石家庄一次沙尘气溶胶污染过程及光学特性

为掌握沙尘气溶胶远距离输送特征及其规律,对2015年4月15日影响石家庄空气质量的沙尘天气背景、污染特征进行了分析,利用HYSPLIT-4模式分析了沙尘气溶胶的后向轨迹,并利用微脉冲激光雷达和太阳光度计CE318监测资料分析了沙尘气溶胶的垂直分布和光学特性演变,与大风无沙尘沉降另一过程进行了对比,探讨了沙尘沉降对消光系数的影响,估算了沙尘沉降对地面PM₁₀浓度的贡献.结果表明:来自蒙古国的沙尘气溶胶以西北路径远距离输送沉降是导致石家庄PM₁₀浓度骤升的主要因素;沙尘沉降对消光系数和地面PM₁₀浓度具有重要贡献;气溶胶快速沉降时间与冷锋过境、冷空气下沉相一致;微脉冲激光雷达监测到整个沙尘气溶胶输送沉降过程,沉降之前沙尘气溶胶主要分布在1500~3000m高空,气溶胶消光系数随高度上升而增大,输送飘浮空中到沉降持续时间较长,为沙尘污染预警提供了"强信号"特征;气溶胶光学厚度随沙尘到达明显上升,浑浊度较高,粒径偏大,地面能见度随气溶胶光学厚度呈幂指数递减.     

闭环回旋控尘技术的三维数值模拟研究

针对输煤皮带转载点粉尘污染大的问题,提出一种新型粉尘控制技术。以霍州煤电集团木瓜煤矿为例,以气固两相流理论的颗粒轨道模型为基础,结合现场实际粉尘扩散规律,三维数值模拟皮带转载点的粉尘逸散规律。根据粉尘颗粒在皮带转载点的运移规律,提出了闭环回旋控尘技术,通过气固两相流和颗粒碰撞理论的三维数值模拟对该技术的控尘机理进行研究,并在木瓜煤矿进行试验应用。结果表明:闭环回旋控尘技术能有效控制粉尘扩散和降低粉尘颗粒动能,其降尘效率达到88%以上,同时,该技术无需任何动力,是未来节能型除尘产品的发展方向。     

基于内弹道仿真的火药点火器燃喉比优化与试验验证

目的 减小火药点火器不同药剂批次下的散差,提高其工作可靠性。方法 分析火药点火器不同批次药剂性能与内弹道数据,发现在恒定燃喉比下,药剂性能波动会显著影响其工作可靠性,因此应根据不同批次组合下的药剂性能选取合理的燃喉比。首先,通过标准试验测试火药点火器内装药剂的关键性能参数。然后,通过建立火药点火器内弹道的仿真模型,计算基线燃喉比附近的内弹道参数,输入到基于历史点火冲量数据建立的正态容许限法模型。最后,在预设燃喉比范围内进行发火试验,并利用正态容许限法计算出不同燃喉比对应的点火可靠度。结果 共模拟了8种水平的燃喉比试验,计算出对应的可靠度为0.177242～0.999999。根据模型计算出的可靠度及火工品相关标准的要求,确定合理的燃喉比,并增加样本,进一步验证其可靠度。此外,在选定燃喉比附近进行的裕度试验,试验数据均符合预期。结论 通过内弹道仿真建模,结合可靠性试验数据分析,为火药点火器优选了燃喉比,工作可靠度达到了0.999 908,比改进前的可靠度0.999有了显著提升。     

面向火灾事故现场的消防水炮射流轨迹预测技术综述

当前火灾事故呈现高频次发生的态势,亟需发展消防水炮射流轨迹预测技术,显著提升消防应急处置的精准化、科学化水平。综述消防水炮射流运动轨迹预测技术的研究现状,归纳讨论该预测技术的主要研究方法,即基于数学计算、数值模拟、计算机视觉方法的消防水炮射流轨迹研究。总结概括实现射流轨迹的准确预测仍是当前乃至未来一段时期内轨迹预测技术的研究难点,并提出未来轨迹预测技术的研究应着重考虑灭火剂本身、气象要素及火环境等多因素的耦合效应影响。     

