京津冀重污染大气污染物输送路径分析

基于HYSPLIT模型,模拟2014年2月19日至2月27日京津冀空气重污染气团24 h后向轨迹。结果表明,京津冀区域重污染期间1000 m高空存在西南输送通道,京津冀三地24 h气团源地分别为河北南部、山东聊城或河北邯郸、山西东南或河南北部。重污染期间,近地层100 m处风速气流表现为西南-南风,风速3 m/s时,空气质量会达到五级重度污染及以上水平;近地层100m处气流也可能是较强的东南风,能缓解区域空气染污程度。重污染清除过程中高空表现为下沉气流,且100 m处风速10 m/s。京津冀地区空气质量指数(AQI)与近地层100 m高空风速有显著相关性,相关系数为0.804,可根据低空风速预测空气重污染。     

京津冀连续雾霾及重污染天气特征分析

2015年12月19日至26日京津冀多地出现持续性雾霾及重污染天气,部分时段能见度不足50m、AQI值达到500。分析此次过程的成因发现,雾霾期间高空主要影响系统为短波槽和冷涡底部偏西气流,地面为弱气压场。边界层逆温、暖平流及弱的地面风场是雾霾持续的关键原因,其中逆温强度达4.6℃/100m,近地面多风速小于1.5m/s的西南风和偏东风。北京和衡水混合层高度均较低,混合层高度(MLH)普遍在1km以下,尤其是衡水站21~25日MLH普遍不足500m,非常不利于雾霾的消除和污染物的扩散。加之地形影响,容易使污染物堆积在河北平原,形成重污染。     

空气重污染红色预警首次启动

正2015年11月-12月,京津冀地区进入采暖季,燃煤排放显著上升,污染物排放强度大幅增加。同时,受厄尔尼诺现象影响,冬季降雪提前,不利气象条件时有发生。在以上两方面因素影响下,京津冀地区大气重污染频发,引起社会各界的广泛关注。各级政府对此高度重视,北京在12月8日-10日和12月19日-22日两次启动重污染红色预警响应,天津、河北多个地市也根据当地重污染情况多次启动重污染红色预警响     

京津冀地区雾霾污染生态补偿标准研究

以京津冀地区雾霾污染作为研究对象,采用京津冀地区2006—2015年雾霾污染的空间面板数据,引入大气污染物减排成本模型,比较了京津冀各地区雾霾污染治理成本高低;继而基于机会成本法,核算了京津冀地区雾霾污染生态补偿标准.结果表明:河北省雾霾治理成本显著低于北京市和天津市,由河北省承担更多的雾霾污染治理任务,能使京津冀地区雾霾污染治理成本达到最小化;在京津冀地区联合治理雾霾污染过程中,河北省因限制工业增长对其经济发展带来负面影响,因此,北京市和天津市应给予河北省相应的生态补偿.最后依据研究结论提出完善区域联防联控机制的政策建议,如成立跨区域联合治理机构,健全雾霾污染生态补偿立法,设立雾霾污染生态补偿专项基金等,以此来促进京津冀地区雾霾污染生态补偿方案顺利实施.     

2013年京津冀重污染特征及其气象条件分析

2013年中国东部地区多次发生持续的重霾污染事件.为探究其气象条件与重污染事件的关系,本文使用欧洲中心2013年东亚地区的逐日气象数据和北京、天津、石家庄的逐时PM_2.5浓度数据以及2013年MICAPS观测数据,分析了重污染事件对应的天气形势,并使用NAQMPS针对2013年1月的重污染事件进行情景模拟.研究结果表明：1北京、天津和石家庄地区PM_2.5浓度,夏秋季节日变化不显著,秋冬季节白天低夜间高;3地PM_2.5浓度均表现为12-1月浓度最高,7月最低;.2500 hPa平直西风气流,850 hPa弱暖平流,地面处于弱高压后部或高压底部高低空配置下的天气系统,对应着重污染事件的高发期;3源强不变的情况下,京津冀地区由弱高压前部控制转为弱高压控制时,地面温度升高0~5℃,相对湿度增加30%~50%,风速下降2~3 m·s^-1,PM_2.5浓度变化可达300 μg·m^-3.     

山西省重污染天气监测预报预警系统设计

山西省重污染天气监测预报预警系统由"四层三体系"构成,基于环境空气质量监测数据、气象数据和污染源排放清单数据,应用空气质量数值预报与统计预报相结合的方式,实现山西省未来5天的空气质量分析、预报、预警和追因等功能,以期为合理调整污染源布局、切实做好大气污染防治提供科学依据和决策支持。     

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.     

重污染天气应急预警实施机制探讨

随着工业发展水平的逐渐提升,重污染天气发生的概率逐渐增加,不仅对人们健康产生影响,还会增加社会中的不稳定因素。本文对重污染天气应急预警机制现状展开讨论,重点分析重污染天气应急预警机制的实施措施。这种方式能够对我国重污染天气问题展开有效控制,提升我国重污染天气应急预警实施水平。     

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.     

