利用EP/TOMS遥感资料分析我国上空沙尘天气过程

利用EP/TOMS卫星遥感资料,并结合地面气象观测记录,分析了影响我国典型沙尘暴天气的发生、发展和传输过程.定义了使用EP/TOMS气溶胶指数定量描述沙尘天气强度的指标体系,并对1998年3-4月间发生的沙尘天气的强度及其演变进行了详细的分析.结果表明:利用EP/TOMS 气溶胶指数并结合气象观测资料,可以对大规模的沙尘天气进行及时判别、监视,并预报影响范围及传输路径;同时,利用TOMS气溶胶指数建立起来的指标体系可以半定量化地描述沙尘暴天气的强度和影响范围.      

爱尔兰海岸夏季空气颗粒物水溶性离子粒径分布研究

研究了爱尔兰西海岸国际海洋大气研究站夏季（2002年8月12～22日）大西洋气团颗粒物中水溶性无机离子的含量与其粒径关系.海盐成分（Cl^-、SO4^2-、Na^＋、Ca2＋、Mg^2＋、K^＋）含量在粗颗粒物中随粒径呈双峰分布（0.8～30 μm）,但Ca^2＋和K＋受陆域源影响,在亚微米颗粒区间出现另一分布峰（0.1～0.8 μm）.二次颗粒物成分在所有颗粒物中均有检出;NO^3-呈广域宽带分布,其中大部分出现在海盐主峰区（0.8～8 μm,存在Dp 1.4 μm和Dp 4.4 μm两种模态）;nss-SO4^2-（非海盐硫酸根）和NH^4＋呈相关三峰分布（Dp 0.44 μm、Dp 1.4 μm和Dp 4.4 μm）,CH3SO3-也呈相似三峰分布（Dp 0.44 μm、Dp 1.4 μm和Dp 8 μm）,三者在亚微米颗粒区间同位出现主峰.二次颗粒物成分Dp 1.4 μm模态在海岸空气颗粒物研究文献中尚少见报道.讨论了亚微米区间二次颗粒物盐类的化学形态.TSP中nss-SO4^2-、NO^3-、NH^4＋和CH3SO^3-的日均浓度分别为0.279、0.171、0.158和0.041 μg/m^3.     

顾及尺度效应的多源遥感数据“源”“汇”景观的大气霾效应

以武汉市为例,利用多源遥感数据研究城市"源""汇"景观格局与大气霾污染的相关关系.首先,基于武汉市Landsat8数据的地表覆盖分类结果,计算不同尺度下地表覆盖的整体异质性景观指数,选择异质性最大的尺度作为"源""汇"景观分析的最优尺度;在此基础上,用MODIS数据的气溶胶光学厚度(AOD)产品作为大气霾污染程度的度量,基于自相关性较小的"类别层"景观指数,使用地理加权回归分析模型对"源""汇"景观与AOD进行局部回归分析,并在工业区、商业区和居民区3种功能区内分析建筑物对大气霾污染影响的差异.结果表明:6 km是本文分析的最优尺度;大气霾污染的"源"景观为建筑物,"汇"景观为灌木和林地;减小"源"景观面积所占比例、增大其破碎化程度、"源""汇"穿插均匀分布,可以有效减小气溶胶光学厚度,降低大气霾污染;对于武汉市来说,其大气霾污染的主要来源为中心城区的商业区和居民区,即来自于市民生活.针对中心城区要发挥其经济、交通等功能,已有的建设用地不宜大面积改动这一现状,可以采取小幅度优化措施,而对于非建成区可采取建前合理规划"源""汇"景观空间分布的措施.     

基于多源数据的PM2.5浓度时空分布预测与制图

随着我国经济、工业化、城市化进程迅速发展,PM_(2.5)污染在中国已经成为一个极端的环境和社会问题,并引起广泛关注.采用新技术估算的地表PM_(2.5)质量浓度,收集并处理了遥感反演的气溶胶光学厚度(AOD),气象数据,其他地理数据和污染物排放数据,采用贝叶斯最大熵(BME)结合地理加权回归(GWR)来分析2015年冬季的PM_(2.5)暴露在我国东部大范围区域的时空变异特征.结果表明,BME模型的十折交叉验证结果的决定系数R~2为0.92,均方根误差(RMSE)为8.32μg·m~(-3),平均拟合误差(MPE)为-0.042μg·m~(-3),平均绝对拟合误差(MAE)为4.60μg·m~(-3),与地理加权回归模型的结果相比(R~2=0.71,RMSE=15.68μg·m~(-3),MPE=-0.095μg·m~(-3),MAE=11.14μg·m~(-3)),BME的预测结果有极大的提高.空间上,PM_(2.5)高浓度地区主要集中在华北、长江三角洲、四川盆地,低浓度地区主要集中在中国的最南部如珠江三角洲和云南的西南部;时间上,不同月份的研究区域PM_(2.5)空间分布所有差别,2015年的12月、2016年1月PM_(2.5)污染最为严重,2015年的11月,2016年的2月污染相对较低.     

