石家庄冬季典型污染过程气溶胶激光雷达观测

基于2016年冬季石家庄市微脉冲气溶胶激光雷达观测资料,采用归一化梯度法和梯度法两种方法反演了大气污染边界层高度,并将结果与相同时段探空资料获得的边界层高度进行对比验证,同时选取典型个例对污染边界层高度的过程演变特征进行了分析,探索了不同污染等级下污染边界层结构.结果表明,归一化、梯度法反演结果均与探空位温确定的边界层高度存在一致性,相关系数分别为0.62、0.55,均通过了0.05的显著性检验,但归一化相对误差为19%,梯度法为34%,表明归一化梯度法优于梯度法且其反演结果是可靠的.空气质量优良日,归一化梯度法反演结果准确度降低,与位温确定边界层高度最大偏差约1000m;随着污染程度加重,反演结果与位温确定边界层高度差减小,污染期间,污染边界层高度总体低于1000m,污染最重时段降到400m左右.不同空气质量等级、不同高度气溶胶消光系数垂直递减率具有明显差异,污染天气400m高度垂直递减率最大,表明该层以下为较重污染聚积层,之后随高度升高消光系数明显减小,700m以上为清洁空气.     

逆温对吴淞工业区大气质量影响个例分析

以吴淞工业区冬夏二次大气质量监测数据和同时期龙华观象台的探空资料为依据,详细地描述了逆温对大气污染物(SO_2和NO_x)时空变化的影响,并阐述了形成这样的空间分布的污染源排放特点和主要贡献源。为环境管理和规划的实施,提供了科学依据。     

边界层顶垂直速度对大气污染物地面浓度的影响

本文把地形、地转涡度及埃克曼抽吸作用共同引起的垂直运动通过大气污染物的平流扩散方程,引入到大气扩散模式中来.并通过实例计算了地面轴线浓度及其最大地面浓度距离后发现:在有些情况下,这些要素引起的垂直运动对大气污染物的地面浓度影响是重要的.     

海洋大气边界层内臭氧和氮氧化物浓度日变化的模拟研究

利用MECCA大气化学模式,考虑卤素类(Br,Cl和I)物质的化学过程,对海洋大气边界层内臭氧和NOx的日变化进行了模拟,并与实测数据进行了对比.结果表明,当考虑这些影响后,ψ(O3)略有降低并且产生峰值的时间提前,这主要是由于Br,BrO,Cl和ClO等物质浓度在日出后很快达到峰值所致,基于同样的原因,NO2变化也有类似的特点.在清洁环境下,海洋大气边界层内臭氧的消耗主要由HOx,O(1D)+H₂O和卤素控制,白天以卤素对臭氧的消耗为主.此外还模拟了不同ψ(NOx)下臭氧的日变化,得出在高ψ(NOx)情况下,边界层内臭氧可由净损耗变为净增长.      

朝阳地区大气扩散参数计算分析

利用朝阳西大营地区野外平衡球观测资料计算得出了一套大气扩散参数,并将该结果与其它扩散参数进行了比较,结果表明:在不同的稳定度下,朝阳西大营地区的σy和σz值均略大于同级Briggs公式给出的结果,但小于地形相对复杂的本溪地区。     

银川市冬季两次典型持续大气污染过程对比分析

为了探究边界层气象要素时空分布及其变化对银川市冬季持续污染天气过程污染物质量浓度变化的影响机制,利用2016年12月1日-2017年1月31日逐时空气质量以及地面和逐日定时探空气象观测数据,根据大气污染级别和过程持续时间,选取2016年12月9-21日（简称"1211过程"）和2016年12月29日-2017年1月9日（简称"1231过程"）为研究对象,采用统计和天气诊断相结合的方法,在分析比较银川市冬季两次典型持续污染过程演变特征及其与地面气象要素关系的基础上,探讨了大气环流、边界层要素变化对银川市冬季典型污染过程的可能影响机制.结果表明:①银川市冬季两次大气污染过程持续阶段,地面均以偏东或偏南风为主,风速较小,相对湿度较大,能见度较低;在污染清除阶段,地面风向转为西北或偏北风,风速较大,相对湿度较小,能见度较高.②当冬季欧亚大陆中纬度区域500 hPa高空盛行纬向气流,850 hPa高度上银川市受反气旋环流和暖温度脊控制,并且有弱暖平流从西南部向北输送时,银川市易出现静稳型持续污染天气.③冬季银川市持续大气污染过程中,ρ（PM_2.5）与风速呈负相关（R平均值为-0.326）,与相对湿度呈正相关（R平均值为0.688）,与能见度呈显著负相关（R平均值为-0.905）,与边界层高度呈较显著负相关（R平均值为-0.575）.④银川市冬季静稳型持续污染天气主要分为弱西北和平直西风气流型两种,弱西北气流型具有近地面层逆温弱,污染物积累慢,清除快的特征;平直西风气流型具有近地面层逆温强,污染物积累快,清除慢的特征.研究显示,冬季银川市上空500 hPa高度盛行纬向气流,地面主导风向为偏东或偏南风时,随着地面相对湿度增大、近地层风速减小、大气垂直上升运动减弱、边界层高度降低,大气中ρ（PM_2.5）将迅速升高,银川市易出现以PM_2.5为首要污染物的静稳型持续污染天气.      