京津冀区域重污染天气过程数值预报评估新方法

利用区域空气质量监测数据、空气质量模式数值预报产品及天气图资料,建立了一种适用于区域重污染天气过程预报的评估方法,将其用于评估NAQPMS模式系统对2013年和2014年京津冀地区静稳型、沙尘型和特殊型3类重污染天气过程的预报能力,并探讨了重污染天气过程早报、晚报及漏报的可能气象条件原因,以提高预报准确率.结果表明:数值模式系统提前3 d预报重污染天气过程的预报准确率可达57%,秋冬季预报效果好于其他季节,静稳型预报效果好于沙尘型和特殊型.对模式AQI预报结果统计发现,当预报AQI值达到150以上时,实际发生重污染天气过程的概率较大,如定义AQI等于150作为重污染天气预警临界值,模式预报准确率可提高至70%以上.天气系统对污染过程预报有重要影响,WRF气象模式对中低层天气系统位置及强度预报偏差是导致静稳型污染过程早报和晚报的一个重要原因.     

2019年京津冀重污染天气应急响应经济损失评估

基于多区域投入产出模型,测算了 2019年京津冀地区 13个城市重污染天气应急响应对本地区造成的直接经济损失、通过产业链传导造成的间接经济损失和区域间溢出效应.研究发现,应急响应对地区经济的影响具有明显的间接性和溢出性.河北省承担的经济损失高于天津和北京,其中石家庄市面临的经济损失规模最高(97.51亿元),邢台市面临...     

京津冀一次重污染过程的成因和来源

2016年12月16~21日,京津冀地区经历了一次大范围重污染过程.本文基于空气质量监测资料及实况天气图分析了此次极端区域重污染事件的天气成因,并利用嵌套网格空气质量预报模式（NAQPMS）对京津冀主要城市PM_2.5污染来源进行定量解析.结果表明：污染前中期500hPa高空为偏西气流伴空中回暖,后期转槽前偏南气流增温增湿明显;对应地面气压逐渐降低,辐合不断增强;垂直方向上,逆温层不断抬升加厚,中低层暖平流明显,风垂直切变小;大气长时间处于极度静稳状态也是造成此次重污染过程的天气因素.污染期间,京津冀各主要城市PM_2.5污染本地贡献占40%~60%;北京市PM_2.5本地贡献为48%,其中16~17日北京市主要受沿太行山东侧的西南向输送通道（邯郸-邢台-石家庄-保定-北京）影响,其后风速减小,北京本地及周边城市贡献增大.     

京津冀区域重污染期间PM2.5垂直分布及输送

2016年12月17～19日重污染期间,在天津市武清区高村开展车载系留气球颗粒物浓度垂直观测,并以观测数据为基础,计算了区域内PM_(2.5)传输通量.结果表明重污染过程期间,大气混合层较低,约200 m左右,PM_(2.5)浓度垂直分布特征与混合层高度密切相关,混合层以下,PM_(2.5)浓度较高,垂直变化特征不显著,形成明显的污染层,混合层以上,PM_(2.5)浓度迅速降低并维持在降低水平.观测期间,粒径小于1. 0μm颗粒物浓度较高,粒径大于2. 2μm颗粒物浓度较低,近地层粒径为0. 777μm颗粒物浓度最高.颗粒物浓度粒径谱分布与相对湿度和混合层高度相关,高湿度和低混合层下颗粒物浓度粒径谱分布较宽泛.观测期间,PM_(2.5)在西南方向上的传输通量最高,占总传输通量的63. 3%,其中46～156 m和156～296 m高度之间PM_(2.5)传输通量最高.近地面300 m内PM_(2.5)传输主要以西南方向传输为主,300 m以上传输方向较分散.     

新冠疫情防控期京津冀重污染气象成因分析

针对2020年2月8—13日新冠疫情防控期间京津冀地区一次持续的区域性重污染天气过程,利用地面、高空气象观测资料和欧洲中心ERA5数据,从环流背景、温度平流变化、地面气象要素和边界层风场分布等方面,分析了本次重污染天气过程的气象成因。结果表明:1)本次过程大气环流稳定,污染前期高空以西北气流为主,10日开始陆续有短波槽东移,850 hPa及以下转为偏南风,地面多次出现闭合低压,气压场整体较弱,天气形势静稳。2)中部地区冷空气活动不显著,大部分时段中低层为暖平流或弱冷平流。逆温出现次数明显偏多,且逆温层厚度和强度均大于南部,污染物不易扩散。3)中部地区地面风力较小,且边界层1 000 m以下风向较不稳定,通风性能差,加之南部污染物输送,导致该地区及周边重污染加强。4)重污染区域与地面辐合线分布相一致,出现在地面辐合线和湿区的北侧。5)对比2014年2月京津冀重污染天气过程,本次过程气象要素更加不利于污染物扩散,但防控减排在一定程度上减弱了污染程度。     

