PM2.5空中输送对北京地面污染影响的地形强迫机制模拟研究

近几十年来随着工业化和城市化进程的加快,在我国许多城市都出现了严重的PM_2.5污染问题.PM_2.5污染形成机制研究可以为其预报及治理工作提供基础.选择了具有飞机观测资料的2016年12月10—13日北京冬季典型的PM_2.5严重污染个例作为研究对象,利用WRF-Chem对该个例进行了数值模拟,分析了PM_2.5空中输送对北京地面PM_2.5浓度影响的地形强迫机制在模拟结果中的具体表现方式.数值模拟结果表明：1通过北京南边界进入北京的PM_2.5最大输送高度为600 m（ASL）左右;2从空中被输送至燕山的PM_2.5,可以爬坡过山后增大怀柔区燕山东坡的浓度,还可以在夜间有下坡风时随着下坡风到山脚,然后再向南输送到北京燕山以南的平地.     

南京北郊大气臭氧浓度变化特征

以南京北郊大气中O3质量浓度观测资料为基础,分析了O3变化特征和气象要素对其影响程度。结果表明：大气O3日均质量浓度平均为65.8μg·m-3。O3质量浓度最大值出现在午后15时左右,O3质量浓度日最大值在春季最大,而冬季最小。白天工作日O3质量浓度要高于周末,而夜间两者差异不大。气温,日照时数和降水量是影响南京大气O3质量浓度的重要因素。全年中5月份高日照时数和较低的降水量导致南京出现O3高值。在偏南气流作用下,O3质量浓度偏高。由气象要素得到的O3日均质量浓度和O3日最高质量浓度回归方程相关系数分别为0.61和0.71。     

南京北郊O3、NO2和SO2浓度变化及长/近距离输送的影响

利用2008年1月—2010年12月南京北郊O₃、NO₂和SO₂质量浓度连续观测资料结合后向轨迹模式,采用聚类分析对轨迹进行分类和KZ滤波器对数据组分进行分离的方法,讨论了南京北郊气体污染物(O₃、NO₂和SO₂)的质量浓度变化规律及长/近距离输送对该地区污染气体的影响.结果表明,南京北郊春末夏初(5、6月)O₃月均浓度出现最大值,12月出现最小值;NO₂在春季(3—5月)月平均浓度相对较高,8月份浓度全年最低,而SO₂浓度在6、7月出现最低值.不同季节气体污染物浓度日变化各有特点,O₃呈单峰分布,12:00—15:00出现浓度最大值;NO₂浓度高值则出现在夜间;SO₂在清晨出现最大值,另外,春秋冬季SO₂呈双峰型分布.长/近距离输送对南京北郊污染气体影响的分析表明,在西南方向的近距离输送影响下,该地区O₃浓度将会出现明显的高值;传输速度较慢的西北气流则会促使该地区形成高浓度的NO₂;长距离输送对O₃和NO₂的贡献与气团输送距离有关,说明该地区O₃和NO₂是区域性问题.另外,当在传输速度较慢的偏东气流的控制下,SO₂的浓度较高,说明SO₂的高浓度事件与偏东方向的近距离输送有关.     

南京北郊大气VOCs体积分数变化特征

利用2011-03-01~2012-02-29南京北郊大气VOCs观测资料,对大气VOCs体积分数的时间序列变化特征、光化学活性差异和来源特征进行了研究.结果表明,VOCs体积分数平均为43.52×10-9,并呈现夏季高,冬季低的季节变化.VOCs体积分数呈现夜间高,白天低的日变化特征.VOCs体积分数夜间呈现夏季>秋季>春季>冬季,白天呈现冬季>夏季>春季>秋季.VOCs日变化幅度秋季最大,冬季最小.烷烃和烯烃日变化幅度最大值出现在秋季,芳香烃和炔烃日变幅最大值出现在春季.采用丙烯等量体积分数方法表示,VOCs物种中烯烃含量最高,芳香烃次之,烷烃最小.T/B、E/B和X/B比值平均值分别是1.23、0.95和0.81,反映出影响观测点的气团呈现一定老化程度.以3-甲基戊烷作为机动车排放典型示踪物,估算得到乙烯、甲苯和间,对-二甲苯分别有85%、71%和82%来自非机动车源.     

