北京春季一次霾-沙天气污染特性与成因分析

2017年5月3～5日,北京发生一次特别的重污染过程,与之相配的气象条件较为特殊,对污染形态和成因展开研究.基于北京35个环境监测站和与之最近的35个自动气象站,获取本次污染过程的总体特征及PM_(10)、PM_(2.5)浓度与地面风场的匹配形态;利用MODIS和CALIPSO研究污染空间分布、输送路径、污染物类别;根据欧洲中期天气预报中心ECMWF第三代再分析资料ERA-Interim及风廓线雷达数据研究污染成因.以期以地-空立体监测技术手段配合气象条件得到本次污染特有的形态特征和影响因素.结果表明,利用以上多源数据,对本次污染进行立体观测和综合分析,能较好地反映污染特性和受制因素.本次污染骤然开始,陡然下降,持续约30h,整个过程PM_(10)和PM_(2.5)浓度高,分别可达600～1 000μg·m~(-3)和200～700μg·m~(-3).全过程分为三段,前半段、间歇期、后半段.前、后半段污染成因以及由此造成的PM_(10)和PM_(2.5)浓度在空间分布上各有特点.前半段主导风向为西北风,风速小,PM_(10)浓度空间差异小,在800μg·m~(-3)以上,而PM_(2.5)浓度空间差异大,南部和城区高,达600～700μg·m~(-3),其余地方低,在350～500μg·m~(-3).间歇期低层风向从西北风切变为南风,高层维持西北风,南部和城区PM_(10)浓度下降明显,到650μg·m~(-3),北部依然在800μg·m~(-3),而此时北部PM_(2.5)浓度甚至降到200μg·m~(-3).后半段主导风又回到了西北风,且风速激增,此时PM_(2.5)浓度空间差异小且同一站点的浓度均小于前半段,在250～500μg·m~(-3).而PM_(10)浓度又回到了800μg·m~(-3)的水平.说明本次过程属典型霾-沙混合型污染.在偏西气流的影响下,对北京污染的主要贡献是沙尘型的PM_(10),而在偏南气流下,对北京污染的贡献除了沙尘外,还有PM_(2.5).污染重的同时,风速也大,大气垂直运动交汇于大约2～3 km高度,在此高度层内有大量污染物累积.     

基于地-空观测数据的粤港澳大湾区大气污染调查及时空演变特征

为了构建美好生态和人居环境,对粤港澳大湾区大气污染有准确充分了解,对大湾区大气污染状况开展深入调查.基于2014年6月至2018年12月的地面环境观测数据和2000～2018年卫星遥感反演产品,从不同的时间尺度和不同空间上分析大湾区大气污染的时空分布特征、演变态势和潜在气候效应.结果表明:①从站点观测的PM_(2.5)日均值浓度看,每年在1、 2和10～12月出现良好或者轻、中度污染情形,其余时间为优级;②基于卫星近20 a年平均PM_(2.5)浓度空间分布特征,呈现出以广州和佛山为中心向外辐射特征.时间演变上大体呈现出Ω形态特征,从2000年开始逐渐增加, 2008年最高,之后逐渐降低;③基于MISR卫星每隔10 a的月平均AOT数据看月度变化特征,第一时间段(2000～2009年)的AOT月均值大于第二时间段(2010～2018年)同月,最大值在3、 4月,最小值在11、 12月.设想沿珠江口岸南北向划一条线,AOT值呈现出西部大于东部的基本空间分布特征;④从站点观测的O_3-8h日均值浓度数据看,大湾区O_3-8h的浓度主体为优级, 2014年出现臭氧浓度为良好级别的城市最多,有5个城市, 2018年最少,有1个城市.臭氧浓度为良好级别最多的月份在9月,其次为6月和11月,再次为5月和7月.近20 a卫星遥感监测的O_3月平均浓度时空分布也呈现出Ω形的先扬后抑特征,最大值在5月,空间上出现南北分界线的特征;⑤月平均气温年际变化与辐射之间存在较好的线性关系,而AOT与辐射之间不能用简单的线性关系描述.