TOP4 中国首次启动空气重污染红色预警

正2015年12月7日18时,北京市应急办发布空气重污染红色预警,全市于12月8日7时至12月10日12时将启动空气重污染红色预警措施,这是北京首次启动空气重污染红色预警,也是中国首次启动重污染红色预警。强制性的应急响应措施通过应急促减排、应急促管理,取得了比较好的效果,是中国在实施《大气污染防治行动计划》和修订《中国人民共和国大气污染防治法》     

2015年冬季京津冀两次重污染天气过程气象成因

为了分析京津冀地区2015年11月27日~12月1日和12月19日~25日这2次重污染过程,从环流形势、大气稳定度条件、动力条件、水汽条件、近地层风场输送等几个方面对重污染天气的形成机制展开分析,结果表明：这2次重污染天气过程均属于静稳型,津京冀各地重度以上污染时长均超过50%.在大范围静稳形势存在时,过程一期间边界层内的垂直扩散条件较过程二偏弱,过程一期间地面辐合线位置偏北且维持不动,过程二期间辐合线位置偏南且略微南北摆动,导致了2次过程重污染区域和污染增长速率的不同.对北京而言,过程一前期降雪融化提供了有利水汽条件,弱偏南风有利于污染物和水汽的输送,混合层高度持续异常偏低（京津冀平均混合层高度339m）、过程期间伴随弱下沉运动（0~2Pa/s）、多层逆温（且厚度大）造成日变化不明显,地面辐合线在北京中部维持等多重因素,使得污染浓度极高,北京地区PM_2.5峰值浓度达593mg/m³.过程二前期采取了减排措施,能见度和PM_2.5日变化大、污染发展较过程一前期平缓;后期不利气象条件叠加污染排放,导致了PM_2.5爆发式增长,其中邢台PM_2.5峰值浓度达70mg/m³,增长率超过7.2mg/（m³·h）.     

环境监测预警在重污染天气应对中的作用与启示

近年来,我国中东部地区秋冬季节频繁发生以细颗粒物(PM2.5)为特征的大范围、长时间、复合型大气重污染过程,引起全社会极大关注。环境监测与预警在重污染天气应对中发挥了重要作用,经过几年的发展建设,目前对于京津冀区域重污染的过程预报准确率接近100%,区域重污染的程度预报准确率接近80%,为各级政府针对重污染过程提前采取预警应急和管控措施提供了关键信息和决策依据。     

污染减排预警系统设计

随着经济的发展和人民生活水平的提高,污染物的排放量也越来越大,节能减排已经成为中国最重要的环保政策。要想实现节能减排,关键是实现从末端治理到污染预防的转变。本设计从源头控制的角度出发,结合中国社会经济的发展情况,运用预警理论和多种数学分析工具,研究建立了基于中国两大约束性指标SO2和COD的污染减排预警系统。该系统旨在对中国各省份的污染减排状况趋势进行预测和评估预警,最终通过一组类似于交通信号灯的标志发布预警信号,从而更加直观地反映出全国各省市的减排形势,为决策者提供形象、直观的理论依据。     

2020年春节期间京津冀及周边地区2次大气重污染过程分析

基于环境空气质量监测数据、天气实况资料、能源与主要大气污染物排放量数据,分析了2000年以来我国主要大气污染物的排放量和能源结构的演变,讨论了我国申请排污许可证企业主要污染物允许排放量空间分布,揭示了2020年1月下旬—2月中旬京津冀及周边地区发生的2次大气重度污染过程的形成原因。结果显示:全国取得排污许可证的企业中,73%的VOCs排放企业、62%的NO_x排放企业、48%的颗粒物排放企业聚集在京津冀及周边地区,密集的排放源为重污染形成提供了充分的污染物和前体物;气象条件对2次典型大气重度污染过程起着至关重要的作用,第一次(1月25—28日)是高压主导型的污染过程,高压抑制了污染物水平扩散,同时大气低层有逆温,抑制了污染物垂直扩散;第二次(2月9—13日)是低压前部型污染过程,由于地面伴有弱低压,并有较强逆温,抑制了污染物扩散;烟花爆竹燃放对PM_2.5浓度的影响基本只有5~10 h,对2次重度污染过程的影响有限。京津冀及周边地区改善环境空气质量任重道远,提出科学的大气污染防治政策,研发适宜的污染防治技术,采取可持续的措施与行动,完善相关标准体系等是真正实现大气环境质量改善的关键。     

从污染贸易条件看京津冀一体化污染控制对策

通过计算京津冀地区各行业的污染贸易条件值,分析了京津冀地区贸易对三地各行业污染排放量的影响及特点。结果显示:从污染贸易条件来看,河北各行业在京津冀地区处于较为明显的劣势地位,这是河北在京津冀地区贸易中处于对自身污染减排不利地位的重要原因。京津冀地区在实现地区一体化污染控制的过程中,不能忽视地区间污染贸易条件失衡对地区污染减排和环境发展带来的负面影响,在发展地区贸易的同时应考虑三地污染贸易条件的优劣并采取有针对性的对策。