京津塘高速公路秋冬季低能见度及应对措施

利用2007年10-12月沿路布设的气象自动站相对湿度资料和能见度资料,初步分析了京津塘高速公路各路段低能见度事件的分布特点,指出秋冬季的低能见度天气分布及成因呈现明显的区域特征:低于1 km的低能见度事件,以塘沽局路段出现的概率最大,达到20%;小于200 m的低能见度事件,以泗村店路段出现概率最大,塘沽局次之;马驹桥路段出现不同视程低能见度事件的概率均为最小.当能见度小于1 km时,各路段车辆须减速;当能见度小于200 m时,建议马驹桥路段限速,塘沽西和泗村店路段在对车辆严格限速的同时,要密切关注能见度变化,随时准备封路,而塘沽局路段最好立即封路.进一步讨论了低能见度事件中相对湿度的分布特征,指出各路段不同视程的能见度事件主要是由雾、霾及其混合物等不同天气现象影响造成的.     

天津地区霾天气特征研究

基于2014~2017年天津地区PM_2.5质量浓度，能见度和相对湿度监测数据开展霾天气特征研究.结果表明：天津中度以上霾过程分为五类：高压后部型，北部弱高压型，低压槽型，均压场型和锋前低压型.在现行标准下，中度霾一般对应重度污染天气，重度霾对应重度到严重污染天气；五级重度污染天气一般有中-重度霾发生，六级严重污染天气有重度霾天气发生.2013年“大气污染防治行动计划”开展以后，天津PM_2.5质量浓度和霾日均显著减少，2017年相比2013年霾日减少了55%，中度及其以上霾日由2013年的41d下降到2017年的20d，下降幅度超过50%.基于实况监测的PM_2.5质量浓度，能见度和相对湿度，可以较好的构建区域能见度计算方程.统计数据显示，其估算的能见度和实况值相关系数为0.94，相对误差为18.6%，非霾日辨识准确率为85%，霾日辨识准确率为95.6%，轻微霾辨识准确率为83%，轻度霾辨识准确率为78%，中度霾辨识准确率为93%，重度及以上霾辨识准确率为94%，对于判断霾等级，有较强的适用性.将该方程与空气质量模式结合开展霾等级预报，2015~2017年24h预报产品检验显示：能见度预报值与实况值相关系数为0.75，预报均值13.9km，实况均值14.1km，相对误差为29.6%，FAC2（预报值在实况值两倍范围内百分比）为98.1%，霾日预报准确率81.4%，霾日漏报率18.6%，霾日空报率20.6%，如果容错1级，轻微霾日预报准确率为96%，轻度霾日预报准确率为85%，中度及以上霾日预报准确率为69%，可有效支撑天津霾等级预报的开展.     

天津一次雾-霾天气过程的近地层温湿结构和湍流特征分析

采用地面大气能见度、PM_(2.5)质量浓度、梯度气象资料、塔上湍流观测资料等多种资料及后向轨迹方法,分析近地层温湿结构和湍流特征对2016年12月16日—21日天津地区一次严重持续雾霾天气演变过程的影响.结果表明,本次雾霾天气过程可以明显的分为霾、雾的生成和发展、雾成熟和雾霾消散等4个阶段,近地层温度、相对湿度和风的垂直分布及湍流特征对各阶段的雾-霾转化起到了重要作用.霾生成期间,偏南气流盛行,地面风速降低,RH不断增大,湍流不活跃;地面辐射降温引发了近地层内显著的强逆温,并导致RH由地面到高空逐渐增大,有利于雾的生成和发展;感热通量和潜热通量爆发式增长,导致逆温层瓦解,雾顶继续抬升,雾进入成熟阶段,湍流活动减弱;受西北气流影响,湍流活跃,高空的干冷气团向下取代地面暖湿气团,结束本次雾霾天气过程.采用近地层温湿结构和湍流特征资料,可用于雾-霾天气的演变及其转化过程精细分析.     

污水泵站的恶臭评价与治理对策

以天津市某污水泵站为例,运用国家环保部推荐模式SCREEN3模式计算污水泵站恶臭对周围环境的影响及治理对策,得出以下结论:1)类比天津纪庄子污水处理厂、高碑店污水处理厂等污水处理厂的类比调查,根据规模不同进行相应的比例折算出单位面积恶臭污染物产生的源强,然后根据污水泵站的面积计算恶臭源强;2)使用国家环保部推荐模式SCREEN3模式计算无组织排放厂界达标、最大落地浓度和卫生防护距离等;3)经过综合比较,目前泵站除臭采用较多的是等离子体法和生物除臭法。     

