中国重霾过程污染气象研究进展

对近年来中国重霾污染过程的气象成因的相关研究进行了总结,从大气环流背景、边界层流场以及气象因子等方面进行综合分析,并介绍了相关区域输送对污染的影响贡献,得出关于中国重霾过程污染气象的一致结论:冬季重霾发生的典型天气条件为高空500 h Pa西风纬向环流指数高,南北气流交换不畅,利于中国中东部高空稳定形势的发展,对应近地弱高低压系统,均压场控制频繁,稳定的大气层结使污染物更易在近地累积,偏南暖湿气流则促使大量二次污染物生成;副热带高压与青藏高原高压、西风带高压并合的形势,是引起中国夏季大气环境质量恶化的主要原因;台风引起的下沉逆温稳定天气,易造成珠三角地区重霾污染。区域和局地山脉气流辐合效应使污染物较易在山麓地带聚积,海陆风和山谷风带动局地污染物的垂直输送和区域间输送。地面弱风速、风向以及高湿度是影响大气质量的直接关键因子,混合层高度与空气质量具有较强的相关性,对限制污染物的垂向有效扩散产生重要影响。数值模拟气象要素对空气质量影响贡献得到多次验证,霾预警开始发挥重要作用,区域污染的输送作用对重点城市空气质量的影响不容忽视。在重霾过程污染气象的研究还有待深化的方面包括:重视模拟研究,对污染物在大气中多尺度传输、沉降及化学循环等全周期的行为轨迹进行追踪定量,制定有针对性的污染控制技术与对策;开展大气污染的影响边界研究,辅助气象预报为特定区域空气质量保障提出即时有效的防控措施和预警方案,为提高污染控制措施的有效性奠定科学基础。     

远距离输送作用对南京大气污染的影响

为了研究近地层大气污染物远程输送对于南京地区的影响,结合南京北郊观测点的观测资料,对2008—2009年南京地区气团的后向轨迹进行了聚类分析,结果表明：O3质量浓度分布呈双峰型,分别于5—6月和8—10月达到了高峰,两年共计有36 d质量浓度超过了国家环境空气质量标准二级标准,其中两次峰值期间占81%和83%。NO2和SO2在冬季较其他季节质量浓度高。到达南京气流轨迹以东部气团（占总数37%）为主。在东部气团影响下,南京周边地区近地层O3、NO2和SO2质量浓度分别为99.5、54.0和76.6μg.m-3,大气污染物质量浓度均较高。从后向轨迹分析认为,与气团途经并携带了重污染的长三角地区近地层排放的气体污染物有关。相对于其他来向的气团,东部气团对于南京地区近地层的影响更重要。     

珠三角地区典型浓雾和灰霾天气过程气象条件对比研究

为深入探究雾、霾天气发生发展过程中气象要素特征的差异,提升环境天气预报预警业务水平,选取2017年3月10-12日和2016年3月29日-4月3日分别出现在珠三角地区的典型浓雾、灰霾天气过程,基于国家自动气象站资料、广州番禺大气成分站数据以及NCEP/NCAR再分析数据,通过相关分析和天气学分析,从环流形势、地面气象要素特征和边界层特征等方面对两次过程进行对比研究。结果表明,(1)浓雾、灰霾个例中均具有较为稳定的环流背景场,高层(500hPa)为纬向平直西风环流,地面受均压场控制,等压线稀疏,稳定的高低层环流配置极有利于雾、霾天气过程的出现和维持,伴随环流形势调整,雾、霾消散。(2)雾、霾过程能见度均与相对湿度呈负相关,与风速、气温呈正相关。灰霾过程能见度与各气象要素的相关性整体高于浓雾过程,且灰霾过程中湿度和能见度的相关系数最大,其次是风速和气温;相对湿度和风速大小是影响浓雾天气的重要气象条件,相对湿度的减小是浓雾天气消散的主要原因,风速增大和降水是灰霾天气消散的主要气象条件。(3)边界层特征分析表明,浓雾天气低层有一个较浅薄的小风速层(1 000-950 h Pa),而灰霾天气存在一个深厚的小风层,小风层厚度从近地面上升至850 hPa左右,两次过程在低层均为一致下沉运动。低层风速增大、出现上升气流,是雾、霾天气开始消散的重要信号。从热力条件来看,两次过程均存在逆温层,浓雾过程逆温层出现在50 hPa附近,灰霾过程逆温层出现在近地面附近,浓雾过程对湿度条件的要求较灰霾天气更高。     

