较为复杂,利用激光雷达探测的气溶胶消光系数、退偏振比、颜色比和光学厚度等参数能够较好地表征气溶胶的垂直结构和各层气溶胶的性质。     

浙江省气溶胶垂直分布及区域传输分析

利用6个激光雷达站点数据从年际和季节变化尺度对浙江省2017~2018年气溶胶垂直分布特征进行研究,并结合污染物浓度数据分析了浙江省主要颗粒物类型的季节差异.结果表明,大部分站点2018年气溶胶消光系数整体小于2017年;边界层内消光系数空间上呈中部高东西低的分布形态;消光系数季节变化表现为冬季最高,秋季其次,而春夏较低;气溶胶在春、夏季集中在地面上方1~2km以内,冬季主要分布在1km以下,秋季受高空气溶胶影响,6个站点呈现出不同的垂直分布模式.进一步,选取发生在2018年4月和7月两次气溶胶跨区域传输过程,综合CALIPSO和MODIS卫星数据、以及后向轨迹、PSCF与CWT模式对污染物来源与传输机制进行探索,发现来自AOD高值区的气团显著加重本地污染.     

重庆主城区大气重污染形势的激光雷达探测与分析

2013年1月12日-26日，利用大气超级站ALS300型激光雷达对重庆主城区大气进行了连续探测，分析了重污染形势期间的大气扩散条件及大气颗粒物时空分布等探测结果。分析表明，大气层结持续稳定，扩散条件差使得大气颗粒物浓度居高不下，大气能见度持续恶化；大气重污染期间PBL高度较低，平均为320～350m；大气颗粒物污染带处于100～400m高度范围；全国范围内异常的大气环流形势和重庆主城区独特的地形、气候特征是造成持续大气重污染形势的原因。     

苏南地区一次灰霾天气程中颗粒物的空间特征分析

针对2014年5月24-31日期间江苏省南部的一次典型的灰霾天气过程,结合地面环境空气自动监测站数据(AQI、PM_(10)和PM_(2.5))、近地面能见度数据、激光雷达垂直探空结果、气象条件数据,对此次区域灰霾污染的近地面特征和空间特征进行了分析。发现此次灰霾污染过程可以分为2个阶段:第一个阶段,5月24-25日,空气质量由良逐渐增重为中度污染,其中25日11时AQI峰值达到200,近地面能见度2.2 km。近地面PM_(10)和PM_(2.5)的峰值浓度分别为215μg/m~3和150μg/m~3,该阶段PM_(2.5)/PM_(10)的比值均值达到0.6;无锡地区2.5 km高度范围内分布大量的强消光性粒子,导致消光系数超过0.8 km~(-1),退偏振度不足0.1,以局地球形细粒子为主;第二个阶段,26-31日空气质量再次恶化,污染程度累积,27日23时、29日21时、31日3时达到484、239和231。26-31日,近地面首要污染物是PM_(10),PM_(10)的均值210μg/m3,PM_(2.5)的均值97.7μg/m~3,PM_(2.5)/PM_(10)的比值均值低于0.5;大气中分布的颗粒态污染物粒子的不规则程度增大,大气消光系数略有减弱,约0.6 km~(-1),退偏振度系数大于0.3,说明此阶段大气中含有较多的浮尘粒子。其中,27日消光系数有突然增大的过程,这与江苏地区的秸杆燃烧过程密切。通过后向轨迹与卫星监测的火点分布,表明27、28日的气流轨迹将大量的不完全燃烧的生物质粒子带到观测站点附近。近地面的气象条件分析发现,26-29日,随近地面的大气压力从1 000 h Pa降至993 h Pa,相对温度从80%以上降至不足45%,峰值超过6 m/s,直接使得空气中颗粒物增多。