舟山本岛大气污染输送过程的数值模拟分析

利用HYSPLIT-4后向轨迹模式和NCEP(美国国家环境预报中心)的2012年GDAS(全球资料同化系统)气象数据,结合NO₂、PM_2.5、PM₁₀和SO₂等常规大气污染物的质量浓度数据,对舟山本岛2012年4月、7月、10月和12月的大气污染输送过程进行了模拟,并通过聚类分析和潜在源区分析〔包括PSCF(潜在源贡献)和CWT(浓度权重轨迹)计算〕,确定大气污染传输路径及影响源区. 结果表明:舟山本岛气流后向轨迹呈明显的季节变化特征,4月主要受来自黄海海面气流轨迹的影响,其占总轨迹数的36.7%,ρ(PM₁₀)为(53.24±24.33)μg/m3;7月以途经琉球群岛和东海气流轨迹为主,占总轨迹数的48.4%,对ρ(NO₂)、ρ(PM_2.5)、ρ(PM₁₀)和ρ(SO₂)贡献分别为(24.63±6.33)、(28.60±4.83)、(52.89±18.76)和(8.67±3.11)μg/m3;10月气流轨迹主要来自于东海海面,占总轨迹数的49.2%;12月气流则主要来自辽宁南部和黄海,占总轨迹数的66.1%,对ρ(NO₂)、ρ(PM_2.5)、ρ(PM₁₀)和ρ(SO₂)贡献分别为(28.48±15.14)、(58.71±14.10)、(69.83±38.94)和(20.83±13.28)μg/m3. 舟山本岛PM_2.5的潜在源主要为毗邻城市间局地污染,集中于浙江沿海城市及杭州湾、上海等地.      

基于RAMS-CMAQ模拟的2019年初威海市大气污染反弹成因研究

威海市是山东省东部最典型的沿海城市,也是中国、日本、韩国大气污染相互传输影响的重要通道.虽然威海市大气质量已连续4年达标,但其污染仍时有反弹.2019年1-2月威海市大气NO₂和PM_2.5浓度反弹率分别达48.5%和35.0%,明显高于山东省内陆地区和京津冀地区平均水平.通过对同期空气质量例行监测数据和气象资料统计分析、空气质量模型RAMS-CMAQ模拟和后向轨迹聚类等方法定量剖析了威海市大气污染反弹的原因.结果表明,威海市2019年1-2月空气污染反弹与气象条件及其相关联的污染物区域输送有较大的相关性,与2018年同期相比,冷空气活动弱、降水量偏少、风速偏低、受来自山东内陆和京津冀相对高污染区污染输送影响偏多是造成本次污染反弹的主要诱因.RAMS-CMAQ模拟显示,相同排放源假定下,由气象条件及其引起的区域传输造成的PM_2.5和NO₂浓度反弹,2019年1、2月较2018年同期PM_2.5浓度增加值分别为8、3 μg·m^-3,分别占总反弹率的53%、37.5%,NO₂浓度增加值分别为10、7.5 μg·m^-3,分别占总反弹率的58.8%、40%.说明威海市空气质量受外来输送明显、扩散条件及区域污染输送是空气质量评估不容忽视的重要因素.     

基于高阶递归神经网络的AUV鲁棒控制方法

目的 提出一种基于高阶递归神经网络的AUV鲁棒控制方法。方法 利用结构简单但逼近效果优越的高阶递归神经网络,对建模不确定性和外部未知干扰进行估计,并将其补偿到输入控制律中,以提高控制性能。之后,基于HJI理论和Lyapunov稳定性分析导出神经网络权重自适应更新律和AUV自适应控制律,设计反步滑模方法作为对比方法,并进行仿真实验。结果 设计的基于高阶递归神经网络的AUV鲁棒控制方法的跟踪误差、调节时间等控制指标均优于反步滑模方法。设计的鲁棒控制方法可以控制AUV精确跟踪目标轨迹,同时具有优秀的控制性能和鲁棒性。结论 这一研究为AUV轨迹跟踪控制领域提供了一种高效且有效的方法,有望在复杂、不确定的水下环境中得到应用。     

SVD在串联故障电弧检测及选相中的应用*

煤矿井下发生串联故障电弧易引发火灾等安全事故,为了预防电气火灾、指导线路维修,利用三相电动机及变频器负载开展不同线路、不同电流条件下的串联故障电弧实验,研究三相串联故障电弧的检测及选相方法。首先,对单相电流进行一阶差分处理后,建立改进的吸引子轨迹矩阵作为故障特征矩阵;其次,对故障特征矩阵进行奇异值分解,采用特征矩阵的奇异值构建串联故障电弧检测及选相的特征向量;最后,利用极限学习机建立故障电弧检测及选相模型,并测试检测及选相准确率。研究结果表明:提出的SVD方法可以利用单相电流实现三相电动机及变频器负载回路中的串联故障电弧检测及选相。     

电除尘器内 MHD 数值理论研究及模拟计算分析

磁流体力学偏微分方程组（ MHD）描述了导电流体在电磁场中运动状态,借助CFD软件,应用MHD模型计算分析放电极电位分布及颗粒运动轨迹特性,结果表明：空间电荷效应对电位分布有明显的加强作用;粒径越大,颗粒荷电量越多,受空间电场力作用越明显;湍流对颗粒运动轨迹影响不容忽视。     