灰霾天气下重庆地区秋冬金属污染特征及来源分析

研究重庆地区大气颗粒物中金属元素的浓度水平、分布特征及来源,对认识重庆区域和城市大气污染状况和控制颗粒物的污染具有重要意义。该研究于2013年9月至2014年2月期间,利用美国Xact-625环境空气多金属在线监测仪对重庆大气中PM_(2.5)的23种金属元素进行了连续采样,对比分析了霾日与非霾日金属元素的污染特征。结果表明,雾霾天气下PM_(2.5)和其中的18种金属元素浓度较正常天气均有升高,其中K、Fe、Ca、Zn、Pb、Mn、Ba、As为PM_(2.5)中的主要无机污染物。重庆市灰霾期间秋、冬季主要金属浓度分别是非灰霾期的1.5~2.2和1.1~1.7倍。各金属元素浓度的逐时变化规律总体上呈现出"单峰"和"双峰"分布,秋、冬季霾日和非霾日的逐日变化规律大体一致,秋季Ca、Mn、As质量浓度高于冬季,可能受人为影响影响较大。因子分析结果表明,重庆市霾日PM_(2.5)中金属主要来源于土壤风沙、施工和道路扬尘,冶金化工,汽车尾气,燃煤燃油。其中Pb、Zn、As、Ba等富集因子较大,大部分来自人为排放。为研究空气污染物的区域尺度输送,该研究利用后向轨迹模型对秋、冬季两个典型污染时期的后向轨迹进行模拟,结果显示,由于污染气团的外来输送,本地燃煤燃烧、冶金化工等污染源贡献可能是以上区域及传输通道口和重庆本地源综合作用的结果。     

近53年山东省霾季节性特征的年代际变异

为了进一步认识山东省霾日长期变化特征,从而为政府决策和空气质量预报提供科学依据,基于山东省80 个气象站53 年（1961-2013）的观测资料分析,利用多项式及线性回归拟合、定义表示随季节和年际变化程度的变量如季节变化率、年际变化率等多种统计方法分析了近53 年来山东省霾日季节性的年际、年代际长期变化及空间分布规律,结果表明,山东上个世纪明显的冬季霾高发的典型季节性特征演变为本世纪模糊的季节差异,即霾多发时段随年际增长逐渐由冬季蔓延至秋季,夏季和春季.全省平均霾日的季节变率从60 年代的84.0%,70-80 年代的72.4%~73.6%,到90 年代跌至56.4%,而在本世纪的13 年低达42.3%,体现了山东霾日变化季节性的年代际特征,即近53 年季节差异在不断减小,霾趋于常年化发生的大气污染事件.霾日季节性的空间分布及年际变化特征还表明：近53 年山东霾日呈持续上升趋势,1990 年之前呈显著的增长趋势,1990 年之后上升缓慢,但维持霾高发的水平.霾日高发区域主要集中在济南地区,济宁-泰安-莱芜一带,枣庄-临沂一带,青岛地区和聊城西部地区,其中,高中心依次为济南的80.9 d·a^-1,临沂的78.2 d·a^-1 和青岛的69.0 d·a^-1.山东中东部的霾日年增长率整体高于西部地区,鲁中、鲁南及半岛南部地区是霾日年际增长高值区.山东省霾日年际变化趋势以夏季增长率最高,大部分地区的年际增长率都在4.5%·a^-1 以上,其次是秋季、春季霾日年际变化趋势,冬季霾日年际变化趋势普遍增长率最低,且大部分地区的变化率值为1.5%·a^-1 以上,近53 年来山东大部分地区出现了霾日模糊季节性变异.     

