用气流输送轨迹分析上海,重庆,贵阳的酸雨特点及其比较

用降雨时的气流输送轨迹,分析了上海、重庆和贵阳三地的酸雨特点和成因。研究表明,重庆和贵阳的酸雨,主要是受局地污染源的影响,远距离外来污染影响不大;但贵阳在静止锋天气时的酸雨,可能也受远处输送来的外来污染的影响。上海地区的酸雨,除受局地污染源的影响外,还受远处外来污染的影响。     

基于气流轨迹大气输送对大连市酸雨形成分析

文章利用HYSPLIT-4后推气流轨迹模式,对辽宁省大连市2007年的降水来源进行气流轨迹模拟,再通过聚类分析方法,得到气流的平均轨迹分布,从而分析大连市降水的来源及各方向气流对酸雨形成的影响。研究表明,大连市酸雨污染主要由西-南、西北和北-东-南3个方向气流形成。在季风影响下,6-10月的雨季,来自西-南方向气流多经过河北、京津、山东、我国东部沿海等工业发达地区或朝鲜半岛;起源于北绕行东-南方向气流仅在辽宁省内行12小时后,也途经山东或朝鲜半岛及南部海域,这2个方向的气流运行高度低,地面污染贡献大,携带大量致酸前体物,在大连形成酸性降水频率高,导致其酸雨污染严重。而来自西北方向的气流经过蒙古、内蒙古、辽宁西部等工业欠发达地区,且多在高空运行,气流相对干净,很少形成酸性降水。     

银川市臭氧污染天气形势客观分型研究

采用T-mode主成分分析法（PCT）对银川2016—2020年4—9月850 hPa位势高度和全风速场进行客观天气分型,并利用后向轨迹聚类方法、潜在源贡献算法（PSCF）和浓度权重轨迹分析法（CWT）探讨臭氧易污染天气型的传输特征和潜在污染源区.结果表明,最有利于形成臭氧污染的天气类型为东高西低型,其次是低空均压场高空弱西北气流型,再次是低空均压场高空强西北气流和辐合场型,对应的臭氧超标率分别为37%、34%、27%和27%;不利于促发臭氧污染的天气类型有暖高底部型、西北气流控制型和高压后部型.东高西低型下,银川臭氧的主要输送路径为东南气流,潜在源区为四川北部、陕西西南部、甘肃东北部和宁夏东部;偏东气流和西北气流对低空均压场高空弱西北气流型下 臭氧浓度均有重要影响,此天气型下银川臭氧潜在源区主要分布在内蒙古西南部与宁夏西北部接壤地区及宁夏北部和东部;低空均压场高空强西北气流型下臭氧主要输送路径为北方气流,潜在源区为内蒙古中西部及宁夏中东部;东南偏东气流为辐合型天气型下银川臭氧的重要 输送路径.     

基于HYSPLIT模型的京津冀地区大气污染物输送的路径分析

以京津冀地区为研究区域,通过HYSPLIT模型后向轨迹、地面气象监测数据和高空观测资料分析2014年11月17—23日重污染天气的形成和消散过程,并对气象因子进行分析。结果表明:京津冀重污染天气的形成过程中,主要为高压或均压状态,该状态下大气层较稳定,大气混合层高度降低形成静稳天气;同时,对流层下的高湿、高压、弱风、逆温层导致其垂直方向无法形成对流,水汽和污染物无明显扩散。利用HYSPLIT模型模拟北京市300 m高度下气流后向轨迹,通过聚类分析方法分析本月气团轨迹的代表性输送路径,与地面气象监测数据和高空观测资料进行对比分析。结果表明:在极端天气条件下,京津冀地区重污染天气形成过程80%受西南方向气流影响,大气污染物的输送轨迹主要是自南向北;京津冀地区重污染天气消散过程90%受北部气流影响,北部气流的快速入境使污染物迅速消散。     

