基于WRF-CAMx模式的近地面臭氧污染事件的个例分析

基于2020年11月8-9日莆田市地面气象站逐时气象数据及环境监测站逐时O_(3)监测数据,利用风廓线雷达资料和排放源数据,分析夜间出现O_(3)污染过程的气象特征,并结合WRF-CAMx模式进行O_(3)垂直分布模拟及来源分析。结果表明,莆田市夜间O_(3)污染峰值浓度为212μg·m-3,明显高于福州和泉州市的O_(3)峰值浓度。O_(3)污染前,温度出现升高现象,是冷空气南下锋前增温造成的。O_(3)污染期间,风廓线雷达资料显示,污染最严重的8日23时莆田市近地面到750 m的风速较20时的降低27.2%,加剧了O_(3)污染程度。Hysplit4模型结果显示,夜间O_(3)污染时段的气流经过NOX和VOCS排放量较大的长江三角洲地区,而非污染时段的气流主要来自东海洋面上空。WRF-CAMx模式结果显示,在夜间O_(3)污染严重的23时,O_(3)浓度的垂直分布可达到850 hPa(1500 m),宁德市在福建省各地市中对莆田O_(3)来源的贡献比达到94%。

莆田地区夜间臭氧污染成因分析

基于2016—2020年莆田市监测站O_(3)逐小时质量浓度观测资料和边界层高度数据,分析5年间4次夜间O_(3)质量浓度超标的过程。沿海各市的O_(3)数据、后向轨迹和MEIC污染排放清单表明,O_(3)污染前体物来源于长三角地区和福州地区。4次夜间O_(3)污染期间,O_(3)与NO_(x)整体相关性小,相关系数为0.23,外来源输送导致出现O_(3)与NO_(x)整体相关性较小的现象。4次夜间O_(3)质量浓度超标成因是外来源输送的O_(3)在夜间时段随着后向轨迹向本地区输送时,O_(3)因缺少NO的滴定作用而无法分解,且垂直方向上边界层高度降低。

我国北方冬季灰霾主要有机单颗粒类型及耐热性

我国北方冬季气溶胶中有机物所占比重大,对其气候效应、人体健康及大气环境影响进行评估是大气化学研究的热点问题。为了探究冬季灰霾主要有机单颗粒类型及耐热性,本研究利用透射电镜发现北方冬季灰霾中一次有机颗粒较为普遍,根据内混颗粒物的化学组分差异将其分为三种:有机物–矿物颗粒(3%)、有机物–烟尘颗粒(16%)和有机物–二次无机盐颗粒(81%)。此外,本研究还使用管式炉对采集的大气单颗粒样品进行高温加热,再利用透射电镜对加热后的几类典型有机单颗粒形貌和组分特征进行原位跟踪分析。结果显示,近圆形一次有机物经过300℃和500℃加热过程之后,形貌特征无明显变化,表明该类一次有机颗粒具有耐高温特性;半透明穹顶状有机物在300℃下粒径增大且颜色更加透明,表明在此温度下该类颗粒中大部分有机组分能够挥发;将具有有机包裹层的颗粒物在室温及300℃下的形貌特征对比测量,发现虽然二次有机包裹层留有部分痕迹,但是大部分已挥发,进一步升温至500℃时,半透明穹顶状的有机物和有机包裹层在高温过程中挥发完毕。本研究证明北方冬季燃煤排放的圆形一次有机物含有大量的难挥发耐热有机组分,外场观测和实验室分析应考虑此类一次有机颗粒的耐高温特性,从而更准确地对我国北方冬季大气有机物进行定量和溯源分析。

莆田市一次夜间O_(3)污染的气象特征及潜在源分析

基于莆田市环境监测站的逐小时臭氧(O_(3))数据和气象常规资料、EC和NCEP再分析资料,结合气流轨迹模型(HYSPLIT)对莆田市2020年11月8日夜间近地层O污染过程的气象特征和潜在源进行分析。结果表明,2020年11月8日,O_(3)日最大8小时滑动平均值[ρ(O_(3)-8h)]超过国家二级浓度限值(160μg·m^(-3))。夜间O_(3)污染期间,本站气压较高(1022.5 h Pa左右),地面受冷空气影响,主导风向为偏北风,风速在4.5~5.0m/s之间。大气边界层高度从8日14时(1035m)逐渐下降,与O_(3)的变化趋势相反,当ρ(O_(3)-1h)于23时达到最大值,此时大气边界层高度大致稳定(800m左右),不利于O_(3)扩散。潜在源的分析结果显示,潜在源贡献因子(WPSCF)高值区(>0.4)主要出现在浙江北部,浓度权重轨迹分析(WCWT)高值区(>100μg·m^(-3))主要出现在浙江东南部和福建东北地区。

2109号台风“卢碧”引发莆田市暴雨成因分析与模式检验

从环流背景、物理量场特征、地形影响等方面对2109号台风“卢碧”造成莆田市暴雨的成因进行分析,对中国气象局上海数值预报模式系统(CMA-SH9)和中国气象局中尺度天气数值预报系统(CMA-MESO)进行检验。结果表明,①台风南侧副热带高压和台风北侧台风“银河”的存在以及台风所处位置上季风槽的稳定维持使得“卢碧”移动缓慢,延长了降水时间;南海季风加强为“卢碧”输送充足水汽和能量,长时间维持东南风急流,导致持续性暴雨最直接原因;“卢碧”环流的维持及强降水的开始在位涡中心及位涡梯度演变上有明显体现;②莆田中部西北高东南低的地形特点及海陆分布,强东南风急流下由于地形增幅作用,强降水中心出现在中部,偏东风气流下,由于向岸风辐合,强降水中心出现在沿海。③CMA-SH9的降水强度和落区在此次台风暴雨预报过程中可参考。

灵空山油松林下不同土层团聚体分布及稳定性

团聚体是土壤的重要组成部分,其大小与分布影响土壤各项功能。本研究主要研究了华北地区山西灵空山自然保护区油松-辽东栎天然混交林下不同深度土壤中团聚体的分布特征。结果表明:1)不同层土壤中大团聚体的百分含量依次为:0-20cm>20-40cm>40-60cm;2)土壤团聚体的稳定性指标(GMD,MWD,R0.25,PAD)都有着相同的变化趋势:0-20cm>20-40cm>40-60cm,即深度越深土壤结构稳定性越差;3)有机碳含量随土层深度增加而减少。