嘉善冬季PM2.5化学组分特征及来源分析

为研究嘉兴地区嘉善冬季污染时段和清洁时段PM_2.5化学组分特征,结合气象数据对2019年1月嘉兴市嘉善县善西超级站在线自动监测PM_2.5及化学组分数据、气态污染物(NO₂和SO₂)进行了分析.结果表明,2019年1月嘉善善西超级站污染时段PM_2.5浓度(97.18μg·m^-3)为清洁时段(36.77μg·m^-3)的2.6倍.污染时段水溶性离子浓度(41.58μg·m^-3)较清洁时段(19.82μg·m^-3)高21.76μg·m^-3,但占比有所降低,含碳组分比例增加.OC;EC比值为3.93,可能受到燃煤及机动车排放的共同影响.低风速及高湿有利于NO₂和SO₂等气态污染物进行二次转化,污染时段硫转化率和氮转化率均比清洁时段高,分别增高7.93%和54.11%,说明NOx向硝酸盐二次转化较为明显,导致颗粒物浓度升高.聚类分析结果显示67.34%气流来自北方,且相应的气流轨迹上污染物浓度比周边高,说明污染物存在一定的长距离输送.结合风玫瑰图可以看出,污染主要为本地及其周边的输送,污染物的长距离输送在短时会使污染浓度突增.因此,在重点关注本地及周边污染的同时,偏北气流下的污染物区域输送不可忽视.     

沈阳地区霾的环境特征研究

利用沈阳市1961—2009年的气象资料,分析了霾天气出现的年季特征及其天气形势特征。利用边界层气象资料与污染物质量浓度资料对特定的霾过程从边界层到污染物质量浓度条件进行了分析。结果表明：沈阳地区霾的出现呈现逐年上升的趋势,近5 a平均每年为120 d左右,目前霾天数已经占到了全年的30%~40%。冬秋季节出现霾天气较多,秋冬两季霾日数占全年霾日总数的75%。凌晨到上午是霾出现的高发期,02—08时霾出现频率占总霾数的44.5%。霾的出现主要发生在冬秋季节冷空气势力不强,大气扩散能力较弱,边界层出现逆温时刻。接地逆温层厚度常常稳定在200~300 m高度左右,PM10质量浓度与能见度（霾）呈负相关,相关系数-0.402 7。风速与能见度（霾）呈正相关,相关系数为0.886 4。     

秸秆焚烧导致南京及周边地区2次空气污染事件的成因比较

从天气形势、卫星遥感火点监测、物理量诊断和后向轨迹模拟等方面分析了2008和2010年秸秆焚烧导致南京及周边地区空气污染事件过程的异同点。结果表明,2008年污染过程受大气底层切变线的控制,2010年污染过程受高压天气形势的控制;2008年火点仅出现在江苏地区,而2010年江苏、安徽和浙江地区均有出现;2008年大气底层气流为弱上升运动,导致高浓度的污染,2010年因受下沉气流控制而导致大范围的污染;2008年污染物来源为江苏地区,2010年则受江苏和安徽地区火点的共同影响,这些差异导致2次污染过程影响的范围和强度有所不同。     

邯郸市新冠疫情前后空气质量指数(AQI)对比与疫情防控期间大气污染特征分析

2020年初COVID-19疫情爆发,我国采取一系列管控措施使大气污染物排放量明显降低.为了解疫情期间减排活动下邯郸市大气污染特征,采用统计学变量分析方法与特征雷达图对疫情爆发前(12月、1月)、疫情防控期间(2-4月)、疫情防控后(5月、6月)以及2019年同期大气污染情况进行对比分析.并进一步估算防控期间大气污染物的减排量,通过后向轨迹聚类分析气团的迁移轨迹来探讨人为减排对空气质量的影响.结果 表明,2020年2月疫情管控开始后,环境空气质量与2019年同期相比明显好转,2月份AQI值降幅约为50％,3、4月份两年差距逐渐缩小;疫情防控期间较疫情爆发前空气质量也有较大幅度提升,防控结束后AQI值有小幅度回弹;防控期间PM2.5、PM10、 SO2、NO2、CO的日平均浓度值均有较大幅度下降,在2月份下降最为明显,降幅分别为51％、55％、62％、41％、33％;O38 h平均浓度与气温呈显著正相关(0.747),疫情期间浓度呈上升趋势,在4月底达到的峰值(238 μg·m-3).北京市空气污染相对较轻,邯郸市与石家庄市较为严重,整体上受颗粒物的污染较明显.邯郸市2、3、4月份特征雷达图属于偏综合型,2月燃煤、生物质燃烧排放的污染物偏高,4月份来自工厂的NO2和SO2浓度偏高.疫情防控前期各污染物排放量均有较大幅度降低,与2019年2月的气团移动轨迹来源特征相似,说明人为减排对环境空气质量提升效果显著.     

