近十年中国灰霾天气研究综述

中国系统的进行灰霾天气研究已经10周年了.由于经济规模迅速扩大和城市化进程加快,大气气溶胶污染日趋严重,由气溶胶污染造成的能见度恶化事件越来越多,我国东部地区灰霾天气迅速增加.灰霾天气的本质是与光化学污染相关联细粒子气溶胶污染,形成灰霾天气的气溶胶组成非常复杂.近年来由于灰霾天气日趋严重引发的环境效应问题, 和气溶胶辐射强迫引发的气候效应问题,广泛地引起科学界、政府部门和社会公众的关注,而成为热门话题.本文主要依据中文文献讨论了中国近10年来对灰霾天气的认识过程,灰霾天气的研究进展,以及今后灰霾天气研究的重点方向.     

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.     

基于静稳累积污染的石嘴山市PM2.5局地源解析

为探究静稳条件下PM_2.5局地源累积特征,在石嘴山市的4个不同功能区站点采集PM_2.5样品,并测量其水溶性离子、无机元素和含碳组分浓度,利用后向轨迹模型判断潜在源区,分析了静稳期和非静稳期PM_2.5组分浓度差异,并采用PMF模型判断静稳期局地源排放特征。结果表明:①观测期间有2次重污染过程是由局地污染物累积引起的;②沙尘源为主要的外来源,冬季非静稳期存在Si、Ca、Fe浓度大幅上升现象(浓度达到15.11、27.03、18.89 μg/m³),水溶性离子易在静稳条件下累积,受采暖影响,NO₃^-、SO₄^2-在冬季有更大的贡献,NO₃^-/SO₄^2-的值表明秋季机动车源对PM_2.5的贡献较大,冬季燃煤源对PM_2.5的贡献较大,OC/EC的值表明局地排放二次有机气溶胶转化效率不强;③静稳条件下受局地源影响,太沙站点S、Mn、SO₄^2-、EC等与工业排放相关的组分浓度最高,沟口站点受机动车源的影响,NO₃^-浓度最高(22.66 μg/m³),崇岗站点受煤炭加工排放影响,OC浓度远高于其他站点;④ PMF模型解析结果显示,石嘴山市局地源中工业源(47.4%)贡献最大,其次为机动车与扬尘混合源(29.3%)、二次源(15.1%)。     

基于天气分型的上甸子大气本底站臭氧污染气象条件

对流层臭氧作为典型二次污染物已成为北京春夏季首要污染物,气象因素是影响其浓度变化的主要因子之一.本研究基于2008～2017年大气成分和气象观测数据,利用Lamb-Jenkinson天气分型法结合Mann-Whitney U检验方法将影响北京地区天气型分为6类,其中SWW和C型上甸子臭氧浓度均值和极值分别最高,在4～9月出现频率最高,合计出现47.4%,并通过多元逐步回归方程确定两种型的主要贡献权重.SWW和C型下54%盛行西南风,新排放的污染物和二次老化气团经西南气流持续输送, 850 hPa附近出现垂直速度零层,水平和垂直气象条件均有利于臭氧的输送、生成和聚积; AN和ESN型下64.7%盛行东北风或北风,气团来源清洁, 1 000 hPa以上盛行一致的下沉运动和气流辐散,新排放的污染物也能很快被稀释扩散,臭氧浓度处于较低值.以NW型2015年5月3日为例,虽然地面盛行西北气流,来源清洁,但大气通过垂直下沉运动将边界层以上的高浓度残留臭氧向近地面输送,导致某些天数中出现臭氧浓度高值.     

内蒙古呼和浩特市沙尘天气变化规律及防治对策

以呼和浩特市30年(1971~2000年)气象资料为基础,运用数理统计理论,分析了呼和浩特市沙尘天气的时间变化特征及其与降水量、气温、风速、相对湿度、蒸发量等气象因子的关系。结果表明,沙尘暴、扬沙、浮尘等沙尘天气在年代际、年际、季节与月变化上具有一致性。20世纪70年代沙尘天气发生的日数最多,从1970年代到1990年代沙尘天气发生日数总体上波动下降。沙尘天气的年际变化均以1972年最高,但不同沙尘天气发生日数最小值出现的年份不同,最小值为0天,2000年略有上升。沙尘天气呈现春冬季节发生日数多,夏秋发生日数少的季节变化趋势,每年的4月份沙尘天气出现最多,7、8或9月份沙尘天气出现最少。沙尘天气的发生与空气相对湿度、降水量呈现极显著或显著的负相关,与风速、蒸发量呈现极显著或显著的正相关,与气温变化关系不明显。在此基础上,提出了完善监测体系、加强生态环境建设等沙尘天气防治对策。     

长江经济带典型矿业城市马鞍山市大气污染特征及颗粒物潜在源研究

本文利用2017-2020年监测数据对长江经济带典型矿业城市马鞍山市的主要大气污染物(PM2.5、PM10、SO2、CO和O3)进行了系统性分析.2017-2020年PM10和PM2.5的年均浓度分别为85.55、78.15、70.39、57.77 μg·m-3和50.44、45.21、43.36、36.30μg·m-...     

2015—2020年广东臭氧污染特征、污染天气分型及局地气象要素影响

利用2015—2020年广东省102个国控大气环境监测站臭氧(O₃)监测数据、广东省21个地市国家基本气象站地面气象观测数据和欧洲中期天气预报中心(ECMWF)第五代大气再分析全球气候数据(ERA5再分析资料)，研究了2015—2020年广东O₃污染特征、污染天气分型及局地气象要素影响.结果表明：2017—2019年广东O₃污染较严重，4—5月O₃浓度逐步上升，6月出现一定下降后7月开始持续上升，峰值出现在9—10月；珠三角O₃超标率明显高于全省其他地区，粤东O₃超标率低于全省平均水平，但浓度平均值高于全省其他地区.基于自组织映射(SOM)方法，将2015—2020年逐日海平面气压和10 m水平风进行分型得到12类环流型，按污染程度分为“污染天气型”、“轻污染天气型”和“清洁天气型”.其中“污染天气型”有台风外围叠加副高型、冷锋前部型、热带系统降水前静稳型、高压底前部型4类.12类天气型所对应的O₃浓度与日照时数、最高气温呈显著正相关...