四川盆地大气层结变化及其对雾霾天气影响的个例研究

四川盆地是全国人口最集中且周边地势起伏最大的区域之一,以石化燃料为主要能源,排放量较大,是我国4大雾霾高发地之一,研究四川盆地大气层结对雾霾天气的影响十分重要。利用中国气象科学数据共享网提供的高空探测资料,分析1980~2012年成都地区大气层结的分布和变化特征研究结果表明,成都地区近30年平均大气层结特征总体表现为:年平均温度随高度呈""型变化,表现为先减小后增大的变化特征。温度在地面时最大,在100h Pa附近最小;年平均温度露点差总体呈上升的变化趋势,在925h Pa以下近地面夜间平均温度露点差远高于白天;年平均风速在近地面最小约为3.5m/s,同时随高度逐渐增加。在200h Pa附近达到最大值,随后逐渐减小。在50h Pa高度以上高空风速维持在10m/s左右。在2005年12月的雾霾天气个例中,四川盆地东部连续4天出现了重度雾霾,各日14时能见度均低于2km,日较差不高于5℃,在对此次雾霾天气发生过程的观测中发现在700h Pa附近有逆温层的出现,同时在雾霾发展中期500h Pa~700h Pa间相对湿度较大;在2013年1月7日~16日的雾霾天气个例中,发现在500h Pa~700h Pa之间存在有明显扰动逆温,700h Pa以下相对湿度较大。总的来说,四川盆地雾霾天气常发生在冬季,在雾霾天气发生前期具有大气层结偏稳定,相对湿度较大,风速较小,近地面易出现逆温层等特征;在雾霾天气发生中期,逆温层的强度明显增强,相对湿度增大;雾霾天气后期,随着风速增加或降雨等大气层结的不稳定变化,雾霾天气过程结束。     

长沙市灰霾天气与气象因子相关性研究

根据长沙市2013年PM2.5的逐日质量平均浓度、气象地面和高空观测数据,采用SPSS方法,分析了长沙市灰霾天气发生与气象因子的关系。结果表明:长沙市区的灰霾日以西北风向为主,PM2.5浓度与风速、降水呈显著负相关,与相对湿度、大气压、平均气温相关不明显。风速越小越不利于大气污染物的扩散,在没有降水的情况下,风速达到3.5m/s以上,空气质量才有好转;弱降水对污染物的浓度不会有明显的影响,降水量在5mm以下时,污染物的浓度不会有明显的下降,但强降水对空气有净化作用明显,在不同季节,不同时段,不同天气形势下降水的稀释作用不同;长沙秋冬季边界层稳定性几率高达80%以上,这种稳定层结构是长沙市区各种大气污染源不易扩散的重要因素之一。     

廊坊市“突发”空气重污染的低层风场对比分析

利用2013~2015年廊坊市空气污染资料、MICAPS气象资料、廊坊气象观测站自动站资料,应用数理统计、天气学等方法对廊坊市86次空气重污染前后的低层风场进行了对比分析。结果表明:(1)廊坊市“突发”空气重污染时,因污染程度变化的差异可分为5个等级,其中3级转6级AQI值变化最大,平均变化值达227,4级转5级偏南风至偏西风均为75;(2)“突发”空气重污染过程中,地面风向风速均有明显变化,偏北风控制时间长比例下降,静风、偏南风(SW/SSW/WSW/W)、偏东风(E/ENE/ESE/SE)时间长比例增加;除4级转5级外,地面平均风速均有不同程度下降,以2级转5级下降幅度最大,平均达0.6m/s·d;(3)空气重污染前,1000hPa、925hPa以及850hPa高空以西北风或偏西风为主,空气重污染时,各层风向转为以西南、东南或偏东风控制为主,且常见风的辐合场形成。在三层大气风场风向变化不一致的条件下,以1000hPa风场风向的变化为参考点;(4)在“突发”空气重污染过程中,850hPa、925hPa、1000hPa有北风风速减小、南风风速增加的变化特征,且空气质量的等级变化越大、污染程度越重,大气风场的垂直变化越深厚。     

南昌市冬季一次大气重污染过程的特征分析

对南昌市2016年1月一次以PM_(2.5)为首要污染物的大气重污染过程进行了综合分析,研究其污染特征及成因。重污染时段PM_(2.5)中SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+质量浓度之和占42.1%,重污染日OC/EC为4.73,均明显高于非污染期间,说明二次无机离子和有机物贡献较大;NO_3~-/SO_4~(2-)均值为0.85,高于非污染期间的0.56,表明南昌市固定源和移动源污染并重,且重污染期间移动源贡献比例增大。区域污染传输,加上低压、低风速和相对较高的湿度等不利于大气扩散的气象条件可能是此次重污染的成因。     