气象条件对承德市臭氧重污染天气的影响

利用承德市国家基本气象站的气象资料和承德市环境监测站的O_3监测资料,分析了2015年5月22日—6月1日承德市O_3重污染过程的气象条件。研究发现,5月22日—6月1日O_3污染呈先加重后减轻的趋势,25日O_3污染最严重;O_3浓度日分布呈单峰型,午后浓度高而清晨浓度低。承德市O_3污染天气发生时的天气形势为500 hPa受高压脊控制,850 hPa有大于20℃的暖中心,并有强暖平流向承德地区输送,海平面气压场受低压前部和高压后部的均压场影响,盛行偏南气流。有利于O_3污染的气象条件为气温高、风速大、辐射强、日照时数长、气压低、相对湿度低,能见度影响小。此次O_3污染过程气象扩散条件较好,气象条件对O_3污染的作用主要表现为促进O_3污染物的生成和区域传输。京津冀中北部地区O_3污染严重,在南风和西南风的作用下唐山市和北京市对承德市的O_3污染有输送作用。     

苏州郊区主要大气污染物的演变特征及其影响因素研究

大气灰霾污染已经成为了大气环境领域的研究热点之一,但是目前国内针对背景地区站点的大气污染形成机制和输送规律的研究仍然有限。利用PM_(2.5)、PM_(10)、CO、SO_2、O_3、NO_2等6种大气成分质量浓度数据、常规气象要素观测资料、结合HYSPLIT后向轨迹模式,对2015年1月15—28日发生在江苏省苏州市东山镇的一次持续十余天的空气污染过程进行了分析。结果表明,此次污染过程东山镇经历了一次完整的灰霾生成-积聚-消散的演变过程,其中包括两个主要污染时段,1月15—19日轻污染时段和1月22—26日重污染时段。ρ(PM_(2.5))/ρ(PM_(10))平均值达到62.8%(30.0%~93.4%),表明PM_(2.5)对东山大气颗粒物污染贡献显著。6种大气污染物相关性分析发现CO和NO_2与PM_(2.5)和PM_(10)相关性最好,人为燃烧源和交通源对灰霾形成贡献显著。高空较稳定的环流形势和地面弱气压场的配合以及低压高温高湿的不利气象条件,阻碍了污染物的垂直和水平扩散,是此次持续性灰霾天气形成的客观原因。通过风向、风速统计和后向轨迹分析发现,此次污染过程,在大风下颗粒物以远程输送为主,微风下颗粒物以局地排放为主。外来源的输送和本地源排放的叠加造成了灰霾的形成和积聚。轻污染时段,高浓度污染气团主要来自西北方向的远距离输送,来自山东、河北等工业发达地区的排放源对东山地区灰霾的形成影响显著。重污染时段,污染气团主要来自偏南方向的局地输送,此外来自湖南、江西一带的大规模生物质燃烧生成的高浓度污染气团输送也是污染加重的重要原因。来自东北方向的气流对此次区域灰霾污染起到了清洁作用。     

武汉市三类不同大气污染过程下大气污染物特征及潜在源区分析

为了探讨武汉市不同类型大气污染过程中大气污染物变化特征,分析对比了沙尘、秸秆燃烧和霾污染过程中大气污染物(SO2,NO2,CO,O3,PM2.5和PM10)的变化特征及其影响因素。使用HYSPLIT模式计算了不同类型污染过程中气团轨迹,并利用潜在源区贡献(potential source contribution function,PSCF)和浓度权重轨迹(concentration weighted trajectory,CWT)分析方法,揭示了武汉市不同类型污染过程中大气污染物的潜在源区分布及其贡献特性。结果表明,不同类型污染下大气污染物变化不同。沙尘天主要以PM10污染为主,平均浓度为408.8μg/m^3,是干净天的5.9倍,PM2.5/PM10仅为29%。霾过程中主要以PM2.5污染为主,平均浓度为182.8μg/m^3,是干净天的3.7倍,PM2.5/PM10为90.4%。秸秆燃烧过程中大气污染物浓度均不同程度地增加,其中PM2.5、PM10和SO2的浓度分别为100.2μg/m^3,155.4μg/m^3和23.7μg/m^3,是干净天的1.8倍,1.6倍和1.6倍。表明,不同类型污染下大气污染物的日变化不同,不同类型污染过程中大气污染物的潜在源区差异较大。沙尘期间大气污染物的主要潜在源区为安徽、河南南部、沙尘源区的内蒙古和甘肃等地区。霾过程中大气污染物的主要潜在源区为湖南东北部、湖北东部、安徽西南部、浙江西部、江西北部和河南南部。秸秆燃烧过程中大气污染物的主要潜在源区为安徽、江苏西南部和河南东南部。     