北京市大气颗粒物中正构烷烃污染特征的研究

利用中流量采样器于2011年3-12月对北京西三环地区大气颗粒物进行分级采样,并利用GC-MS对颗粒物中正构烷烃含量进行测定。对不同粒径颗粒中C10-C2415种正构烷烃的测定分析表明,PM2.5、PM5和PM10中正构烷烃的年均质量浓度分别为94.24 ng/m3、114.20ng/m3和124.96 ng/m3;正构烷烃总质量浓度的季节变化趋势为:冬季>春季>秋季>夏季,且主要分布在在细粒子中(PM2.)5;正构烷烃在不同粒径粒子中质量浓度比(ρ2.5/ρ1)0正构烷烃、(ρ2.5-5/ρ1)0正构烷烃、(ρ5-10/ρ1)0正构烷烃分别为:春季为78.2%、13.2%、8.5%,夏季为68.6%、19.8%、11.6%,秋季为74.4%、13.8%、11.8%,冬季为76.4%、17.6%、6.1%。主碳峰为24和23,碳优势指数(CPI)2为0.56⁰.57,表明正构烷烃主要来源于汽车尾气和化石燃料的燃烧等人为活动。     

珠江三角洲秋季生物质燃烧对有机气溶胶的贡献

本研究基于2018年和2019年秋季在珠江三角洲地区的两次外场观测,应用热脱附-化学电离飞行时间质谱(FIGAERO-ToF-CIMS)获取了高时间分辨率(每小时)的生物质燃烧示踪物左旋葡聚糖的浓度数据,并估算出生物质燃烧对有机气溶胶(OA)的贡献值.结果表明,秋季珠江三角洲地区城市站点和区域站点的左旋葡聚糖平均浓度分别为(0.07±0.08)和(0.14±0.12)μg/m³,呈现区域站点高于城市站点的空间分布特征以及早晨和夜间出现峰值的日变化特征.观察到两个站点的左旋葡聚糖与CO和乙腈之间相关性较低,但与OA之间呈现显著正相关关系.进一步基于受体示踪物法估算出生物质燃烧对OA的平均贡献分别为7.4%(城市站点)和11.4%(区域站点),且两个站点均显示出生物质燃烧对OA的贡献在夜间明显高于白天.     

典型农药制造企业废气污染物排放特征及风险评估

选取2家典型农药制造企业为研究对象,探究农药制造行业废气排放特征、环境影响和人体健康风险.结果表明,不同企业由于产品、生产环节的不同产生的污染物存在一定差异,A企业污染物以氨、含氧有机物和卤代烃为主,B企业污染物以卤代烃为主.臭氧生成潜势(OFP)范围在1.96～107.24 mg·m^-3之间,二次有机气溶胶生成潜势(SOAFP)范围为0.94～74.72 mg·m^-3,对OFP和SOAFP贡献较大为含氧有机物、芳香烃和卤代烃.农药企业恶臭物质较为复杂,主要恶臭物质涵盖了硫化物、含氧有机物、含氮化合物和芳香烃.农药企业所有排气筒废气的LCR均高于10^-6,存在一定的致癌风险,A企业LCR范围为4.10×10^-6～5.34×10^-3之间,B企业LCR范围在1.23×10^-3～4.35×10^-1之间,卤代烃,特别是1,2-二氯乙烷是农药企业主要的致癌风险物质,需要企业加以重视.     

Review of the influencing factors of secondary organic aerosol formation and aging mechanism based on photochemical smog chamber simulation methods

The formation and aging mechanism of secondary organic aerosol (SOA) and its influencing factors have attracted increasing attention in recent years because of their effects on climate change, atmospheric quality and human health. However, there are still large errors between air quality model simulation results and field observations. The currently undetected components during the formation and aging of SOA due to the limitation of current monitoring techniques and the interactions among multiple SOA formation influencing factors might be the main reasons for the differences. In this paper, we present a detailed review of the complex dynamic physical and chemical processes and the corresponding influencing factors involved in SOA formation and aging. And all these results were mainly based the studies of photochemical smog chamber simulation. Although the properties of precursor volatile organic compounds (VOCs), oxidants (such as OH radicals), and atmospheric environmental factors (such as NO_x, SO₂, NH₃, light intensity, temperature, humidity and seed aerosols) jointly influence the products and yield of SOA, the nucleation and vapor pressure of these products were found to be the most fundamental aspects when interpreting the dynamics of the SOA formation and aging process. The development of techniques for measuring intermediate species in SOA generation processes and the study of SOA generation and aging mechanism in complex systems should be important topics of future SOA research.     

基于气溶胶三维变分同化天津PM2.5数值预报研究

基于气溶胶三维变分同化技术,建立天津空气质量数值模式气溶胶同化模块,通过天津地区两次重污染过程同化模拟敏感性试验,分析了观测资料范围对同化结果的影响,并结合一个月的滚动预报试验,分析了气溶胶同化对天津地区PM_2.5数值预报效果的影响,以期为提升天津空气质量预报能力提供支撑.结果表明：气溶胶同化各控制变量背景误差水平相关系数的衰减尺度约50km,垂直方向上400m高度与模式底层的相关系数衰减至0.6左右;观测资料范围对同化结果影响显著,仅采用天津地区观测数据进行同化,对重污染过程期间天津地区PM_2.5浓度模拟的影响时效约12h,采用模拟区域内所有观测数据进行同化影响时效可持续24h以上,且模拟效果更优;采用三维变分同化技术,实现地面PM_2.5观测资料同化,天津地区PM_2.5数值预报效果显著提升,预报值和实况值之间的相关系数由0.74增加到0.87,均方根误差由32.3μg/m³减小为22.4μg/m³,平均相对误差由39.9%减小为27.1%;同化对模式初始时刻的改进效果最明显,随时间同化效果衰减,14h内改进效果最佳,对24h PM_2.5浓度预报也有明显改进.