青海南部地区大风天气分析和预报

大风天气是青海南部地区频繁发生的重大灾害性天气之一。本文通过普查该区1971—2000年风速大于等于17m／s的大风天气过程,得出大风分布特征,并用天气学方法对24h内本地有区域性大风（相邻三站以上）的42个天气过程进行了环流分型和诊断分析,总结归纳出了产生本地区域性大风的天气学指标,给出了大风预报的一般思路和预报着眼点。     

成都市冬季一次重污染过程大气颗粒物粒径谱分布

为探究重污染天气过程中颗粒物数浓度水平和分布特征,利用电迁移粒径谱仪(SMPS)和空气动力学粒径谱仪(APS)等,对成都市2020年12月21～28日的大气颗粒物(12.2nm～20μm)数浓度谱进行观测分析。结果表明,污染期间颗粒物数浓度主要集中在积聚模态粒径段,数浓度谱呈三峰分布,主峰值出现在723nm左右,积聚模态颗粒物数浓度的增加是导致此次污染过程颗粒物数浓度快速升高的主要原因。各模态数浓度日变化特征明显,凝结核模态呈单峰分布,浓度高值出现在午间;爱根核模态与积聚模态呈双峰分布,浓度高值分别出现在午间和晚间。受站点周边交通源和生活源影响,颗粒物数浓度高值区主要分布在西北和东南风向1.0～1.5m/s风速下,相对湿度和能见度与积聚模态颗粒物数浓度相关性最为显著。因此,降低积聚模态数浓度有助于缓解颗粒物污染并提高大气能见度。     

茫崖地区风资源观测结果初步分析

文章利用设在茫崖(茫崖行委)、黄瓜梁两个测风塔站10m高度处短期风自记资料,经过超短序列订正公式进行订正延长后,对其风向、风速特征进行了初步分析.结果表明:两个测点中,黄瓜梁测点以西(W)风为主,频率为20％;茫崖行委测点以偏北(NNW、NNE)风为主,频率分别为15％和42％.风速1日中10时以后风速逐渐增大,午后至傍晚大约17 ～20时出现日最大值,是风能利用的最佳时间段.两测点年平均风速黄瓜梁为3.5m/s,茫崖为4.3m/s.年变化曲线型式大致相同,为单峰型变化,最大值出现在春季或夏季,最小值出现在冬季.风速频率主要分布在2 ～4m/s之间,呈铃型分布,最大值出现在一个风速非零的位置,风速变大或变小频率逐渐减小;峰值出现的风速段略有差异,黄瓜梁出现在2m/s处,茫崖出现在3m/s处.     

成都市温江边界层风场特征的研究

着眼于成都地区污染气象特征,利用温江2004年~2012年的地面观测资料及同期的探空资料,对该地区风场的统计特征进行了分析。结果表明:(1)从风频而言,温江地面风春、夏、秋3季均以偏北风为主,冬季则以东北风为主,因此,全年的主导风为偏北风。(2)从风速而言,区域静风和小风频率较高,占全年的68.7%;近10年来,温江年和4季的平均风速均呈现出减小趋势。(3)基于修正的帕斯奎尔稳定度分级法,利用幂指数律公式拟合了风随高度的变化,发现风廓线指数比国标值偏高,并随稳定度的增加而增大。(4)风速、稳定度联合频率的大值区主要出现在风速小于3m/s、稳定度为D~E类。上述研究成果对区域大气环境规划和工程治理具有重要的参考价值。     

上海市青浦区PM10污染状况及其与气象要素的关系

利用2006-2010年上海市青浦区PM10和同期地面气象要素的监测资料,定量分析PM10的季节变化规律以及PM10与降雨量、大气湿度和风速之间的关系。分析结果表明:PM10浓度在夏季处于低值,冬季处于高值;5mm/d以上的降雨对PM10有显著的清除作用,且春夏季降雨的清除作用大于秋冬季节。PM10浓度与大气湿度基本呈负相关关系。风速在一定范围内有利于PM10的扩散但不至造成扬尘,春夏季节的适宜风速是1.5～3.5m/s,冬季的适宜风速是1.5～2.5m/s。     