珠三角北部背景站臭氧浓度变化特征

O_3已取代PM_(2.5)成为珠三角空气污染的首要污染物,深入研究珠三角背景地区O_3浓度变化特征对全面掌握珠三角空气质量概况具有非常重要的意义。以珠三角北部郊区背景监测点位广州市从化区天湖站点2006—2018年的监测数据为基础,结合空气质量模型与过程分析等工具,对珠三角背景地区的O_3浓度进行分析。结果表明,2006年以来,珠三角背景地区的O_3年平均质量浓度均在80μg·m~(-3)左右波动,年均值在2014年达到自动监测以来的历史峰值91μg·m~(-3),2014年以来有逐年下降的趋势。2006—2018年O_3小时质量浓度的频数分布表明30—100μg·m~(-3)是主要的小时质量浓度水平,占比约为59%,100μg·m~(-3)以下质量浓度的占比约为70%,160μg·m~(-3)以下质量浓度的占比约为94%,天湖站小时质量浓度超标(大于200μg·m~(-3))概率为1.8%。平均而言,天湖站6—7月的O_3质量浓度最低,分别为71μg·m~(-3)与73μg·m~(-3)。冷暖交替的月份质量浓度相对较高,10月与4月分别达到102μg·m~(-3)与84μg·m~(-3),过程分析结果显示,在下沉气流等影响下,近地面层上层边界O_3垂直输送是4月与10月高质量浓度O_3的主要来源。天湖站的日均与月均O_3质量浓度与日照时数均存在正相关关系,O_3昼高夜低且与NO_2呈反相关关系,O_3质量浓度远高于NO_2,说明天湖受人为源排放影响少。天湖站化学过程对O_3的影响因季节而异,夏季光化学过程对O_3的影响明显,白天平均O_3净化学生成速率为18.5μg·m~(-3)·h~(-1);其他季节珠三角背景地区的O_3质量浓度主要受物理过程影响。     

成都市空气质量指数与雾霾的关系研究

统计分析成都市空气质量指数(AQI)日数据与6项指标小时浓度数据,结合大气能见度与相对湿度日数据,采用非线性拟合等方法对成都市AQI与雾霾天气的关系进行研究,并分别分析能见度与相对湿度、AQI之间的线性和非线性关系。结果表明,成都市现阶段AQI和颗粒物污染密切相关,2013年和2014年AQI变化趋势大致相同,4—9月份较低,以良和轻度污染为主,秋冬季大气污染是一年中的高峰期;2014年的逐月AQI普遍较2013年低,一定程度上反映了空气质量的改善。2013年和2014年平均大气能见度变化趋势也大致相同,均表现为春夏较好,而秋冬较差,秋冬季是雾霾多发的季节;随着相对湿度的逐渐增加,大气能见度与AQI的非线性相关系数逐渐升高,具有较好的相关性;在不同的空气质量等级下,相对湿度与能见度的非线性相关系数R_N普遍高于线性相关系数R_L。本研究所得出的AQI与雾霾的非线性模型在判别霾日程度上准确度一般,而在判别雾日方面准确度极高,全年平均准确率达到98%以上,尤其在春季表现得更为明显,拟合值和观测结果吻合度达到100%。同时,该模型在判别霾日或非霾日方面较准确,尤其在雾霾多发的秋冬季节,非霾日的准确度最高分别可达89.44%和92.78%,霾日的准确度最高分别可达88.89%和85%。在季节判断上,分季度模型比全年模型更加准确。     

