广西PM2.5时空分布特征及污染天气类型

研究区域ρ（PM_2.5）的时空分布特征和污染天气类型的关系是开展大气污染防治和空气质量预报预警的关键支撑技术之一.基于2015—2016年广西14个城市环境空气质量日监测数据和相关气象资料,分析了2015—2016年广西空气质量概况和污染的基本特征,采用EOF（经验正交函数）分析和后向轨迹聚类分析方法表征了广西ρ（PM_2.5）时空分布模态,统计了广西两年间24次区域范围（3个及以上连片城市）大气轻度及以上污染过程,分析了不同污染过程的天气类型和空气质量变化特点.结果表明:PM_2.5是广西大气污染首要污染物,ρ（PM_2.5）年均值呈北高南低的区域特征,月际变化基本呈正V字型分布;EOF分析和后向轨迹聚类分析显示,广西ρ（PM_2.5）的时空结构主要有3种模态,其方差贡献率分别为78.9%、5.7%和3.7%,基本反映了广西ρ（PM_2.5）变化的时空模态的主要特征,桂林和玉林两年间的后向轨迹聚类很好地解释了第二和第三模态的南北浓度和东西浓度异常反相位分布特征;广西14个城市两年间PM_2.5区域性污染天气类型主要有10种,其中污染天气类型中占比较大的是弱冷高压脊型（24.4%）、均压场型（20.2%）、高压后部型（16.1%）和高压后部配合西南暖低压型（8.5%）,是引发广西大范围大气污染的典型天气类型.研究显示,广西大气污染具有地域性、季节性和南北输送特征,污染过程的天气形势变化具有一定规律性.      

中国土地利用程度的区域分异模型研究

本项研究工作直接应用“国家资源环境遥感宏观调查与动态研究”项目和“中国资源环境数据库”取得的最新数据和资料,研究并提出了土地利用程度综合指数计算方法和指标体系,在此基础上,全面分析了影响中国土地利用程度变化的自然环境因素和社会因素,分析了中国土地利用程度的区域分异规律,提出了中国土地利用程度的“极地”模式,并建立了中国土地利用程度的经度、高程模型。     

江苏省酸性降水的时空分布特征

为进一步掌握江苏省酸性降水的时空分布特点,文章应用经验正交函数法(EOF)对江苏省2008-2011年24个酸雨监测站的数据进行分解,分别得出月降水pH值、月大气降水电导率、月酸雨量场的特征向量分布和时间系数序列。结果表明,应用EOF方法可以很好地揭示酸性降水场的空间分布特征,江苏省降水pH值的第一典型分布场以东部沿海高于西部地区为主,月降水pH值逐年呈波动上升趋势;大气电导率的第一典型分布场呈同位相变化,西部高于中东部地区,季节变化特征明显;酸雨量的第一典型分布场为淮河以南高于淮北地区,具有夏春季高、秋冬季节低的季节变化特点。     

中国重点城市大气污染与健康风险的时空分布特征

基于中国168个大气污染防治重点城市2015～2020年的5种污染物浓度监测数据,利用MAKESENS模型和综合风险指数(ARI),定量分析全国与6大城市群的大气污染总健康风险的时空分布特征.结果表明：(1)中国重点城市PM_2.5污染最严重,仅15%的城市PM_2.5浓度6 a均值达到了国家二级标准,NO₂次之,77%的城市NO₂浓度6 a均值达到了国家二级标准,京津冀和汾渭平原城市群空气污染最严重,PM_2.5、 SO₂、 CO和NO₂浓度6 a均值高于其他城市群;(2)中国重点城市PM_2.5、 SO₂、 CO和NO₂浓度呈下降趋势,除成渝城市群外,其余地区O₃浓度呈上升趋势;京津冀和汾渭平原城市群SO₂浓度下降最显著;(3)中国重点城市大气污染健康风险总体呈下降趋势,2017～2018年出现急剧下降,暴露在极高风险下的人口从1...     