海南岛地区大气输送和扩散特征的数值模拟

采用中尺度气象模式WRF及风场诊断模式CALMET,结合轨迹分析和拉格朗日随机游走模拟方法,分析了海南岛地区低层大气中尺度水平输送和扩散特性,并计算了各季平均大气扩散模态.结果表明,该区域大气污染物的扩散和输送主要受到大尺度背景环流、海陆风等局地环流及地形绕流等的影响.海陆风局地环流是沿海城市源排放的大气污染物向海南本岛输送和扩散的主要机制.北部城市海口的大气扩散对岛内影响最大,冬季平均影响范围可覆盖西北半部;春、秋季主要影响西北和北部区域;夏季对本岛的影响仅限于北部沿岸.南部城市三亚的大气扩散对岛内影响较小,秋季向西南海面的扩散对本岛几乎没有影响;冬、春季对三亚以西沿岸的影响有所增加;夏季扩散影响全面指向岛内,并因地形的作用而东、西向大角度扩展,影响海岛南部的大部分沿岸地区.西北部昌江的平均输送扩散方向与当地海岸线的走向基本一致,污染影响不易深入到岛内.其中,秋季扩散影响以偏西南方向为主,仅对昌江西南部分海岸有少量影响;冬、春季扩散形态类似但影响范围扩大到以东方市为代表的低山盆地地带;海岛西北部大部分沿海地带可受到昌江夏季扩散的影响,但平均扩散方向指向东北偏北的海面.     

天津市PM10, PM2.5和PM1连续在线观测分析

利用2010年9月1日─11月30日在中国气象局天津大气边界层观测站采集的ρ(PM₁₀₎,ρ(PM_2.5)和ρ(PM₁)数据,分析了观测期间可吸入颗粒物的统计特征,结合同期气象观测资料,分析了典型天气条件下ρ(PM₁₀₎,ρ(PM_2.5)和ρ(PM₁)的日变化特征及与风速、风向的关系. 结果表明:观测期间,ρ(PM₁₀₎日均值有超过1/2的天数超过《国家环境空气质量标准》(GB 3095─1996)二级标准限值;ρ(PM_2.5)有63 d超过美国国家环境保护局(US EPA)1997标准限值,超标率高达76.8%;不同天气条件下,ρ(PM₁₀₎,ρ(PM_2.5)和ρ(PM₁)日变化特征明显,三者一般在大雾或扬沙/浮尘天气条件下出现高值,有降水过程时出现低值;可吸入颗粒物以粗粒子(PM_2.5～10)和PM₁为主,PM_2.5～10,PM_1～2.5和PM₁主要分布在风速小于3 m/s,风向为225°～280°和70°～110°范围内;风速大于3 m/s时,ρ(PM_2.5～10)和ρ(PM_1～2.5)有所增加. ρ(PM₁₀₎,ρ(PM_2.5)和ρ(PM₁)未出现周末效应,但存在明显的周内变化.      

天津大气PM_(2.5)垂直特征及边界层影响

利用2006年12月17日至2007年1月1日天津250 m气象铁塔40 m、120 m、220 m高度PM2.5浓度监测资料及铁塔边界层气象资料,分析了不同天气背景下PM2.5随时间、高度变化的分布特征,研究了铁塔边界层气象条件包括逆温、特征摩擦速度、湍流动量和热量对PM2.5的影响,发现垂直PM2.5细粒子的浓度高低与天气背景及边界层气象条件是密切相关。边界层垂直动力和热力变化影响着PM2.5浓度的变化,冷空气过境时刻,PM2.5浓度达到最高峰值。40 m高度出现一个临界摩擦速度0.4 m/s,高浓度PM2.5比较集中在摩擦速度小于0.4 m/s的区域内,大于0.4 m/s这个摩擦速度,边界层的垂直湍流动量及水平和垂直方向的热量输送通量就会明显的变化,因而促使PM2.5在空中的扩散或沉降。也就是说,当摩擦速度小于0.4 m/s时,有利于PM2.5在空中的累积,PM2.5浓度趋于增高的趋势;反之,有利于PM2.5扩散,PM2.5浓度趋于减小的趋势。     

黄、渤海恶劣天气影响船舶安全的风险预估技术初探

在黄渤海船舶类型调查和事故调查的基础上,将船舶航行作为由人-船-环境组成的多因素复杂系统,将气象海况条件作为操船环境因素之一,依据风险决策ALARP准则,调查得到黄海、渤海海区大风浪条件下5 000 t以下货船和客滚轮的不同风险等级标准,具有一定的可操作性。依托精细化的数值预报产品,建立气象保障支持系统,并加工不同船舶的风险预估产品。对实际出现的海难事故进行风险预估,证明了方法的可用性。还需要研究更多船型的风险预估方法和黄海、渤海海区航行船舶的风险区划;已有方法也有待深化。