2014年10月太原市一次空气重污染过程分析

采用数值模拟(CAMx)与污染物、气象观测资料相结合的方式,对太原市及周边区域2014年10月6-12日一次典型空气重污染过程的大气环境背景、气象条件和形成原因进行了分析.结果表明:2014年10月8-10日太原ρ(PM2.5)日均值平均为175μg·m-3,太原城区约1460 km2的国土面积处于重度污染(ρ(PM2.5)>150μg·m-3)之下,而京津冀约20×104 km2的国土面积达到重度污染水平;区域稳定的气象条件是形成重污染的主要原因,重污染过程中大气层结稳定,逆温明显(2.14℃/100m)、风速小(1.91 m·s-1)、湿度大(68.13%)、负变压(-0.74 hPa)、正变温(0.92℃).模拟结果显示,8-10日重污染期间区域输送对太原PM2.5的贡献率在17%~24%之间,太原市PM2.5浓度以本地贡献为主;估算的2014年太原城区PM2.5排放量是其大气环境容量的1.4倍,重污染期间大气环境容量的大幅降低又加剧了空气污染的程度.     

2014年10月北京市4次典型空气重污染过程成因分析

采用数值模拟与观测资料相结合的方式,对2014年10月北京市4次典型空气重污染过程的大气环境背景、气象条件和形成原因进行了分析. 结果表明,京津冀区域稳定的气象条件是形成空气重污染的主要原因,4次重污染过程大气条件均不利于污染物扩散,表现为大气层结稳定,近地层逆温(平均逆温强度为2.26 ℃/100 m)明显,风速(平均值为1.52 m/s)小,相对湿度(平均值为80.75%)大. 在4次重污染过程中8—11日污染最重,ρ(PM_2.5)日均值平均为264 μg/m3,并且区域输送对北京贡献率最大,平均值为63.75%;24—25日污染程度次之,逆温最强,逆温强度达5.94 ℃/100 m;18—20日重污染中北京ρ(PM_2.5)高值(＞200 μg/m3)区主要集中在该市西北部地区;30—31日污染相对较轻,ρ(PM_2.5)日均值最高只有154 μg/m3. 数值模拟表明,在4次典型重污染过程中,来自南方(包括河北、河南和山西西部等地)的外来污染物输送对北京PM_2.5贡献较大,外来贡献率分别在42.36%~69.12%之间,同时北京本地也存在较强的二次无机盐及有机物转化过程.      

2014年10月北京市一次空气重污染过程分析

采用轨迹模拟与观测资料相结合的方式,对北京市2014年10月6—12日1次典型空气重污染过程的大气环境背景、气象条件和形成原因进行分析。结果表明:京津冀区域稳定的气象条件是形成重污染的主要原因,重污染过程中大气层结稳定,平均逆温强度每100 m为3.42℃,平均风速为1.56 m/s,平均湿度为83.13%;重污染过程中10月8—11日污染最重,北京ρ(PM_(2.5))日均值平均为264μg/m~3,且京津冀约20×104km~2国土面积处于重度污染水平;模拟结果显示污染最重的8—11日区域输送对北京PM_(2.5)贡献率在61%~69%;区域输送对北京PM2.5浓度起着更为重要的作用。     

河南省冬季3次重污染过程的数值模拟及输送特征分析

利用WRF-Chem模式模拟2015年11月27日—12月1日、12月5—14日、12月19—25日河南3次重污染过程,结合空气污染资料和ERA-Interim再分析资料,对比分析了这3次重污染过程的开始、持续和结束及污染物的输送特征.结果表明,静稳天气有利于污染的发展持续,3次重污染过程的结束均是由西路冷空气入侵造成的.第1次重污染过程平均风场上的风速均为小风或静风,从湖北到河南南部风向为偏南风;而第2和第3次重污染过程平均风场分别以偏东和偏北风为主.第2和第3次重污染过程中均存在明显的由北向南的污染物输送过程.3次重污染过程中,河南省本地排放对本省PM_(2.5)浓度的平均贡献率最大,而河南省周边区域对河南PM_(2.5)浓度的平均贡献率在这3次过程中不一样,第1次重污染过程,河南南部主要受偏南风影响,湖北对河南PM_(2.5)浓度的平均贡献率最大,为20.7%;第2和第3次重污染过程主要受偏东风影响,安徽和江苏对河南PM_(2.5)浓度的平均贡献率最大,分别为17.7%和18.5%.3次重污染过程中,安阳的主要污染输送源均不相同,分别来自河北、江苏和安徽、本省.     