华南丘陵区针叶林和果园地表CH4通量的日变化

利用静态箱-气相色谱法对华南丘陵区典型土地利用类型(针叶林:马尾松 Pinus massoniana;果园:龙眼Dimocarpus longan Lour)地表CH4通量日变化进行了原位观测.结果表明, 针叶林和果园土壤总体来说为大气CH4的吸收汇.地表CH4通量日变化波动较大,规律不明显.吸收较强的月份为10-11月,较弱的月份为6-9月.针叶林地表CH4吸收通量日平均值变化幅度为-0.093～0.066 mg·m-2·h-1,果园为-0.098～0.146 mg·m-2·h-1.地温和气温对地表CH4通量无明显影响.降雨对地表CH4通量有较大的影响,旱季(10-3月) 地表CH4吸收通量大于雨季(4-9月).凋落物和植被类型对CH4通量没有明显影响.     

华南丘陵区针叶林和果园地表N2O通量的日变化

利用静态箱-气相色谱法对华南丘陵区典型土地利用类型(针叶林:马尾松 Pinus massoniana;果园:龙眼Dimocarpus longan Lour)地表N2O通量日变化进行了原位观测.结果表明, 针叶林和果园土壤总体来说为大气N2O的源.地表N2O通量日变化规律不明显,日变化中最大通量和最小通量出现的时间也没有明显的规律.针叶林地表N2O通量日平均值变化幅度为0.02～0.12 mg·m-2·h-1,果园为0.03～0.37 mg·m-2·h-1,最大值一般出现在6-8月.地温和气温对地表N2O通量日变化无明显影响.降雨对地表N2O通量有较大的影响,雨季(4-9月)地表N2O通量大于旱季(10-3月).不同土地利用方式对地表N2O通量有较大影响,果园地表N2O通量较针叶林大.没有发现凋落物对地表N2O通量有明显影响.     

峨眉山酸雨的长期变化趋势

对1992-2015年间峨眉山降水pH和电导率长期观测资料的分析结果表明,该地区降水pH年均值在4.45~5.67范围内变化,多年平均降水pH为4.81,多年平均酸雨频率和强酸雨频率分别为60.8%和23.5%。峨眉山降水酸度的季节变化较明显,夏季酸雨污染较轻,而冬季较重。20余年来,峨眉山地区酸雨污染呈现逐步改善的长期趋势,降水pH的平均年变率约为4%,降水酸度持续减弱,酸雨频率和强酸雨频率持续降低,平均年变率分别为-1.5%和-1.7%。峨眉山地区的降水电导率和非氢电导率呈现缓慢增加的长期趋势,平均年变率分别为0.3μS/cm和0.8μS/cm。受四川盆地区域内主要污染物排放量变化的影响,1992-2005年和2006-2015年,峨眉山降水pH、降水电导率和非氢电导率呈现不同的变化趋势特点,前期降水pH、降水电导率和非氢电导率均呈现增长态势,说明该地区降水中各类可溶性污染物质并未随着降水酸度减弱而减少,反而趋增;后期降水pH维持持续升高趋势的同时,降水电导率和非氢电导率双双呈现下降趋势。对降水时段气团输送轨迹的簇分析结果显示,来自四川盆地内部的气团输送对峨眉山降水影响最大,其贡献在六成以上;陕甘-黄土高原地区、滇西高原-南亚大陆地区的输送也有不同程度的贡献,其中,源自天气上游南亚地区的输送对我国西南地区酸雨污染的潜在影响值得关注。     