北京上空气溶胶浓度垂直廓线特征

利用2008—2010年北京地区3.5 km高空内飞机探测的气溶胶(粒径范围为0.10～3.00 μm)数据,分析了该地区气溶胶的时空分布特征. 结果表明:①气溶胶浓度(以数浓度计,下同)均随高度增加而减小,在1.5 km以上高空的气溶胶浓度垂直梯度变化明显低于1.5 km以下的垂直梯度变化. 4—11月气溶胶浓度季节变化表现为夏季最高、秋季次之、春季最低. ②气溶胶浓度廓线逐时(09:00—19:00)变化较清晰地反映出其受大气边界层演变的影响. 在0～1.5 km高空,白天气溶胶浓度高值出现在09:00—11:00,低值出现在13:00—14:00;而在1.5～3.5 km高空的气溶胶浓度时段分布与其相反. ③人为活动是影响气溶胶浓度区域水平分布的重要因子. ④将气溶胶浓度廓线垂直分布分为a、b、c 3类. 类型a的近地面气溶胶浓度(0～4 000 cm-3)低,垂直方向上变化很小;类型b的近地面气溶胶浓度(4 000～9 000 cm-3)较高,垂直递减明显;类型c的近地面气溶胶浓度特别高,量级达到104 cm-3,并在大气边界层顶(约1.5 km)附近迅速递减. 北京地区气溶胶浓度廓线以类型b居多.      

两类污染型下中低空风切变对PM2.5浓度影响

基于2015~2020年京津冀地区生态环境监测数据和多源气象数据,分析了北京地区0~3km中低空垂直风切变在不同PM_2.5等级下的演变特征。结果表明,风速日变化特征随着PM_2.5浓度升高而逐渐减弱,PM_2.56级污染时近地面风速日变化基本消失,甚至反向变化;白天边界层风速增大时段对应10m/(s·km)以下的风切变,20:00后增大至12~14m/(s·km),该现象随着PM_2.5污染加重变得更为显著,白天时段近地层垂直风切变较小值(<6m/(s·km))维持,可能是污染严重的信号之一;基于旋转经验正交函数分解法(REOF),将污染日下中低空垂直风切变分为无扰动型和压缩型,压缩型低压强度略强于无扰动型,无扰动型的PM_2.5浓度均值、峰值较压缩型更高,逆温强于压缩型,另外,无扰动型PM_2.5浓度增长期和边界层高度(PBLH)反向变化,压缩型PM_2.5浓度增长期和PBLH同向变化。     

基于CALIPSO的长三角午间大气边界层高度时空分布研究

该文利用主动式遥感卫星云-气溶胶激光雷达和红外探测者卫星(CALIPSO)提供的激光雷达数据反演2015-2020年长三角地区大气边界层高度(ABLH)时空分布特征。结果表明：（1）长三角地区在CALIPSO午间过境时段的6年大气边界层平均高度为1.57km,年际波动较小,2020年最高,2016、2017年最低。季节上春夏季高于秋冬季,春季最高,冬季最低。（2）空间分布上,由沿海到内陆逐渐增高,西南部山区在多年和各季节上都是最高值。长三角西北部,中北部是造成年平均差异的主要区域。（3）大气边界层高度分布与海拔高度、归一化植被指数的分布具有较好的一致性,多年和各季节分布均呈极显著正相关关系(P<0.01)。（4）频率分布上,高度在1.2～1.5 km的大气边界层占比最高,5.4～5.7 km的大气边界层占比最低。大气边界层高度在0.6～2.1 km占比达到68.5%,超过4.2 km的超高边界层占比为1.12%。