不同气团来源对广州细颗粒物理化特性的影响

利用2006年7月广州细颗粒物质量浓度、数谱分布与化学组成的观测数据与气团后向轨迹聚类分析结果,系统分析了不同气团来源对广州细颗粒物理化特性的影响。观测期间,广州气团来源可分成来自远海、近海、西面陆地和北面陆地4种类型。细颗粒物总数浓度水平在4种类型中基本相当。当气团来自远海时,二次转化影响较小,PM2.5质量浓度较低,颗粒物数浓度从大到小依次为老化爱根核模态新鲜爱根核模态度积聚模态;受到海洋气团的影响,Cl-在PM2.5中比例为4种类型中最大。气团来自近海时,颗粒物二次生成与老化现象突出,数谱峰值出现在积聚模态,而其他类型出现在爱根核模态;SO2-4、OC与NO-3之和在PM2.5中的比例大于50%,为4种类型中最高。气团来自西面陆地和北面陆地时,细颗粒物受陆地传输老化气团和本地来源影响均较明显。来自北面陆地时,250 nm以上颗粒物数浓度明显升高,是PM2.5平均浓度远高于其他类型的直接原因之一。     

Spatial and Temporal Variation of Ozone Concentrations at High Altitude Monitoring Sites in Germany

The present study deals with the characterisation and interpretation of hourly taken maximum ozone concentrations of each day at various high altitude monitoring sites in Germany and contributes to the understanding of ozone transport processes. The relation between long range transport of ozone as well as its precursors and high ozone concentrations is of special interest. Aim of this paper is to investigate the influence and importance of large scale meteorological circulation and source regions of anthropogenic ozone precursors to local ozone concentrations using 2-dimensional backward trajectories. Further, reasons for the spatial and temporal variation of ozone concentration levels will be shown. Investigating numerous cases a similar origin of air masses causing high ozone concentrations in Germany and uniform patterns at various sites could be identified.     

基于后向气团轨迹的区域大气污染颗粒物来源分析

大气污染区域间的联防联控是解决区域性灰霾产生的关键手段之一。如何确定目标控制区大气污染外源的相对位置和影响程度是实现联防联控的前提。基于后向气团轨迹理论,运用拉格朗日混合单粒子轨道模型,以桂林市全境作为研究对象,对研究区域2013年冬季的污染物传输进行了模拟。结果显示:研究区冬季大气污染主要来源于东北方向,轨迹与"湘桂走廊"相符。以数字矢量图的方式量化表示了大气污染来源区及数量,成果可为区域间大气污染联防联控措施提供决策支持依据。     

我国东部沿海地区酸雨来源研究

 1992～1995年间在我国东部沿海地区进行了降水和气象观测，分析了降水的酸度和化学组成与降水采样时的来流方向的关系，计算了丹东凤凰山和泗礁岛采样时的后推气流轨迹。发现我国东部沿海地区出现酸性很强的酸雨，推断酸雨来自周边国家和地区。由于当地地理位置和气象条件的差异，不同的时间和不同空间里影响的程度也不同。北方沿海的图们和丹东凤凰山的酸雨主要来自朝鲜半岛和日本。东南沿海地区则较为复杂，冬春季可能受到日本和朝鲜半岛的影响     

砂尘环境试验中颗粒沉降的数值模拟

对砂尘试验中试验段前后砂尘颗粒气固两相流场进行了数值模拟,计算中,将气相作为连续介质,采用两相耦合的Navier-Stokes湍流模型,,并用SIMPLE算法对流场进行数值模拟;将固相作为离散体系,采用颗粒轨迹法计算其运动轨迹。计算结果表明,试验段前后由于气流旋涡的诱导,使得砂粒会聚集在模型的前端和后端附近,说明此处较容易聚集砂粒。计算结果对自行设计与研制砂尘环境模拟试验设备具有重要的指导意义和实用参考价值。     

泰山降水化学及大气传输的研究

为了解泰山降水的化学组成特征及其来源,于2004年7月至12月间在泰山上采集了23场降水样品,进行了pH值、电导率的测定、主要水溶性阴阳离子的分析以及每场降水的后推气流轨迹分析.结果表明,降水pH的雨量加权均值为4.74,电导率的雨量加权均值为2.26mS·m-1,泰山降水已受到酸性污染;降水中浓度较高的阳离子是NH4 和Ca2 ,雨量加权均值浓度分别为50.62和29.04μeq·L-1,浓度较高的阴离子是SO42-和NO3-,雨量加权均值浓度分别为70.32和23.44μeq·L-1;SO42-/NO3-、NH4 /Ca2 当量浓度比的平均值依次为3.41、2.13.对降水的化学组成作了相关性分析,发现NH4 、Ca2 、SO42-、NO3-浓度之间具有很好的相关性;通过气流轨迹分析发现酸性最强的降水气团来自于我国的南部地区或沿途经过华东地区,离子浓度最高的降水气团来自于我国的北部地区或欧洲大陆,来自东亚地区的降水气团的离子浓度最低.