北京地区大气颗粒物输送路径及潜在源分析

利用TrajStat软件和全球资料同化系统数据,计算了2005~2016年北京市逐日72h气流后向轨迹,采用聚类分析方法,结合北京同期PM_2.5逐日质量浓度数据,分析北京市年及四季后向气流轨迹特征及其对北京市颗粒物浓度的影响,运用潜在源贡献因子分析法（PSCF）和浓度权重轨迹分析法（CWT）,探讨研究时期内不同季节影响北京市颗粒物质量浓度的潜在源区以及不同源区对北京颗粒物质量浓度的贡献.结果表明,就全年而言,西北输送气流占总轨迹的比例最高,达59.97%,且其输送距离最远、输送高度最高、移速最快.输送高度最低、距离最短、移速最慢的东南气流占比次之,为27.64%,东北气流占比最低为12.40%,其移速和输送距离介于前两者之间.主要污染轨迹来自山东、河北,其次为来自俄罗斯、蒙古国和内蒙古荒漠戈壁地区的西北气流.PSCF和CWT分析发现,蒙中、晋中、冀西南、豫北及鲁西是影响北京PM_2.5的主要潜在区域.而不同季节、不同输送路径对北京PM_2.5污染影响的差异显著,春季主要受来自蒙晋交界区域的短距离输送气流影响,潜在源区位于冀南、鲁西、豫东和皖西北地区,夏季污染轨迹来自鲁、晋地区,潜在源区为豫东北、皖北和苏北地区;秋季主要受来自冀南地区的短距离气流影响,潜在源区为晋北、冀南、豫北和鲁西地区,冬季主要受来自蒙古国中西部和蒙中地区的远距离输送气流影响,潜在源区主要在冀南、鲁西、豫北、晋和蒙西地区.     

晋东南地区冬季PM2.5污染输送路径分析

利用2017~2019年晋城市和长治市冬季PM_2.5逐时浓度资料、地面风场数据等,结合HYSPLIT轨迹模型和中尺度数值模式WRFV4.2分析了晋东南地区冬季PM_2.5污染的特征和传输特点.结果表明,晋城市冬季PM_2.5污染程度高于长治市.受地形影响,晋城市地面盛行偏南风、偏北风和西北风,污染方向主要为偏南风和偏北风;长治市近地面盛行偏南风,该风向污染频率最高.影响晋城市和长治市污染的潜在源区主要分布在偏西、东北和东南方向,偏西气流来自陕西省中部,东北气流来自河北省西南部,东南气流来自河南省中东部.污染经过晋东南地区主要影响山西省中南部和北京南部.通过数值模拟流场,结合潜在源区和影响区域的分析结果,在均压场或高压后部的天气形势下,晋东南地区污染输送路径包括来自东北方向（河北省西南部一带）的气流,沿长治市东北部的滏口陉向晋东南地区输送污染物及沿太行山东麓向南在晋豫交界处的太行陉发生转折向晋东南地区输送污染物;来自东南方向（河南北部及东部）的气流输送和来自偏西方向（陕西中南部）的气流输送.污染物经过晋东南地区向北输送至山西省中南部,部分经过山西省中东部的井陉输送至北京南部.     

利用轨迹模式研究上海大气污染的输送来源

利用HYSPLIT4模式和全球资料同化系统(GDAS)气象数据,计算了2010年12月─2011年11月期间抵达上海的气流后向轨迹. 结合聚类方法和上海ρ(SO₂)、ρ(NO₂)、ρ(PM₁₀)数据,分析了各季节不同类型气流轨迹对污染物浓度的影响,利用引入权重因子后的潜在源贡献算法分析了不同季节PM₁₀和NO₂潜在WPSCF(源区分布概率)特征. 结果表明:上海气流输送季节变化特征明显. 冬、春和秋季,上海较易受到来自西北、西南等区域的大陆性气流影响,受沙尘或人为污染排放的影响相对较大,ρ(PM₁₀)、ρ(SO₂)和ρ(NO₂)平均值相对较高,分别为162、74和53μg/m3. 夏季上海主要受较清洁的海洋性气流影响,ρ(PM₁₀)、ρ(SO₂)和ρ(NO₂)相对较低,分别为47、19和36μg/m3. 上海PM₁₀和NO₂的WPSCF分布特征类似,在冬、春和秋季,WPSCF高值(0.2~0.4)主要集中在江苏南部,河南、安徽等地的带状区域也有一定贡献,说明这些区域是上海这2种污染物的潜在源区. 夏季WPSCF的分布较为集中,上海以外区域值基本小于0.1,说明外来污染输送的贡献较小.      