基于细模态AOT的中国PM0.5时空分布特征

利用2006—2011年PARASOL卫星细模态AOT(aerosol optical thickness,气溶胶光学厚度)的观测值,探讨中国PM0.5浓度的时空分布特征,并对中国与全球PM0.5的空间分布进行对比分析.结果表明:细模态AOT高值出现在中国、非洲中部和南美洲,分别为0.5～1.0、0.4～0.9和0.4～0.6,反映出这些地区PM0.5污染严重.在中国范围内,细模态AOT高值区主要分布在6个区域,包括重庆市、四川省成都市及其周边地区,华北平原地区,湖北省和湖南省的两湖平原地区,广西壮族自治区,珠三角地区,陕西渭河平原以及山西汾河河谷地区,各区域细模态AOT最大值分别为1.1、0.9、1.0、1.0、1.1和0.8,这些PM0.5污染严重地区的分布与SO2、OC、VOC、NOx等的污染源及其排放强度分布特征相一致,并且PM0.5浓度呈逐年升高趋势.2006—2011年,冬、春季细模态AOT平均值升高了18.09%,而夏、秋季平均值升高了9.00%,表明冬、春季PM0.5浓度显著高于夏、秋季.细模态AOT的多年月均值变化表明,其较高值出现在1月、3月,分别为0.37、0.36,最低值(0.18)出现在8月.但在局部地区,如华北地区(115°E～125°E、33°N～42°N),细模态AOT表现为夏季高于冬季.主要原因是华北地区受夏季副热带高压以及太阳辐射的影响,加强了南方污染物的长距离输送以及大气光化学反应,致使该地区夏季PM0.5浓度增高.     

基于EOF的浙江省降水变化时空分析研究

根据浙江省17个气象站点1959年-2010年逐日降水观测数据,采用z指数方法,并运用Morlet小波分析和Kriong空间插值法对浙江省近52年降水时空分布特征进行经验正交函数(EOF)方法对比分析.研究结果表明:从时间变化方面来看,1958年-2008年间的降水变化呈波动式下降趋势,减小趋势为0.643mm/a,年代际变化不大,年际变化幅度较大,且呈周期性变化,主周期约为12年,次周期为32年和3-4年;从空间变化方面来看,根据EOF分析,浙江省降水分布呈总体一致性,东南、西北近似对称.主体变化是由东南,东北沿海两个方向和西北向内陆递减,降水中心分布浙东南、浙东北和浙西南地区.     

近10年中国主要城市空气API及与气象因子相关性分析

据2000年6月-2012年6月中国47个主要城市的空气污染指数(API)逐日监测数据,分析中国近年空气质量,并分析其与气温、露点、降水、风及温度露点差(T-T d)等气象要素的相关性。通过分析发现:我国空气污染西北重、东南低;空气质量变化呈现明显的季节变化,冬季最高,春季较高且变化幅度大,夏秋季节相对较低;主要污染物以可吸入颗粒物(PM10)为主;广西地区化学污染突出。随着污染治理工作的开展,近年API值呈下降趋势,由2001年的年均82.75下降至2011年的66.1。分析API与气象要素的相关性,发现降水对空气污染的净化作用明显;风在沿海地区能稀释空气污染,而在西北内陆这一作用不明显;API与气温、露点均呈负相关;而与二者之差所表征的空气干燥程度呈较高的正相关。     

浅析黄河流域及黄淮海平原降水时空分布特征及其与水资源合理利用之互补

黄河是西北-华北地区工农业生产和生活的重要水资源。如何结合流域内降水时空分布特征及农业需水规律,适应自然条件和经济发展,对黄河水从时间、空间、数量上进行调节性利用,达到河水与降水互补,对于充分利用黄河水资源具有重要意义。本文就此问题进行研究,用经验正交函数分解的方法对黄河流域不同年型和主要作物发育期的降水时空分布进行分析,并根据分析结果提出了合理利用黄河水资源的建议。     

浅析黄河流域及黄淮海平原降水时空分布特征及其与水资源合理利用之互补

黄河是西北—华北地区工农业生产和生活的重要水资源。如何结合流域内降水时空分布特征及农业需水规律,适应自然条件和经济发展,对黄河水从时间、空间、数量上进行调节性利用,达到河水与降水互补,对于充分利用黄河水资源具有重要意义。本文就此问题进行研究,用经验正交函数分解的方法对黄河流域不同年型和主要作物发育期的降水时空分布进行分析,并根据分析结果提出了合理利用黄河水资源的建议。     