2018年沈阳市一次空气重污染过程分析

采用数值模拟与观测资料相结合的方式,对沈阳市2018年1—3月发生的1次重污染过程的气象条件、天气形势和潜在来源进行初步分析。结果表明：重污染过程与当地的气象条件密切相关,沈阳市重污染期间的PM_2.5和PM₁₀浓度与风速和气温呈负相关,与气压和相对湿度呈正相关。中度、重度及以上污染主要集中于相对湿度为50%~70%条件下;重污染主要在高压、高湿、低风速、近地层逆温的天气形势下,污染物不易扩散。高空若有暖平流、受槽前脊后暖平流的影响也会导致区域空气质量下降。潜在来源分析表明,沈阳市的气团共有4条运输路线,其中来自内蒙古的轨迹携带了大量的PM₁₀;属于簇团2（34.72%）的内蒙古自治区中东部,属于簇团3（21.94%）的河北省以及属于簇团4（13.06%）的吉林省西部地区对沈阳市的污染贡献比较高。     

2021年宁夏两次持续沙尘重污染天气对比分析

为探究气象条件变化对宁夏沙尘重污染天气过程的影响特征,利用常规气象观测数据、NCEP再分析资料及环境空气质量数据,选取2021年1月11-14日和2021年3月14-19日两次沙尘重污染天气（分别简称“0113”过程和“0315”过程）为研究对象,基于天气形势、后向轨迹模拟及物理量场诊断等方法,对比两次过程影响系统及传输轨迹,探讨形成和维持机制.结果表明：（1）“0113”过程主要影响宁夏北部四市,“0315”过程影响整个宁夏,两次沙尘过程中重度及以上污染平均持续时间分别为35.0和105.2 h,沙尘污染暴发阶段PM10浓度平均值分别为1 735和5 265μg/m³.（2）“0113”过程为一次强度一般的锋面过境引起的沙尘重污染天气,稳定少动的青藏高压与其北侧蒙古热低压之间形成显著的气压梯度带,高空脊前多股强西北气流引起动量下传,使宁夏及上游地区大风将沙尘输送至宁夏造成重污染;“0315”过程为一次较强的典型锋面过境及蒙古气旋造成的持续沙尘重污染天气,蒙古冷高压受强盛蒙古气旋和青藏高原热低压夹击稳定少动,其西南、东南及东部与两个热低压形成气压梯度带,加之受地面冷锋过境影响,宁夏及周边地区多方向大风将沙尘向宁夏上空输送造成“0315”过程较“0113”过程污染更严重.（3）两次过程中沙尘均为境外和境内同时输送,“0113”过程为西北和偏西路径,传输距离长且高度较低;“0315”过程为西北、偏北和偏东路径,传输距离短且高度较高.（4）“0315”过程中蒙古国及我国新疆-甘肃一带负水平螺旋度中心值为“0113”过程的1.75倍,较强的辐合上升运动和西风气流将沙尘持续向宁夏上空输送并与本地沙尘叠加,上升和下沉运动交替使沙尘长时间悬浮于空中,而“0113”过程受多股强下沉气流造成沙尘迅速沉降至地面,污染快速减弱.研究显示：冷锋和蒙古气旋是宁夏沙尘重污染天气的主要影响系统,当有只冷锋过境时,上游沙尘传输高度低,到达宁夏上空沙尘粒子相对少,使宁夏沙尘重污染天气持续时间短且强度相对较弱;当伴有蒙古气旋活动时,沙尘传输高度高,到达宁夏上空沙尘粒子多,使宁夏沙尘重污染天气持续时间长、影响范围广且强度较强.     

北京一次混合型重污染过程大气颗粒物元素组分分析

针对北京2013年1月的一次混合型大气重污染过程,于2012年12月31日—2013年1月18日在中国环境科学研究院大气环境研究所楼顶采集了TSP和PM₁₀样品,分析了其中的元素组分. 结果表明,逆温和静稳天气是导致此次大气污染的主要气象条件. 重污染期(2013年1月11—15日)北京大气ρ(TSP)和ρ(PM₁₀)的日均值分别为426.34和363.46 μg/m3,分别是非污染期(2013年1月2—6日)的3.5和3.4倍;而重污染期TSP和PM₁₀中ρ(无机元素)分别为36.38和18.67 μg/m3,是非污染期的2.2和1.6倍,低于颗粒物质量浓度升幅. 元素质量浓度特征和EF(富集因子)分析表明,Na、Mg、Al、K、Ca、Fe的质量浓度之和占总元素质量浓度的90%以上,其EF均小于10,属地壳类元素,重污染期各元素质量浓度未明显升高;Mn、Cr和Ni 3种元素的EF在研究过程中无明显变化;重污染期PM₁₀中w(Cd)(0.05%)、w(Zn)(3.34%)、w(As)(0.22%)、w(Pb)(3.54%)、w(Mo)(0.03%)、w(Sn)(0.14%)和w(Tl)(0.03%)明显升高,并且这7种元素重污染期与非污染期的质量浓度比值和EF都较高,其来源主要为燃煤、移动源、工业源和垃圾焚烧等人为源. 重污染期本地源对TSP和PM₁₀的贡献略有增加.      