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。     

沈阳市冬季一次严重污染天气过程成因分析

为探讨沈阳市冬季重污染天气的初步成因。以2013年1月11日~16日沈阳市发生的一次严重污染天气为例,利用中国气象局的MICAPS系统和美国的HYSPLT模式,从污染形成的天气背景、污染物扩散受地形的影响情况以及外来污染物输送的气流轨迹等几方面综合分析,从而探讨此次严重污染过程的成因:长白山小高压和西部倒槽双重系统的控制下,地面吹东北风,风速较小,湿度大,不利于污染物的水平扩散;有较强接地逆温存在时,不利于污染物的垂直扩散,导致近地面污染物累积;受来自于北部和东北部低层气流的影响,将内蒙古、辽宁东北部的污染物携带到沈阳地区汇聚。     

长江三角洲地区大气污染物水平输送场特征分析

以长江三角洲地区为研究对象,探讨城市群环境污染规律.利用区域中尺度大气数值预报模式MM5模拟2004年1,4,7和10月长江三角洲地区的气象场.结果表明:冬季,长江三角洲地区近地面及500 m高度层主要为西北风控制,输送气流主要来自西部内陆地区;春季,盛行东南风和偏东风,存在明显的东南向西北方向的输送气流;夏季,则以偏南输送气流为主,杭州湾地区海面向内陆方向以及太湖湖面风速较大,输送扩散能力较强;秋季则转为东北风,近地面杭州湾以北盛行北风,以南主要受海面东北风的影响.结合HYSPLIT-4三维轨迹模式计算分析该地区典型污染过程时污染物的输送气流轨迹,证实了污染过程伴随500 m高度处东北主频气流的“外源”输入现象.      

长江三角洲地区大气污染物输送规律研究

采用NCEP全球再分析资料运行MM5获得研究区域2004年代表月份的气象场模拟结果,运用HYSPLIT4.8模式,计算代表城市的后向及前向气流轨迹.结果表明,不同季节,气流轨迹的分布差异明显,影响范围各不相同.影响长三角地区低层大气的输送气流主要来源于蒙古、华北或东北地区,途径黄海海域或东部沿海的山东、江苏或上海等地抵达长三角地区.受夏季西南季风的影响,西南方向也是比较重要的输送途径.长江三角洲地区对外界的中尺度污染传输主要受东亚季风活动的影响,其中冬季季风是长三角污染物向华南和西太平洋地区传输的一个主要机制;影响长三角污染物输送的重要系统还包括春夏控制我国东部沿海地区的西太平洋副热带反气旋环流,该系统主要向西影响我国内陆地区.     

海南岛北部地区酸雨的天气影响因素及污染源分析

根据2005年7月—2006年12月海口市发生的19个酸雨个例,对海南岛北部地区酸雨发生的天气背景、致酸物的源地及输送方式进行了天气学分析. 结果表明:海南岛北部地区酸雨的发生无明显季节性;影响海南岛北部地区酸雨形成的天气系统主要有6种,其中冷空气偏东型及热带气旋型2类天气系统产生的酸雨次数最多;致酸物多属远距离输送所致,主要来源于华南地区,部分来源于越南,海南岛本地污染物导致酸雨的个例很少. 海南岛北部地区酸雨的形成不仅与气象条件有关,而且与海南岛的地形地貌有关.      

上海地区酸雨趋势及其影响,对策研究

本文研究了上海地区酸雨的趋势及其影响与对策。结果表明,上海地区的降水年均pH值,市区约为4.76.郊县为5.51左右;自1983以来,变化不大。降水离子含量很高,说明受污染严重。研究表明,市区酸雨主要为硒地SO_2污染所致。近地面大气中的高浓度酸、碱性污染物,对降水pH值起重要作用。防治酸雨的主要措施在于脱硫。目前,酸雨对水域、土壤、农作物、水生生物等未造成严重影响。治理酸雨,不是上海地区的当务之急。     

华南地区春季冷锋云系中污染物的输送

研究了华南春季冷锋云系中污染物的三维输送和酸沉降特点.该地区低空经常存在一个稳定的逆温层结构,且混合层顶也较低,有利于污染物在层内聚集.冷锋南下时,锋前上升气流把原稳定层中的污染物抬升并送入云内,形成“逆温层内累积——被锋面抬升——高空平流输送——湿沉降到地面”的循环.一个地方排放的污染物可以造成其周围几百公里范围内云和降水的酸化.轨迹烟团模式计算的结果也表明,即使在冷锋的北来气流作用下,本地源的影响仍是主要的.     

