中国大气污染时空演化与交互耦合分析

该研究利用2015年1月-2021年2月中国近1500个大气质量监测站点的数据,结合小波分析和收敛交叉映射分析(CCM),研究了9个分区内PM_(2.5)、PM_(10)、O_(3)、NO_(2)、SO_(2)和CO浓度的时空演化、周期性特征和交互耦合。发现大部分站点的污染物浓度呈季节性振荡,夏季低、冬季高,O_(3)为例外。华北及周边地区污染物浓度高,华南和青藏地区低,但东南沿海地区O_(3)浓度增多。各污染物年均浓度整体呈下降趋势,其中2020年PM_(2.5)、PM_(10)、NO_(2)、SO_(2)和CO比2015年分别降低了33.08%、33.51%、18.12%、60.66%和31.86%,而O_(3)升高了7.07%。NO_(2)逐渐取代SO_(2)成为主要污染物。季节变化和区域分布存在明显差异,不同污染物之间双向交互耦合关系显著,其中PM_(10)、PM_(2.5)和CO交互耦合强度高,而O_(3)交互耦合最弱。CO和NO_(2)控制对PM_(2.5)和O_(3)控制至关重要,协同控制具有重要意义。

垃圾焚烧与堆肥半实物虚拟仿真实验系统开发与应用

垃圾焚烧和堆肥技术对应的教学内容是固体废物处理处置,该实验存在成本高、难度大、风险大、周期长的问题。针对此问题,本研究开放设计半实物仿真固废实验系统包括好氧堆肥与垃圾焚烧系统,该系统利用动态数学模型实时模拟真实实验现象和过程,通过仿真实验装置交互式操作,产生和实际一致的实验现象和结果。该系统包括好氧堆肥与焚烧装置、用于对好氧堆肥与焚烧装置行控制的控制单元、用于显示好氧堆肥及焚烧过程所监测到的数据以及通过控制系统对好氧堆肥与焚烧装置实验过程所需要的数据进行设置的触摸屏;安装有进行虚拟仿真好氧堆肥与焚烧过程软件的客户端。该客户端通过通信通道和好氧堆肥与焚烧系统实现交互,达到理论和实践的双重效果。

2015—2020年中国臭氧污染时空演化及其与厄尔尼诺-南方涛动的关系研究

为研究2015—2020年我国近地面臭氧(O_(3))污染时空演化特征以及厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)对我国O_(3)污染的影响,本文基于2015—2020年我国近1500个监测站点的O_(3)浓度数据(不包括港澳台地区数据),综合运用空间自相关、热点分析、异常值分析及回归分析,研究2015—2020年我国O_(3)污染的时空演化、浓度异常特征及其与ENSO事件和气象因素的关系.结果表明:(1)2015—2019年我国O_(3)污染集聚效应不断增强,但2020年显著降低.(2)我国O_(3)浓度呈先升高(2015—2018年)后下降(2018—2020年)的特征,2017年、2018年O_(3)年均浓度分别较上一年升高8.72%、1.76%,2019年、2020年O_(3)年均浓度分别较上一年下降3.60%、3.66%.除2019年、2020年外,O_(3)浓度高值聚集区站点的O_(3)浓度峰值和高值天数(日均值大于120μg/m^(3)的天数)均大于O_(3)浓度低值聚集区站点.(3)O_(3)高浓度时期为每年的4—10月.O_(3)高浓度区域春、夏两季以华北为核心,秋季向华南和东南地区转移.(4)回归分析表明,我国O_(3)浓度正异常与ENSO负相拉尼娜相关,O_(3)浓度负异常与ENSO正相厄尔尼诺相关.我国东南部O_(3)浓度异常主要受ENSO期间太阳辐射异常和降水异常的影响,而西部和北部地区O_(3)浓度异常主要受ENSO期间风速异常的影响.研究显示,2015—2020年我国O_(3)平均浓度呈先升高后降低的变化趋势,O_(3)高浓度时期以春、夏两季为主,O_(3)高浓度区域随季节而发生变化,且不同区域O_(3)污染变化特征不同,ENSO对我国不同区域O_(3)污染的影响机制不同.

2015—2020年中国PM_(2.5)污染时空演化及其与ENSO的关系研究

根据2015—2020年中国近1500个监测站点PM_(2.5)小时浓度数据,利用空间自相关分析、回归分析及小波分析方法,探索了中国PM_(2.5)浓度与异常的时空演化及其与ENSO(El Niño-Southern Oscillation,厄尔尼诺-南方涛动)之间的关系.结果表明,PM_(2.5)污染具有显著空间自相关性,空间上存在明显集聚特征.PM_(2.5)浓度较高的站点通常位于华北地区,其次是华中、华东北部,而PM_(2.5)浓度较低的站点通常位于青藏、华南南部和西南南部地区,特别是华南沿海区域.两个ENSO期间,夏季,全国各区域厄尔尼诺年(2015年和2018年)PM_(2.5)平均浓度高于拉尼娜年(2017年和2020年);冬季,北方大部分区域,除ENSO II内蒙古和青藏地区以外,厄尔尼诺年PM_(2.5)平均浓度也高于拉尼娜年,但华南和西南地区的结果相反,表明ENSO对我国冬季南北方PM_(2.5)污染的影响可能相反.回归分析表明,华北、华东、华中北部及东北地区PM_(2.5)月均浓度正异常与ENSO正相(厄尔尼诺)相关,华中南部、华东南部、华南及西南地区PM_(2.5)月均浓度正异常与ENSO呈负相(拉尼娜)相关.这些PM_(2.5)浓度异常可以部分解释为与ENSO相关的气象因素异常的影响,我国北方(除ENSO II青藏以外),特别是东北的PM_(2.5)污染正(负)异常同时受ENSO正相厄尔尼诺(负相拉尼娜)期间的异常高(低)温和降水负(正)异常的共同影响,而中国东南沿海地区PM_(2.5)污染正(负)异常主要与ENSO负相拉尼娜(正相厄尔尼诺)导致的负(正)降水异常和异常东北(西南)风相关.