京津冀典型城市一次重污染过程特征及边界层结构变化对其影响

为探究典型重污染过程的污染特征与大气边界层结构演变规律,基于PM_2.5采样数据、气象观测数据及WRF-Chem模式,以北京市和石家庄市2016年12月27日—2017年1月10日一次重污染过程为研究对象,对气象要素、PM_2.5化学组分、天气背景场、边界层结构演变特征,以及大气边界层结构变化对ρ(PM_2.5)及其主要化学组分的影响进行分析.结果表明:①研究期间,北京市和石家庄市ρ(PM_2.5)分别为(165.63±110.89)(247.67±95.22)μg/m3,石家庄市污染程度高于北京市;高空纬向环流和地面弱高压控制的天气背景场,低于1.75 m/s的风速以及超过75%的相对湿度是造成北京市与石家庄市重污染的不利气象条件.②重污染时段北京市与石家庄市SNA(SO₄2-、NO₃-、NH₄+三者的统称)与碳质组分(OC、EC)占比之和超过76%,是PM_2.5中的两大主要组分;重污染时段ρ(SNA)占比明显上升,北京市与石家庄市ρ(SNA)占比由非重污染时段的42.23%、45.93%分别升至重污染时段的58.87%、59.62%;北京市与石家庄市ρ(OC)/ρ(EC)分别为5.13、3.51,表明在重污染时段两城市存在明显的二次有机气溶胶污染.③WRF-Chem模式模拟结果表明,PM_2.5污染严重时北京市与石家庄市在300~500 m处均出现明显的逆温,垂直风场主要表现为低层偏南风顺时针向上切变为偏西风,切变高度在400~1 000 m,逆温层结与明显垂直风切变的边界层特征共同抑制了污染物的湍流与扩散.④北京市与石家庄市重污染时段的PBLH(Planetary Boundary Layer Height,大气边界层高度)日均值与非重污染时段相比分别下降了202、128 m,PBLH每下降100 m,北京市与石家庄市ρ(PM_2.5)分别上升18.81、29.85 μg/m3,PBLH下降是导致两城市ρ(PM_2.5)快速上升的重要因素.北京市与石家庄市的PBLH与PM_2.5组分质量浓度之间的相关性不同,北京市PBLH与ρ(SNA)的相关性高于与碳质组分质量浓度的相关性,石家庄市PBLH与ρ(EC)相关性最高,表明此次重污染过程中北京市PM_2.5污染特征以二次形成为主,而石家庄市以一次排放为主.研究显示,北京市与石家庄市此次重污染过程与大气边界层结构变化密切相关.      

2020年2月南宁市一次大气PM2.5污染成因分析

2020年1月31—2月2日新冠肺炎疫情期间,广西发生的一次区域性大气PM_2.5污染引发社会关注.以南宁市为例,利用在线气体组分及气溶胶监测系统（MARGA）、颗粒物激光雷达,结合地面气态污染物和气象数据卫星火点和后向轨迹等分析本次PM_2.5污染成因.依据空气质量分指数,将观测过程划分为优、良和污染3个时段.结果表明,污染时段与生物质焚烧相关的K⁺、Cl^-明显升高,K⁺、Cl^-平均浓度分别为优时段的3.6和17.0倍.3个时段8种水溶性离子总浓度占PM_2.5均在30%左右,3种二次水溶性离子浓度之和占8种离子总浓度的比例为83.33%~89.18%,二次无机组分占比高,与秸秆焚烧促进二次转化有关.二次水溶性离子浓度变化趋势与占比不一致,除了与秸秆燃烧排放特征有关,还与不同二次无机离子形成的机制及主要影响因素不同有关.秸秆焚烧火点集中分布在良时段的南宁市及周边城市,良时段秸秆露天焚烧直接排放大量颗粒物、气态污染物等,在污染时段边界层高度明显下降,湿度增加、静风等不利气象条件下积累,是造成疫情期间南宁市大气PM_2.5污染的主因.污染时段南宁市无明显的颗粒物垂直传输过程,近地面主要受到广东、广西北部湾偏南气流影响,区域污染传输小.     

