2016—2019年夏半年成都市区臭氧污染天气特征分析

为揭示成都市区臭氧污染气象条件特征,通过欧盟COST733天气客观分型软件对成都市区2016-2019年夏半年(5-9月)海平面气压场和500 hPa位势高度场进行大气环流形势分型,并结合同期臭氧监测数据、地面气象观测数据以及总云量实况分析产品,分析成都市区夏半年臭氧超标天气及气象要素特征.结果表明:成都市区2016-2019年夏半年共出现臭氧超标日数为159 d,超标率为26.0%,超标日主要集中于5-8月,小时超标多出现于14:00-17:00.臭氧污染日数最多的海平面气压场为弱低压型,其后依次为低压前部型、低压型、高压后部型.臭氧超标率最高的海平面气压场为低压前部型,其后依次为弱低压型、低压型、高压后部型.500 hPa位势高度场平直西风气流型臭氧超标日数最多,青藏高压型臭氧超标日数最少.青藏高压型是臭氧超标率最高的500 hPa位势高度场型,平直西风气流型臭氧超标率最低.成都市区臭氧超标日多出现在偏西北风下,近地面气象要素特征一般表现为风速1.2~1.6 m/s,气温在25℃以上,相对湿度多集中在70%左右,总云量和降水概率多低于60%,降水量级以小雨为主,太阳辐射和日照时数分别位于20.5~23.2 MJ/m2和6.0~7.8 h区间.小时臭氧超标近地面气象要素特征为气温和总辐射曝辐量相对较高,二者分别在30~36℃和0~3.5 MJ/m2之间,相对湿度在60%以下,总云量低于40%,以偏南风影响为主.研究显示,成都市区海平面气压场为低压型,500 hPa位势高度场为青藏高压型时,易发生臭氧污染.      

四川盆地冬季两次典型大气污染过程对比分析

为探究四川盆地冬季污染天气过程气溶胶分布和垂直气象场特征,利用MODIS MCD19A2大气气溶胶光学厚度数据、实况格点融合分析数据、环境空气质量监测数据以及探空气象观测数据,对四川盆地2017年12月19日—2018年1月3日以及2018年1月11—24日两次污染天气过程的气溶胶光学厚度(AOD)空间分布以及气象条件进行分析.结果表明:①四川盆地冬季两次污染天气过程中,成都市一直为AOD高值区.②霾天气过程(2018年1月11—23日)中,四川盆地AOD高值区分布区域更广,高低空环流形势稳定,混合层高度偏低,近地层逆温和高湿环境均有利于霾天气的形成与持续.③沙尘天气过程(2017年12月29日—2018年1月1日)中,四川盆地AOD值呈“南高北低”的空间分布特征;冷空气携带沙尘气溶胶自北向南影响四川盆地,对混合层高度有小幅抬升作用,空气质量得到轻微改善;但混合层高度始终偏低,干冷空气使近地层相对湿度下降,本地气溶胶粒子数减少,但沙尘气溶胶粒子数增加,伴随近地层逆温稳定维持,有利于沙尘天气的形成与持续.研究显示,冬季四川盆地混合层高度偏低、近地层逆温稳定维持,均不利于气溶胶粒子垂直扩散,导致四川盆地易出现污染天气.      

WRF四维同化数据在空气质量法规模型CALPUFF的应用研究

采集富硒区芥菜及其土壤,探讨土壤腐殖质的组成及其对铅的作用规律。结果表明:富硒区土壤腐殖质组成含量均为胡敏素(humin,HM)>>胡敏酸(humic acids,HA)>富里酸(fulvic acids,FA),各组分含量随硒含量的降低呈先降低后升高,腐殖质总量各样点差别较大,其腐殖质组分对铅在芥菜中的迁移富集有一定影响,且能够抑制Pb的活性。FA、HA对溶液中不同浓度Pb均产生吸附作用,Pb浓度为3 mg/L时吸附效果较好,在此浓度下不同硒水平土壤提取的FA/HA对Pb的作用均随FA/HA加入量的增加而增强,而且硒水平较高的土壤提取的FA/HA对Pb的吸附作用更为明显。HM对土壤中铅具有钝化作用,且投加量小时作用较明显。相关性分析显示:硒水平与FA、HA对Pb的吸附率以及HM对土壤中Pb浸出浓度的降低率显著正相关。     