基于EOF分解和KZ滤波的2019～2021年中国臭氧时空变化及驱动因素分析

基于我国337个地级行政区2019～2021年的3～8月O₃逐时浓度数据及同期气象数据,使用经验正交函数(EOF)分解,分析了我国O₃浓度的主要空间分布模态变化趋势及其主要气象驱动因素.选取31个省会城市,利用KZ滤波将O₃及气象因子的时间序列分解为短期分量、季节分量和长期分量,结合逐步回归模型,建立O₃与气象要素之间的关系,进而重构“气象调整”后O₃浓度的长期分量时间序列.结果表明,在我国O₃浓度变率的总体空间特征基本稳定的背景下,O₃浓度的第一模态整体呈趋同性变化,即O₃浓度变率的高值区域波动性减弱,低值区域波动性增强.气象调整前后不同城市O₃浓度的变化趋势存在一定差异,大部分城市O₃浓度经调整后的长期分量较调整前更“平缓”.其中,气象因素对石家庄、济南和广州等城市O₃浓度长期变化的影响较大,而前体物排放变化对福州、海口、长沙、太原、哈尔滨和乌...     

基于小波变换的兰州市近十年空气污染指数变化

对兰州市近10年逐日空气污染指数的时间序列采用一维连续Morlet小波进行小波变换分析,研究了该市大气污染时间序列的多尺度变化特征、主周期和影响因素.结果表明:兰州市近10年空气污染指数在不同时问尺度上具有不同的"高一低"交替演化规律,且以300 d左右的变化为主周期,100 d左右的变化为次周期;受地形条件的影响,大...     

城市大气污染的人力资本损失研究

从人均GDP的角度提出了修正人力资本法,分析了大气污染引起的过早死亡人力资本损失,分析了平均损失寿命年、人均GDP增长率和社会贴现率对人力资本损失的影响.并以2003年为基准年,估算出主要城市大气污染的人均人力资本损失大致在12～90万元/人之间.为评估我国城市大气污染的健康经济损失提供参考.     

环境空气质量综合指数评价方法探讨

目前,空气质量评价方法通常用指标评价法和综合指数评价法,与指标评价法相比指数评价法使评价结果更为客观。本文试图通过对综合污染指数法做一定修正,探讨一种更加科学客观的评价方法,结果表明：评价结果与环境空气质量实际情况能较好吻合。     

传输指数在合肥市重污染过程中的应用分析

利用潜在源区贡献法计算了合肥市2015年冬季传输指数,并基于传输指数和PM_(2.5)浓度将合肥市的重污染过程划分为3类,同时对各类重污染过程进行气象成因分析.结果表明:污染物传输型重污染过程的传输指数明显增大且PM_(2.5)浓度急剧增大;污染物积累型重污染过程的传输指数无明显增大且PM_(2.5)浓度逐渐增大;污染物暴发性排放型重污染过程的传输指数无明显增大但PM_(2.5)浓度急剧增大.污染物传输型重污染过程主要是高压南下迫使北方重污染气团输送引起的;污染物积累型重污染过程主要是静稳的天气形势导致污染物堆积造成的;污染物爆发性排放型重污染过程是由污染物暴发性排放而无法及时扩散引起的.     

珠江三角洲城市间空气污染的相互影响

以2002年源排放清单、气象资料和空气质量观测资料为基础,利用CALPUFF模拟系统,通过数值模拟及对排放源现状分析,揭示了珠江三角洲内城市之间污染物相互输送的特点和规律,分析了不同城市空气污染影响因素的差异,定量给出了珠江三角洲城市间空气污染的相互影响和相互贡献.结果表明,珠江三角洲城市间污染相互作用显著,其中广州是最典型的与周边发生显著相互作用的城市之一.     