武汉市黑碳气溶胶质量浓度空间分布的主导因素分析

基于中国东部地区黑碳气溶胶(BC)减排的严峻形势,开展武汉市黑碳气溶胶的水平方向观测和垂直方向模拟工作,了解武汉市黑碳气溶胶的含量和沉降通量的时空变化规律及其主要影响因素,明确黑碳气溶胶释放、输送和沉降规律,对深入地认识黑碳气溶胶的气候和生物地球化学效应具有理论意义。运用Meteoinfolab软件、轨迹分析、相关分析及多种模型拟合等方法,实测武汉市2015年7月—2016年6月黑碳气溶胶水平向分布数据,以WRF-CMAQ模型运行的模拟数据作为垂直向分布的基础数据,分析其空间分布规律;选择气象因子、污染物构成、环流因子、下垫面因子等主导因子,分析它们对武汉市黑碳气溶胶质量浓度空间分布规律的影响。结果表明,(1)BC质量浓度受温度、能见度、气压影响较大,相关系数分别为-0.637、-0.549、0.574。当风速小于2 m?s~(-1)、风向为东北或者东北偏北时,BC质量浓度达到最高值;当风速大于2 pH、风向为西南偏南时,BC质量浓度出现最低值。垂直方向上,低层和高层黑碳浓度主要受风速影响,而中层黑碳浓度则主要受温度影响。(2)BC质量浓度与PM_(2.5)、PM_(10)、CO相关系数为0.863、0.657、0.647,同源性强,采用三次曲线模型对BC与三者之间的关系分别进行拟合,效果最佳。(3)后向轨迹分析表明:武汉市高空气流来自于远源及海洋地区;中低空夏秋季节主要受较短距离的运输气流影响。(4)武汉市黑碳质量浓度受与主干道距离、植被覆盖率、水体分布等下垫面因素影响较大,空间分布差异明显。     

基于AQI的深圳大气污染特征及其典型环流形势分析

随着中国城市化加速以及机动车保有量的大幅增加,城市环境问题日益突出。深圳地处珠江三角洲城市群,空气质量恶化引起社会各界广泛关注。利用深圳市11个国控站空气质量时平均、日平均监测资料、欧洲中心中期天气预报(ECMWF)再分析资料以及温度、湿度等自动气象监测数据,采用数理统计和典型环流分型等方法,在分析2013—2015年深圳市大气污染时空分布特征的基础上,探讨了深圳污染日典型环流形势特征,以期为深圳大气污染的预警预报、防治及其影响评估提供科学依据。基于空气污染指数(AQI)的污染分析表明:2013—2015年深圳市空气质量呈转好趋势,污染以轻度污染为主(92.4%);引起污染天气的主要污染因子是PM_(2.5)(75%)、O_3(19%)和NO_2(4.8%),PM_(2.5)和NO_2引起的污染天气呈下降趋势,而O_3引起的污染天气呈上升趋势,这表明光化学污染已成为深圳大气污染的重要形式。深圳的大气污染过程持续时间短,以1~2 d为主,污染天气集中出现在冬季,且易出现长时间持续(≥5 d)的污染过程。主要污染物季节特征明显,冬季为PM_(2.5),夏季O_3,春秋季PM_(2.5)、O_3和NO_2均会出现。深圳污染天气空间差异性较大,总体呈现西多东少的分布,东部沿海地区是深圳空气质量最好的区域。深圳污染日典型天气形势可分为大陆高压型、热带气旋型两类,其中秋冬季为大陆高压型,夏季为热带气旋型,在空气质量预报预警服务中,不同季节应关注不同污染物浓度变化和天气形势演变。     

近10年中国空气质量时空分布特征

空气污染是建设健康中国过程中亟待解决的难题。利用2005—2015年全国86个重点城市空气质量日报数据,综合运用全局自相关法、层次聚类法、空间插值法以及重心迁移模型,从年度、季节和月份3个时间尺度上探讨了近10年来中国空气质量的时空分布特征。结果表明,(1)全国空气质量表现出显著的时间变化规律。从年际变化上看,空气质量逐年好转趋势明显;从季节变化上看,夏季空气质量最好,春秋次之,冬季最差;从月份变化上看,空气质量呈现出显著的先降后升的"U"型变化规律。(2)全国空气质量呈现出显著的空间集聚和分异规律,表现为"北重南轻、东重西轻"的空间格局。其中,京津冀地区、西北地区以及山东、河南属于长期高污染区;以珠三角为核心的南部沿海地区、云贵高原和青藏高原地区属于常年优良区。近10年全国空气质量整体虽得到有效改善,但部分地区(河北、山东、河南和江苏)污染仍在加重,期间污染范围从整个华北地区、中部地区和西北地区向京津冀地区集中,空气污染分布模式从集中连片分布变成零星分布。(3)近10年全国空气质量重心以向东北方向移动为主,表明东部和北部地区部分省份的空气污染程度较全国其他省份严重。(4)研究结果揭示了近10年中国空气质量的时空分异规律,可为寻求污染治理办法提供理论参考。