滨州市一次重污染天气影响因素分析

为探究滨州市重污染天气形成机理，文章以滨州市2020年12月一次重污染天气为研究对象，选取12月3—14日细颗粒物(PM_2.5)、可吸入颗粒物(PM₁₀)、二氧化氮(NO₂)、二氧化硫(SO₂)、一氧化碳(CO)和臭氧(O₃)6种常规大气污染物，温度、湿度和风级3项气象因子及空气质量指数(AQI)，同时选取重污染天气峰值当天的气象条件激光雷达观测数据进行分析。研究表明：(1)此次重污染天气形成以本地污染物排放为主，主要受气象条件影响。高湿、低风和无降水天气，大气边界层较低，垂直扩散能力较差，导致污染物的不断积累，发生重污染天气。(2)重污染天气的污染因子以PM_2.5、PM₁₀、NO₂、CO为主，尤其是PM_2.5、PM₁₀。因此，在预防和应对重污染天气时，可重点考虑PM_2.5、PM₁₀的减排。     

荆门市近60年风速风向特征分析

利用1959～2018年荆门、襄阳、武汉3个国家地面气象观测站风速风向观测资料,通过数理统计、线性分析、气候倾向率等方法,对荆门地区风向风速变化特征及变化趋势等进行气候统计分析。结果表明:荆门年平均风速为2. 9m/s,与襄阳、武汉相比均偏大,地形和地势是荆门风速偏大的主要原因;荆门、襄阳、武汉风速逐年呈整体减小趋势,但均在迁站当年出现陡升现象;荆门市风速变化与城市发展具有一定的相关性,城市快速发展时期,风速呈明显减小趋势;荆门四季主导风向均为N,N出现频次秋季最高、冬季次之,春季和夏季SSW、SW风向明显增多; 1～12月最多风向均为N,各月平均风速均大于襄阳、武汉,最大3月3. 6m/s,最小6月2. 8m/s;荆门年均大风日数为16. 5d,明显高于襄阳、武汉,大风日数整体呈减少趋势,2007年之前以4. 1d/10 a的速率减少,2008年之后以3. 3d/10 a的速率减少,大风日多出现在春季,大风风向多集中在N～NNE。荆门风速较大且有稳定的盛行风向,适宜在城市周边建设风电场;中心城区常年以北风为主,适宜建设南北方向的城市风道。     

2021年乌鲁木齐市大气污染时空分布特征

乌鲁木齐市作为天山北坡城市群重点首府城市，空气质量虽逐年改善，但改善幅度不大，大气污染防治工作任重道远。基于乌鲁木齐市2021年10个监测站点逐日污染物浓度数据，对大气污染的时空变化特征及气象影响因素进行分析探讨。结果表明：O₃、PM₁₀和PM_2.5有显著的季节变化特征，PM₁₀和PM_2.5浓度夏季低、冬季高；O₃在夏季浓度较高，冬季浓度较低。米东区处于PM_2.5和PM₁₀等大气污染物高浓度分布区。降水越大对PM_2.5和PM₁₀的清除作用越强，PM_2.5浓度随着风速增大呈降低趋势；特别是风速在>5 m/s时，污染物降低的幅度最大。     

重庆荣昌大气污染物特征及气象条件分析

荣昌是重庆大气污染最为严重的城市,分析该区域大气污染特征对荣昌及周边区域大气污染机理研究具有重要意义。利用数理统计、相关性分析等方法对荣昌大气污染特征及其气象条件进行了分析,结果表明：(1)荣昌首要污染物为PM2.5(65.6%),主要出现在冬半年(11～2月),其污染状况呈逐年减弱趋势,其次为O3(30.8%),主要出现在夏半年(5～8月),其污染状况呈逐年增加趋势。(2)在水平风力为1级(0.3～1.5 m/s),降水量≤0.5 mm,日最高气温为10～15℃,相对湿度为70%～80%的条件下易发生PM_2.5污染事件。在水平风力为2级(1.6～3.3 m/s),降水量≤2.0 mm,日最高气温≥30℃,相对湿度为60%～70%条件下易发生O₃污染事件。研究显示荣昌空气质量状况逐年改善,污染类型由颗粒物污染逐渐向光化学污染转变,同时在特定气象条件下更易发生大气污染事件,研究为荣昌及周边区域大气污染防治提供了参考。     

长江三角洲典型城市臭氧污染特征与影响因素分析——以扬州市为例

为研究扬州市臭氧污染特征及其影响因素,对扬州市2013~2015年国家环境空气质量监测网中的环境空气质量评价城市点数据进行统计分析。结果表明:这三年均存在O_3超标现象,年超标率在3.0%~14.3%之间。春、夏为O_3污染高发季节,日均气温、相对湿度、风速、机动车数量等均为重要的污染影响因素。     