“兰州蓝”背景下空气污染特征、来源解析及成因初探

兰州市近年空气质量有所好转，频繁出现"兰州蓝"现象.本文利用兰州市2013—2018年空气污染物实时监测数据，分析了兰州市空气污染特征、潜在来源和成因.结果表明，2013—2018年兰州市SO₂、PM_2.5和PM₁₀浓度呈下降趋势，NO₂、CO和O₃浓度呈上升趋势，PM_2.5和PM₁₀是兰州市的主要污染物，其值远远高于标准限值.大气污染物与气象参数的关系表明，较低的一次污染物与较高的风速相关，二次污染物O₃其较低的浓度值与较低的温度有关.从后向轨迹模型分析来看，新疆塔克拉玛干及周围的戈壁沙漠、内蒙古高原和西部青海地区是春季、秋季和冬季污染物的主要来源区，兰州东南部周边地区是夏季的主要源区和秋季的次要源区.初步分析了当地污染物排放和气象条件的影响，由于严格的排放控制，空气质量的改善可能与污染物排放量的减少有关，而气象条件的贡献并不明显，具体还需要进一步研究.     

Model calculating annual mean atmospheric dispersion factor for coastal site of nuclear power plant

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓｄｏｎｅｏｎｔｈｅｃｏａｓｔａｌｓｉｔｅｏｆｎｕｃｌｅａｒｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ (ＮＰＰ)ｉｎｔｈｅｅａｓｔｐａｒｔｏｆＣｈｉｎａｄｕｒｉｎｇ 1995— 1996 Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｈｉｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｎｃｌｕｄｅｓ:ｈｏｕｒｌｙｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｗｉｎｄａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｔｈｅｔｏｗｅｒｏｆ10 0ｍ ;Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｓｕｒｆａｃｅｗｉｎｄａｎｄｓｅｅａｎｄｌ…     

中国经济行业产出对气象条件变化的敏感性影响分析

为研究天气气候变化对中国经济行业产出的影响变化,引入气象因素的Cobb-Douglas生产函数,采用了带一阶自回归变量的Panel data-Random effect-AR(1)模型,研究经济产出对气象条件变化的边际影响和敏感性分析。研究表明,气象条件变化对中国8个行业、31个省(区、直辖市)的国民经济产出存在显著敏感性影响。在控制资本和劳动力影响因素的条件下,1984—2006年共22年间中国GDP总值对气象条件变化的敏感性影响约为12.36%。在计量经济效益预测中,度量了我国省域行业经济产出对气象条件敏感性影响,总体特征为:北部大于南部,西部大于东部,在北部以中部气象条件相对更为敏感,而在南部以中部气象条件相对更为不敏感,这与自然气候带分布、地理环境、经济发展类型及其水平和气象灾害分布等均有关系。农业、建筑业、批发零售业、工业、交通运输业、服务业、金融业和房地产业对气象条件变化的敏感性影响从大到小依次为25.4%、14.7%、13.2%,10.9%、10.7%、10.7%、9.2%和7.9%。     

气象、本地光化学生成和外围传输对长沙市2018～2020年臭氧污染趋势变化影响的识别

针对湖南省臭氧(O₃)污染加剧但是相关的研究较为缺乏的现状,以长沙市为研究区域,基于观测数据,结合气象校正、基于经验的模型(EOF)和绝对得分受体模型(APCs),识别量化了2018～2020年气象、本地光化学生成和外围传输对O₃污染相对贡献的影响,分析了2018～2019年和2019～2020年O₃趋势变化的主控因素.结果表明,短期范围内,气象条件是O₃污染事件发生的重要诱发因素.对长沙市整体来说,在时间上,2018～2019年期间,气象和本地前体物排放影响作用的增强是O₃浓度升高的关键驱动因子.2019～2020年期间,气象、本地前体物排放和外围传输影响均呈现下降的趋势,是导致O₃浓度降低的重要影响因素.空间上,2018～2020年时间段,气象、本地前体物排放和外围传输主要影响区域分别为长沙市偏东、偏北和偏南部区域.其中,外围传输的作用持续减弱,2018～2019年期间,长沙市北部天然源排放水平的升高使得O₃浓度上升,南部区域NO...     