沈阳地区一次颗粒物重污染天气过程的气象成因分析

为探究沈阳地区重污染天气成因,文章利用地面、高空气象观测资料、风廓线雷达资料、NECP再分析资料以及大气污染物监测资料,对2019年3月1～6日沈阳地区出现的一次持续性重污染天气过程,探讨了大气污染物质量浓度、地面气象要素变化特征、大气环流配置与外来输送等特征.结果表明,均压场、地面风场弱及辐合、高温高湿是本次重污染天...     

2013年1月北京市一次空气重污染成因分析

采用数值模式与观测资料相结合的方式,对北京市2013年1月9日至15日一次空气重污染过程的大气环境背景、气象条件和形成原因进行了初步分析.结果表明,重污染过程期间10日至14日PM2.5平均值为323μg·m-3;重污染过程与当地气象条件密切相关,稳定的大气环流形势为污染的持续提供了大气环流背景,风速较小、湿度较大、边界层较低、持续逆温是造成重污染的主要原因;重污染过程中区域输送对北京PM2.5贡献率在53%~69%之间且存在明显的二次转化,区域输送起着更为重要的作用;气象条件对持续性重污染的形成和破坏起到了关键性的作用,因此需要加强对重污染预警预报研究,以有效预防和控制空气重污染.     

唐山一次冬季重污染过程污染特征及成因分析

选取河北省唐山市2017年12月27~31日一次典型重污染过程,开展其污染特征及成因分析,对污染期间气象要素、大气颗粒物组分特征进行综合研究.结果表明,此次大气重污染过程中PM_2.5平均质量浓度为154μg/m³,重度污染及以上时PM_2.5/PM₁₀为0.7;PM_2.5中SNA质量浓度占比达58.0%,OC/EC的比值为4.1,说明颗粒物二次反应和有机物在此次污染过程有较大贡献;长期均压场以及近地面高湿、小风、逆温的出现导致唐山地区大气层结稳定,加之周边地区区域传输的贡献,是导致此次大气重污染过程的重要影响因素.     

我国大气污染物在排污层的输送特征

为了分析我国大气排污层的基本输送特征,用6年时间收集到的大气排污层的气象资料进行多层次的大气污染物输送场的研究,特别是地面到600m高度大气层的大气排污层。研究结果表明,我国的大气污染物以境内输送或输入为主;在我国范围内普遍存在一个风速极大值区。初步得到大气污染物的输送场时空分布特征,为进一步了解和利用大气排污层规律,合理开发和利用环境资源提供了依据     

京津冀区域典型重污染过程与反馈效应研究

以京津冀地区2014年10月5~12日一次重污染过程为例,采用飞机AMDAR数据和WRF-Chem模式,分析了大气边界层垂直结构与PM_2.5的时空演变规律,定量研究了气溶胶直接反馈效应对多种气象要素的影响.结果表明：此次重污染过程地域范围广、持续时间长、影响强度大,PM_2.5污染呈带状分布,主要受地面均压场和高空纬向环流形成稳定的大气环流背景场、垂直层风场及逆温共同影响.气溶胶直接反馈效应导致京津冀地区整个时段太阳辐射量降低39.80W/m²,气温下降0.34℃,边界层高度降低36.64m,相对湿度升高0.90%.反馈效应南部地区较北部更显著,污染日强于平均时段和清洁天,气溶胶的辐射反馈作用使得各气象要素均呈现不利于污染物扩散的趋势,造成气溶胶聚集区PM_2.5浓度进一步增加.     

气溶胶辐射效应对气象和环境影响的观测与模拟研究

选取2015年和2019年不同代表年份,结合外场观测和数值模拟,分析了天津地区不同季节不同天气(晴天、多云、霾)下,气溶胶辐射效应对整层大气透过率和地表入射太阳辐射的影响,以及这种影响在不同年份的差异.借助WRF-Chem模式模拟分析了重污染期间气溶胶辐射效应对垂直方向上气象要素廓线、边界层结构以及PM_2.5浓度的反馈机制.结果表明:霾污染可导致大气透过率明显下降,春、秋、冬不同季节,霾污染导致中午大气透过率分别下降0.09,0.11和0.09.全年平均霾污染可导致大气透过率降低约15.5%.云量的增多也可导致大气透过率明显下降,多云天气下大气透过率相比晴天减小约22.4%.霾和云对大气透过率的影响还与太阳高度角有关,当太阳高度角>60°时,霾污染导致大气透过率下降8.6%.随污染等级提高,气溶胶对太阳辐射的衰减作用也越强,天津地区空气质量分别为Ⅰ～Ⅰ级时,中午地表入射短波辐射呈稳定下降趋势,依次为484,446,439,342,328和253W/m².重污染期间,气溶胶辐射效应导致大气低层(250m以下)降温(0.8℃)增湿(3.8%...     