基于气流轨迹聚类分析方法浅析桂林市酸雨来源

通过对桂林市2009—2013年的酸雨状况及变化趋势分析,结果表明:桂林市酸雨强度及频率从2010年出现峰值后,呈现逐渐下降的趋势;酸雨的季节分布差异明显,冬、春季酸雨频率较高,夏季相对较低;酸雨中的阴离子主要为SO2-4和NO-3,阳离子主要为Ca2+和NH+4。利用后向轨迹和聚类分析方法对桂林市酸雨来源进行气流轨迹模拟分析,结果显示,主要作用气流来自南方地区,其中东南和偏东南方向气流形成的降雨酸性较强,酸雨频率较高。     

2019年昆明市一次臭氧污染过程特征及成因分析

针对2019年4月22—26日昆明出现的臭氧污染过程,利用昆明空气质量数据、气象观测数据、NCEP及ERA5再分析资料,综合气象条件、天气形势、外源输送条件,分析本次污染过程的特征及其成因.结果表明：(1)本次臭氧污染过程O₃浓度呈“单峰型”变化,7:00—8:00出现每日的谷值,13:00—15:00出现每日的峰值.(2)高温低湿条件利于O₃的形成,温度为24～29℃,相对湿度为15%～35%,风向为东南风和西南风时O₃浓度易超标.(3)此次污染过程中存在O₃的水平和垂直外源输送,在天气系统的作用下,近地层静稳天气导致污染物的积累和生成,并利于将云南以西区域高浓度O₃向昆明上空水平输送;平流层下层-对流层上层的垂直入侵使高层含高浓度O₃的空气向对流层及近地层输送.(4)HYSPLIT后向轨迹进一步验证,污染过程外源输送的气团来源于云南以西的中低纬度地区,污染物浓度与气团移动路径及天气系统相吻合.     

利用HYSPLIT模型研究珠三角地区VOCs时空分布特征

于2016年在中国广东大气超级监测站,开展4个季节的VOCs长时间观测,共获得2142组有效数据,并利用HYSPLIT模型分析珠三角地区VOCs时空分布特征.结果表明,各类VOCs混合比和化学反应活性具有明显的季节变化特点.观测期间,VOCs平均浓度为（18.523±20.978）×10^-9,其中,低碳烯烃和苯系物二者混合比之和仅占46%,但贡献了85%的·OH消耗速率（L_OH）、82%的臭氧生成潜势（OFP）和97%的二次气溶胶生成潜势（SOAFP）.观测站点主要受来自北部内陆地区气团（1#）、西部内陆地区气团（2#）、台湾海峡南端气团（3#）以及南部海洋地区气团（4#）的影响.1#气团中炔烃和苯系物的混合比占比最高,分别达到10%、37%,而3#气团中低碳烷烃的浓度水平最高,达到（8.437±5.561）×10^-9.通过估算气团中VOCs的化学反应活性,可以发现,1#气团的VOCs化学反应活性最强,其对O₃和SOA的生成贡献最高.1#、2#、3#和4#气团中VOCs的化学反应活性主要由苯系物和低碳烯烃贡献.     

基于后向轨迹模式的豫南地区冬季PM2.5来源分布及传输分析

为研究2017年12月—2018年2月冬季不同来源区域对豫南地区ρ（PM_2.5）的贡献影响及污染特征,利用HYSPLIT-4后向轨迹模式模拟了豫南地区冬季24 h的气团后向轨迹,结合ρ（PM_2.5）在线监测数据进行了聚类分析,研究了以豫南地区为受点的各月份PM_2.5不同轨迹的输送特征,并使用潜在源贡献（PSCF）分析法和浓度权重轨迹（CWT）分析法识别了豫南地区冬季PM_2.5的潜在贡献源区及贡献大小.结果表明:①信阳市空气质量最好,其次为驻马店市,南阳市空气质量最差;南阳市、信阳市和驻马店市ρ（PM_2.5）分别超过GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准限值（75 μg/m3）的1.5、1.2和1.2倍,ρ（PM_2.5）日变化均呈双峰特征.②后向轨迹聚类分析表明,豫南地区主要受到来自西北和东北方向长距离传输和正南方向较短距离输送的影响.③潜在源区分析表明,除豫南地区及周边市县本地污染贡献外,冀鲁豫交界区域、陕鄂交界区域、陕西省中西部、湖北省东北部和西部、河南省中北部、山东省南部是影响豫南地区ρ（PM_2.5）的主要潜在源区.研究显示,豫南地区PM_2.5污染过程除了与地形条件、本地污染源排放有关外,来自东北、西北传输通道城市的远距离输送和南部的近距离传输也不容忽视.      

我国东北地区大气降水稳定同位素特征及其水汽来源

依据全球大气降水同位素观测网络(GNIP)中我国东北地区的月大气降水氢氧稳定同位素资料,并结合相关气象资料,分析了该地区大气降水稳定同位素时空分布特征及其影响因子,并建立了局地大气水线方程.结果表明,东北地区大气降水中δ18O值总体上较低,在时间变化上,表现为冬低夏高;从空间分布来看,由南至北加权平均δ18O值呈减小趋势;降水δ18O与温度线性关系显著,而与降水量则不存在线性关系,利用降水δ18O与温度、降水量、高程、经度和纬度等气候因子建立的多元线性回归关系可以对降水δ18O进行定量估算;采用HYSPLIT 4.9模型对GNIP观测点水汽来源进行追踪,气团聚类轨迹表明,该区全年有两条水汽路径,分别为西风带输送的大西洋、极地北冰洋冷湿水汽和太平洋暖湿水汽.