灰霾天气期间南京气溶胶的化学组成及光学特性研究

利用2013年6月—12月灰霾天气期间南京城郊气溶胶采样结果,研究气溶胶中水溶性离子的特征和相关性;结合同期城区的大气成分逐时观测资料,分析黑碳的日变化及其与气态污染物的关系;运用光学参量计算模型(OPAC)和辐射传输模型(TUV)研究气溶胶的光学特性及辐射强迫。结果表明:发生灰霾天气时南京城郊主要大气污染物是细颗粒,其中SO2-4与NO-3是最主要的水溶性无机盐离子,NO-3/SO2-4质量比较高,呈现硫酸盐和硝酸盐混合型污染特征。黑碳浓度具有明显的日变化特征,呈双峰型结构。灰霾期间硫酸盐气溶胶在大气层顶和地面造成的平均辐射强迫分别为-10.6 W/m2和-10.8 W/m2,黑碳气溶胶在正午大气层顶和地面造成的平均辐射强迫分别为9.12 W/m2和-29.77 W/m2。     

嘉兴夏季臭氧污染的近地层垂直变化特征

基于2018年浙江省嘉兴市14个环境国控站点的O₃历史资料与气象要素,研究O₃与气象要素的关系,并结合差分吸收臭氧雷达的垂直臭氧探测资料,分析近地层O₃廓线变化特征.结果表明,嘉兴地区发生高浓度O₃污染的关键气象要素为24~36℃的大气温度和36%~77%的相对湿度,24℃以上的大气温度与77%以下的相对湿度可作为启动预警O₃污染的气象指标.差分吸收臭氧雷达监测结果显示,无论O₃超标天与清洁天,在垂直方向上其浓度随高度先升后降,在600~800m范围出现峰值;O₃污染时段,在中午到午后低空形成持续向下的O₃输送带,这种低空O₃与地表O₃的叠加机制加重地表O₃污染程度,导致地表O₃超标与低空高浓度相伴出现;其廓线日变化规律表现出800m以下浓度在夜间和凌晨梯度不显著,日出后近地层O₃随时间快速增加,中午和午后持续高值,傍晚随时间逐渐下降的特征.后向轨迹分析表明,10,500,1000m高度层的气流后向轨迹聚类有相似性,500m处沿闽浙海岸线的轨迹簇对应O₃较10m处来自海上的轨迹簇高,这与500m处前体物输送堆积和紫外线辐射增强有关.污染过程近地层气流来向紧贴地面,但中高层有明显下沉气流使得O₃前体物在500m附近堆积,是造成2个典型污染过程中垂直方向上O₃高值出现在500m左右的原因之一.     

湖南衡山春季一次酸雨过程气象条件的数值模拟研究

采用MM5中尺度气象模式对湖南衡山2009年3月22~24日一次典型酸雨过程的气象条件进行了详细的数值模拟研究.模式模拟的降水场、流场、温度场、边界层结构与酸雨实测、实际天气图、地面站观测记录的对比表明,模式模拟的变化趋势与实况非常一致.研究表明,与广东春季典型的酸雨过程相比,衡山春季北面冷空气的入侵过程受地形作用明显,低层流场受北风影响较快,中高层较晚.广东、衡山两地春季酸雨发生前后整个边界层层结相对稳定,边界层高度较低,同时伴随有逆温过程,均不利于污染物的扩散输送,衡山春季酸雨发生前后的逆温和逆湿层都相对更低.     

气象条件对2013—2015年冬季关中地区空气质量的影响

大气污染是由过度的人为源排放和不利于大气污染扩散的气象条件共同作用的结果,通过探讨天气形势及气象要素与细颗粒物（PM_2.5）的关系,分析气象条件对空气质量的影响,从而为关中地区的环境治理提供有利的参考依据。本文利用NCEP-FNL再分析资料、环境监测资料及有关的降水数据,对2013?—?2015年冬季关中地区空气质量的演变趋势及其与气象条件的关系进行了研究。结果表明：2013?—?2015年冬季关中地区平均PM_2.5浓度分别为159.5 μg???m_?3,74.2 μg???m_?3,101.8 μg???m_?3,呈现出先明显下降然后又回升的趋势。对2013?—?2015年冬季关中地区天气形势的分类分析表明：这三年关中冬季的有利天气形势呈先上升后下降的趋势,能基本解释同期关中地区PM_2.5的演变趋势。有利天气形势不但会使当天的PM_2.5降低,还会使第二天的PM_2.5维持在较低的水平。因此,有利天气形势天数的增加会使冬季的整体PM_2.5 浓度下降;反之,有利天气形势的减少或不利天气形势的持续则会使PM_2.5浓度飙升到很高的水平。此外,风速与每天的PM_2.5浓度呈显著的负相关,可以解释同一天气形势下日平均PM_2.5浓度的变化。降水对污染物有明显的湿清除作用,但降水并不是造成2014年关中地区PM_2.5浓度偏低的主要原因。