京津冀地区重污染天气过程的污染气象条件数值模拟研究

通过采用全球再分析格点资料的统计分析和WRF中尺度数值模拟,从天气学和大气边界层气象学角度分析了2013年12月和2014年2月两次重污染过程中京津冀地区天气尺度大气停滞气象条件和大气污染扩散气象条件的特征及其作用,并根据WRF模式精细化模拟结果分析了太行山和燕山对京津冀地区城市大气污染形成的作用.研究结果表明,两次重污染天气过程中京津冀地区500 h Pa等压面上的平均风速均表现为明显的气候异常特征,500 h Pa平均风速较近10年同期分别下降了约30.8%和50.4%,大气停滞系数较近5年同期分别偏高10%和20%以上;京津冀地区发生严重污染时,WRF模式模拟的日平均混合层高度低于200 m,日平均地面10 m风速低于2 m·s-1,日平均通风量可降低到1000 m2·s-1以下,空气质量指数与日平均通风量成负相关,重污染期间的平均通风量比近5年同期平均通风量偏低29.3%~52.8%,这些不利于污染扩散的天气条件持续数日,导致了重污染天气的发生.此外,太行山对西风气流的阻挡是河北中南部地区大气污染加剧的一个重要原因,而当主导风向为偏南风时,偏南气流遇燕山后或转向回流、或爬坡,导致近地面风速减小,不利于污染物扩散,亦加剧了京津冀地区中南部城市的大气污染.     

沈阳市空气污染特征

以沈阳市8个国控环境空气监测点位和一个清洁对照点位2004年全年小时浓度为基础数据,研究了沈阳市空气PM₁₀、SO₂和NO₂的季节变化、日变化、空间分布及综合污染指数(API)等空气污染特征,并用1995～2004年的监测数据,分析了沈阳市空气质量的总体变化趋势.结果表明,首要污染物为PM₁₀,其空气污染具有典型的煤烟型污染季节特征,环境空气质量在1995～2004年期间逐年好转.     

中国公众环境意识的时空差异及影响因素分析

建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计,引导和培育公众牢固树立环境保护意识是构建生态环境治理全民行动体系的根本保障。本文以2003年和2013年中国综合社会调查（CGSS）数据为基础,评估了全国28个省（市、自治区）（不含新疆、西藏、海南及港澳台地区）的公众环境意识,综合运用空间自相关分析、标准差椭圆分析和空间计量模型等方法,揭示了中国公众环境意识的时空差异特征,甄别了主要影响因素及其作用。结果表明：（1）2003—2013年中国公众环境意识水平基本维持不变,环境付费能力大幅下降,但公众对环境意识的关注程度有所提高;（2）中国公众环境意识的总体空间演化形态表现为整体分布规模略微缩小,省域公众环境意识空间差异显著,中西部地区环境意识有所增强,东部地区公众环境意识处于较高水平;（3）公众环境意识水平存在显著的空间正相关性,空间集聚程度不断加剧;空间局部特征以高—高型和低—低型最为显著,各省份空间相似度较高;（4）人口密度、工业污染治理投资、教育经费投入、地区环境污染程度及地区城市设施水平等因素均对公众环境意识产生显著影响。     

长三角区域城市间一次污染跨界影响

长三角城市群作为我国三大经济圈之一,高强度的能源消耗致使区域大气污染问题十分突出.为了定量弄清城市之间一次污染传输情况,以长三角15个城市的污染排放清单、MM5气象场为基础,利用CALPUFF空气质量模型,模拟测算了长三角区域内城市间一次污染跨界输送影响.结果显示,环太湖地区的上海、苏州、无锡和常州等地由于自身排放强度...     

京津廊城市气团光化学污染潜势分析

选取京津廊三市交界处,于2019年和2021年的7月开展PAN (过氧乙酰硝酸酯)在线监测、空间来源解析与反应产率研究,以评估北京、天津、廊坊不同城市气团的光化学污染潜势及近年变化趋势.观测结果表明,三市交界处2021年夏季PAN浓度均值(0.89±0.21)×10^-9,较2019年同期(2.45±0.71)×10^-9下降63.8%.PAN在夏季大气寿命很短,其在该观测点浓度主要受周边城市气团光化学反应控制,其产率呈现明显双峰特征,峰值水平在2019年和2021年的7月分别为3.08×10^-9/h、1.75×10^-9/h,2021年较2019年下降43.18%,与PAN的年际变化趋势吻合.该观测点PAN的潜在源贡献函数(PSCF)高值区在2个观测月均出现在东南方向50km范围内,显示了天津市气团输送对该观测点PAN浓度的显著贡献.当该观测点受天津城市气团绝对影响时,PAN生成潜势和前体物NO₂均呈最高水平,约为受北京城市气团影响时的2.03倍和2.01倍,为受廊坊城市气团影响时的1.53和1.21倍.可见,天津城市气团具有最高的光化学污染潜势,其与北京气团的差异主要源自NO_x,而与廊坊气团的差异则来自NO_x和VOCs两类前体物.