大连市环境空气中PM_（2.5）含碳组分浓度特征研究

2013年9~12月对大连市环境空气中的PM2.5、有机碳和元素碳进行连续监测。研究结果表明,有机碳约占PM2.5质量的14.0%,元素碳约占6.9%,有机碳和元素碳的总质量约占PM2.5的21%。一半以上的天数有机碳与元素碳比值超过2.0,说明大连存在二次污染。有机碳与元素碳具有显著的正相关性,相关系数约为0.93,表明有机碳和元素碳可能有相同的污染来源。较大降水能有效降低PM2.5、有机碳和元素碳的浓度,风速与PM2.5、有机碳和元素碳的浓度呈负相关,雾霾天气时,有机碳和元素碳的浓度明显增加。     

气象要素及前体物对嘉兴市区臭氧浓度的影响

臭氧是光化学反应的重要产物，反映空气质量的重要指标之一，对空气中臭氧浓度变化规律及影响因素开展研究，对大气污染防治具有重要的意义。利用2021年嘉兴市区环境空气质量自动监测站监测结果与相关气象资料，统计了嘉兴市区近地面臭氧污染分布特征，利用Pearson相关性分析了气象要素及前体物NO₂对臭氧浓度的影响，利用最大增量反应活性系数法分析了不同VOCs组分对臭氧生成重要性评估。结果表明，2021年嘉兴市区臭氧浓度月度变化呈“M”型，超标主要出现在5～9月；日变化呈单峰型。臭氧浓度与气温为显著正相关，与相对湿度和气压均为负相关，降水有利于臭氧浓度的降低。白天当风向为西南、南或东南风，风速大于4m/s时，臭氧浓度较高。NO₂与臭氧显著负相关，VOCs中芳香烃对臭氧生成潜势最大。综合现有研究，气象要素及NO₂对嘉兴市区臭氧污染的影响不可忽略，芳香烃对嘉兴市区臭氧生成贡献显著，是臭氧污染优先治理的重要前体物。     

秦皇岛市大气重污染特征及防控策略

2016年采样期间和重污染期间,秦皇岛市区PM_(2.5)浓度分别为85.9μg/m~3和180.7μg/m~3,表明重污染期间大气复合污染更为严重。采样期间水溶性离子浓度为39.7μg/m~3,其中SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+占总离子的66.5%,重污染期间水溶性离子浓度是采样期间浓度均值的1.5倍。重污染天气主要是受大陆均压场控制,导致污染物不易扩散。因此,建议从完善重污染应急措施、调整产业与能源结构、提高能源利用率、加强生态农业建设、建立大气污染联防联控合作机制等方面进行重污染防控。     

MBR工艺处理粮油加工废水的研究

采用MBR(Membrane Bioreactor)工艺对粮油加工废水进行处理发现,污染物的去除是活性污泥和膜截留共同作用的结果,试验中微生物的去除作用占污染物总去除率的62.9%~88.1%,起主要作用。当系统的污泥负荷和容积负荷分别在0.4~0.54 kgCOD/kgMLSS.d之间和3.8~5.0 kgCOD/m3.d之间变化时,系统对COD的去除率在92.5%以上。本试验所用膜的临界膜通量为8~10 L/(m2.h),系统污泥浓度从1~2g/L增加到10~12g/L时,临界膜通量从10~12L/(m2.h)下降到了3~4 L/(m2.h),随着膜面流速从1.0m/s上升到1.8m/s,膜的临界通量也相应的从4~6 L/(m2.h)上升到了16~18 L/(m2.h),呈正相关。     

山东省冬季一次典型重污染天气过程分析

为研究山东省冬季重污染天气成因，以2020年1月一次典型重污染天气过程为例，基于各类环境空气监测数据和气象监测数据，深入分析污染演变过程、气象条件特征、组分变化特点等。结果表明，静稳高湿的气象条件是污染过程形成的主要气象原因，各市PM_2.5浓度与风速和大气边界层高度均呈显著负相关，但与相对湿度的相关性呈现海陆差异，内陆城市与相对湿度的相关性明显强于沿海城市，因此秋冬季时需准确识别山东省各区域的不利气象条件，并进行针对性预报。在不利气象条件影响下，一次颗粒物不断累积，SO₂、NO_x等气态前体物向硫酸盐、硝酸盐的二次转化均是推高PM_2.5浓度的重要原因，建议在PM_2.5污染期间除管控一次颗粒物排放外，也应加强无机组分前体物SO₂、NO_X排放源的管控。     

大连市冬季一次典型大气重污染过程的成因分析

从污染过程演变、天气条件分析、颗粒物组分变化、污染输送分析、后向轨迹分析等几方面,对大连市2014年12月28~29日发生的一次典型大气重污染过程的成因展开分析。分析结果表明:稳定的大气环流形势、地面风速小、湿度大,为此次污染的累积提供了有利气象条件;京津冀地区污染物的持续输送是此次重污染过程形成的主要原因。