WRF模式最优参数化方案在不同空气质量模式的应用

精准的气象场和适用的空气质量模式是优化大气污染模拟的重要途径.为提升四川盆地冬季大气污染模拟效果,利用WRF模式25组参数化方案组合,进行气象场模拟试验,基于最优方案数据,以四川盆地某大型钢铁厂为例,分别驱动AERMOD模式和CALPUFF模式,通过研究区域4个国控站数据对模拟结果进行对比验证.结果表明,WRF模式参数化方案选取对地面风场、高空风场和地面湿度场模拟效果影响较大,对地面温度场、高空温度场和高空湿度场模拟效果影响较小,SLAB陆面过程方案、 Dudhia短波辐射方案分别与YSU、 ACM2、 BouLac和MRF边界层方案的组合,均能较好地模拟四川盆地冬季地面风场、温度场和湿度场的变化趋势,结合高空风温湿统计参数综合分析可知,第1组方案适用于达州气象场模拟,第13组和第17组方案分别适用于成都白天和夜间时段气象场模拟.CALPUFF模拟结果与监测值的相关性整体优于AERMOD,从站点角度分析,CALPUFF在国控站3号的模拟效果相较AERMOD提升较大,在国控站2号的模拟效果提升较小,从大气污染物角度分析,4个国控站CALPUFF对NO_x和PM     

地面气象观测资料在空气法规模型的标准化研究

以云量、风速、风向、温度3类地面气象观测数据的获取方法为研究对象,探讨如何规范地面气象观测数据在模型中的标准化应用.结合我国2008年颁布的《环境影响评价技术导则 大气环境》推荐的模型AERMOD对所需要的地面气象数据需求,并以内蒙古自治区正蓝旗上都电厂SO2实测数据为验证数据,在模型其他输入参数不变的情况下,利用试验站10min和1h地面气象数据,并分别以低云量和总云量代替蔽光云量,设置4种情景.其中,情景一使用试验站10min地面气象数据,并用低云量代替蔽光云量.与情景一相比,情景二使用总云量代替蔽光云量,情景三使用1h地面气象数据,情景四使用试验站1h地面气象数据,并用总云量代替蔽光云量.4种情景除了上述不同点,其他地面气象参数均相同.结果表明,在4种情景中,情景二、三、四的FB值均小于情景一,更靠近0.关于RHCR值,情景三和四更靠近于1,分别为1.33和1.41,表明在预测高端值时,情景三和四的效果更好.情景二的RHCR值为1.51,大于情景三,说明风相较于云对模型模拟结果影响更大.由FB值、RHCR值以及Q—Q图的综合分析得出,情景四的模拟值更接近实际监测值,其采用的地面气象数据全面符合本研究所推荐的数据标准化应用方法, 规范了模型数据标准化应用,提升了大气环境影响评价预测精度.     

AERMOD模型地表参数标准化集成系统研究

针对大气环境影响评价工作中存在的一些问题和需求,构建了基于全国高分辨率土地利用数据、GIS地理信息系统、AERSURFACE地表参数处理模块的集成系统.该系统以研究区域土地利用类型为核心,着眼于通过标准化、自动化的方法提高AERMOD的模拟效果,最终建立一套全国地表参数综合数据库.结合内蒙古上都电厂的现场监测结果,对该系统修正后的地表参数进行模拟验证,结果表明,修正后模拟结果的FB值和RHCR值分别为0.37、1.41,相比于修正前的结果更加接近0和1,说明了经AERSURFACE修正后的地表参数更能反映真实的扩散情况.     

成都市降水对大气污染物的清除效果分析

成都市受特殊地形和气候条件影响,地面风速小,静风比例高,空气湿度大,大气污染物扩散缓慢,主要靠降水的冲刷和清除作用去除大气污染物.利用2014年5月13日-2017年12月31日成都市逐小时ρ（PM_2.5）、ρ（PM₁₀）、ρ（NO₂）、ρ（O₃）、ρ（CO）、ρ（SO₂）监测数据和同期地面降水量观测数据,分析了降水前污染物质量浓度、小时最大降水量、降水持续时间及累积降水量对大气污染物清除效果的影响.结果表明:①降水对6种大气污染物的清除率随降水前污染物质量浓度的增加而增大,并且汛期降水对大气污染物的清除率大于非汛期降水.②降水对大气污染物起正清除作用,清除率随降水持续时间的增加而增大.③不同降水量对不同污染物的清除效果不同,对PM_2.5、PM₁₀、NO₂、CO和SO₂的清除率随降水量的增加而逐渐增大,对O₃的清除效果相差不大且清除率均较大;小时最大降水量对PM_2.5、PM₁₀、NO₂、O₃、CO、SO₂的清除率平均值分别为29.48%、26.95%、22.02%、26.87%、11.94%、28.75%,累积降水量的清除率平均值分别为31.64%、30.66%、24.38%、26.31%、13.89%、32.91%,其中CO不易溶于水,降水对其清除作用明显小于其他几种污染物.研究显示,降水对大气污染物的清除作用显著,对SO₂、PM_2.5和PM₁₀的清除效果较好,而对CO的清除效果较差.