重质油突沸原因分析及对策

分析了重质油突沸的原因,并结合重质油的储存特点提出了重质油罐在设计和生产运行管理等方面防止突沸的措施。     

北京及周边地区大气污染数值模拟研究

北京周边地区污染源对北京市区大气环境的影响不可忽视.利用区域大气污染模式,系统模拟分析2002-08-17T09:00-2002-08-29T08:00污染传输过程;选择典型污染时段,结合气象资料进行比较分析,计算各时段周边地区和北京自身大气污染物对北京大气环境污染的贡献和贡献率;进一步证实了在大气条件有利于污染物输送的背景下,周边地区污染源的中远距离输送对北京大气环境质量的影响不可忽略.研究表明:有特殊天气背景时,即研究区域在西南风气流场的控制之下,周边地区污染源对北京的贡献比北京自身的大;没有特殊天气时,北京自身的贡献大于周边地区对其的贡献.      

中国大气重金属污染研究进展与趋势

大气重金属污染是当前环保工作中的重点、难点、热点以及突发性环境事件的高发领域。简要介绍了大气重金属污染的特征、危害及来源,综述了近年来中国大气重金属污染研究方面的进展。当前,中国大气重金属的研究主要有以下几个方向,(1)大气颗粒物中重金属分析检测方法的研究,(2)大气颗粒物中重金属的污染行为特征研究,(3)大气颗粒物中重金属的化学形态分析与生物危害性研究,(4)大气颗粒物中重金属的来源解析,(5)大气颗粒物中重金属的生物有效性研究等,并取得了一定的研究成果。最后,对今后的主要研究趋势进行了展望。     

北京气象塔夏季大气O3,NOx和CO浓度变化的观测实验

以北京325m气象塔为观测平台,于2002年夏季进行了大气污染物臭氧(O₃)及其前体物氮氧化物(NO_x)和气象要素加强期的同步观测.对观测资料做了详尽的分析,结果表明:边界层内存在明显的臭氧浓度(用体积分数表示)垂直差异;中午120m高度层存在O₃浓度最大值;低层O₃浓度呈明显的日变化,且昼夜振幅较大;夜间高层(280m)O₃的湍流混合和化学消耗较弱,可维持较高的浓度;局地光化学生成是白天边界层O₃的主要来源;降水天气过程可造成O₃及其前体物浓度的显著变化.     

银川市冬季两次典型持续大气污染过程对比分析

为了探究边界层气象要素时空分布及其变化对银川市冬季持续污染天气过程污染物质量浓度变化的影响机制,利用2016年12月1日-2017年1月31日逐时空气质量以及地面和逐日定时探空气象观测数据,根据大气污染级别和过程持续时间,选取2016年12月9-21日（简称\"1211过程\"）和2016年12月29日-2017年1月9日（简称\"1231过程\"）为研究对象,采用统计和天气诊断相结合的方法,在分析比较银川市冬季两次典型持续污染过程演变特征及其与地面气象要素关系的基础上,探讨了大气环流、边界层要素变化对银川市冬季典型污染过程的可能影响机制.结果表明:①银川市冬季两次大气污染过程持续阶段,地面均以偏东或偏南风为主,风速较小,相对湿度较大,能见度较低;在污染清除阶段,地面风向转为西北或偏北风,风速较大,相对湿度较小,能见度较高.②当冬季欧亚大陆中纬度区域500 hPa高空盛行纬向气流,850 hPa高度上银川市受反气旋环流和暖温度脊控制,并且有弱暖平流从西南部向北输送时,银川市易出现静稳型持续污染天气.③冬季银川市持续大气污染过程中,ρ（PM_2.5）与风速呈负相关（R平均值为-0.326）,与相对湿度呈正相关（R平均值为0.688）,与能见度呈显著负相关（R平均值为-0.905）,与边界层高度呈较显著负相关（R平均值为-0.575）.④银川市冬季静稳型持续污染天气主要分为弱西北和平直西风气流型两种,弱西北气流型具有近地面层逆温弱,污染物积累慢,清除快的特征;平直西风气流型具有近地面层逆温强,污染物积累快,清除慢的特征.研究显示,冬季银川市上空500 hPa高度盛行纬向气流,地面主导风向为偏东或偏南风时,随着地面相对湿度增大、近地层风速减小、大气垂直上升运动减弱、边界层高度降低,大气中ρ（PM_2.5）将迅速升高,银川市易出现以PM_2.5为首要污染物的静稳型持续污染天气.