南京北郊工业乡村混合区秋季边界层VOCs垂直分布特征

利用2020年秋季南京北郊低对流层(0～1 000 m)VOCs探空实验数据,分析了该地区VOCs垂直廓线分布及其日变化、光化学反应性等特征.结果表明,φ(VOCs)随高度升高而降低(72.1×10^-9±28.1×10^-9～56.4×10^-9±24.8×10^-9).各高度上烷烃占比最大(68%～75%),其次为芳香烃(10%～12%)、卤代烃(10%～11%)、烯烃(3%～7%)和乙炔(2%).边界层日变化对VOCs廓线影响较大,早晚较低的边界层致使VOCs在近地面累积,而在上部体积分数较低;午后VOCs的垂直分布则较均匀.上午光化学反应性强(弱)的烯烃(烷烃)等的体积分数占比随高度升高而减小(增加),说明高层的VOCs光化学老化显著.午后VOCs各组分占比及其OFP在低对流层内垂直分布则较均匀.受周边不同来源气团影响,各高度φ(VOCs)及组分占比差异明显,工业气团在200～400 m;高度间φ(VOCs)随高度升高,芳香烃占比增大;城区气团φ(VOCs)垂直负梯度最大,近地面φ(VOCs)较高,...     

南京北郊冬春季大气能见度影响因子贡献研究

为研究南京北郊气象要素以及气溶胶对大气能见度的影响,利用2014年1~5月的能见度、相对湿度、温度、颗粒物浓度及其化学成分等观测数据,探讨了气溶胶不同化学组分对消光系数的贡献,提出了该地区能见度基于不同参数的拟合方案.结果表明,观测期间平均能见度为(5.78±3.64)km,能见度与相对湿度、PM_(2.5)存在明显的负相关,相关系数分别为-0.66、-0.48.冬季平均消光系数为(398.72±219.88)Mm~(-1),Organic、NH_4NO_3、(NH_4)_2SO_4和EC对消光的贡献率分别为38.81%、27.81%、23.95%和7.15%;春季平均消光系数为(248.36±78.42)Mm~(-1),Orgamic、NH_4NO_3、(NH_4)_2SO_4和EC对消光的贡献率分别为31.59%、24.36%、32.63%和8.64%.对比不同的能见度拟合方案时,基于颗粒物成分的能见度拟合方案优于基于散射系数的.不同相对湿度区间内PM_(2.5)对能见度的影响程度不同,基于PM_(2.5)、相对湿度和温度的能见度拟合方案说明:低相对湿度的条件下,PM_(2.5)对能见度的影响较大;随相对湿度增大,相对湿度成为更为重要的影响因子.     

稳定天气形势下京津冀和长三角地区重度污染过程气象成因解析

基于空气质量数据、天气图、常规地面气象观测数据、秒探空资料以及高分辨率的降水数据,剖析了2015年12月19—27日发生在我国东部地区的一次大范围重度污染过程的特征及成因.结果表明,此次污染过程中,我国东部地区主要受到东路冷高压、均压场以及西路冷高压的影响,在东路冷空气及均压场的影响下,BTH(Beijing-Tianjin-Hebei)地区污染物不断累积,西路冷空气影响下污染物浓度开始降低,YRD(Yangtze River Delta)地区在稳定的均压场下污染物不断累积.污染期间,BTH及YRD近地层均有逆温现象发生,且逆温层越厚、强度越大,污染越重.此外,较低的近地面风速、较高的相对湿度,亦不利于污染物的扩散稀释,导致此次重度污染事件的发生和持续.YRD地区在重度污染发生时,有降水现象发生,导致YRD地区PM_2.5浓度呈现波动性变化.     

南京北郊地区黑碳气溶胶对光解系数的影响

采用2018年6月以及2017年10月南京黑碳气溶胶(BC)垂直观测数据和Mie散射理论计算BC光学厚度(AOD_BC,并将结果输入TUV辐射传输模型,探讨BC对光解系数J[O¹D]和J[NO₂]日变化及垂直变化的影响.结果表明,在地面,J[O¹D]和J[NO₂]日变化均呈单峰型分布,峰值在正午12:00,但BC对J[O¹D]和J[NO₂]的衰减作用正午时最小,在6:00和18:00左右较大,最大分别可达-13.7%和-19.0%.AOD_BC与光解系数呈非线性负相关,BC对光解系数的衰减能力随着AOD_BC增大而下降.当天顶角为0°时,光解系数对AOD_BC的变化最敏感.在边界层0¹km内,光解系数与高度呈线性正相关,这与紫外辐射密切相关,J[O¹D]和J[NO₂]在垂直高度上与紫外辐射的相关系数R均高达0.9...     

长三角地区一次区域污染过程中细颗粒物的来源解析及其光学特性

为研究长三角地区细颗粒物污染的分布特征及其光学特性,选择在城市(苏州)、郊区(南京)和区域背景站(临安)同时进行PM2.5采集并进行化学分析.这次污染过程中,苏州、南京和临安的PM2.5平均浓度分别达到(169.8±56.5)、(169.9±51.2)和(154.0±54.9)μg·m-3.散度系数分析显示3 个站点气...