广州市酸雨现状与发展趋势研究

叙述了广州小珠江三角洲范围历年来酸雨分布的特征及其发展趋势。分析表明,春季降水酸性最强,认为是局地源污染与外地源输送叠加的结果。酸性降水中起主要作用的阴离子是SO_4~(2-)和NO_3~-。尤以前者更为主要,NO_3~-的作用显著大于西南地区和上海地区;是美国的0.5倍。SO_4~(2-)/NO_3~-值低于西南地区2倍以上。广州市大气中H_2O_2及O_3浓度较高,光化学反应活跃。春季冷空气南下形成静止锋,有利于酸雨的形成。广州的酸雨已进入世界最强范围,与西欧、北美接近。     

欧亚大陆生物质燃烧气团的输送特征及对中国的影响

利用1997～2003年ATSR卫星火点资料,采用前向气流轨迹模式及滞留时间分析方法,研究了欧亚大陆生物质燃烧排放的时空分布特征及主要生物质燃烧区域典型排放季节低层气团的输送特征,并与MOPITT一氧化碳卫星反演资料进行对比.结果表明,春季东南亚及印度半岛生物质燃烧排放的污染气团可对中国西南、华南及华东地区的大气环境造成一定影响,尤其是四川盆地、福建和台湾周边地区;中亚、东西伯利亚及蒙古高原生物质燃烧排放的污染气团主要受西风带影响而向东输送,但明显存在一条分支经中国东北向华北或更低纬度地区输送,并逐渐下沉至大气低层,在生物质燃烧排放剧烈的年份内能够对该地区的低层大气成分造成重要影响.     

湖南省酸雨变化特征、现状及成因分析

依据湖南省1993-2000年监测酸雨的数据资料,对湖南省酸雨的变化特征、分布及目前的状况和成因进行了分析.结果表明,湖南省降水pH值小于5.0的强酸性降水地区主要分布在湘中南和西南部,弱酸性降水区则分布在湘中地区;除怀化和洪江两地外,湖南降水阴阳离子基本平衡;湖南地区降雨为典型的硫酸型降雨,酸雨的形成主要受局地源的影响,其次是土壤、地形、气候和中远距离的输送等自然因素的作用.笔者认为能源结构和工业污染物等社会因素在酸雨的形成中具有决定性的作用.      

湖南省酸性降水的研究

根据1993年春季在京广线湖南段区域的观测结果,对酸性降水的污染状况、特征、成因及其来源进行了分析和探讨。结果表明:湖南地区春季降雨是“严重污染的硫酸型酸雨";形成的机制与华南地区基本相同,污染物浓度是局地源贡献和外地源输送的叠加。      

2018年秋冬季长江三角洲区域PM2.5污染来源数值研究

使用WRF-Chem和WRF-FLEXPART模式定量研究了2018年秋冬季,尤其是在明显冷空气影响时的长江三角洲PM_2.5来源贡献.结果表明：2018年秋冬季长江三角洲以外的跨区域输送对长江三角洲PM_2.5的贡献占15.9%,长江三角洲内部排放贡献占84.1%,长江三角洲区域内部排放及污染相互传输的影响比长江三角洲外跨区域输送的影响更为显著.而在冷空气影响时段中,跨区域输送对长江三角洲PM_2.5的贡献率为33.1%,约为整个秋冬季长江三角洲外部跨区域平均输送贡献率的2倍,输送影响更为明显;输送对长江三角洲三省一市的贡献为46.2%~56.2%,其中跨区域输送的贡献10.2%~38.6%,也明显大于各自秋冬季的平均水平.在冷空气影响时段,长江三角洲四座重点城市（上海、合肥、南京、杭州）的污染潜在输送路径主要以中东路为主;上海、南京受到长江三角洲以外的污染潜在贡献较多,超过30%;杭州受到长江三角洲以外的污染潜在贡献较少,为16.1%.