2015年春季北京市一次沙尘天气过程分析

采用观测数据与轨迹模拟相结合的方法,综合分析了2015年3月26日-4月1日北京市一次沙尘天气过程中沙尘输送路径、天气形势、污染物浓度的变化特征,结果发现:此次外来沙尘路径为西北路径,沙尘源地位于蒙古国南部的戈壁地区;沙尘在冷空气和地面低压系统作用下快速移动,造成延庆、奥体中心、永乐店3站点PM_(10)2 h左右浓度维持1 000μg/m^3,能见度低于1 km,空气质量急剧恶化;沙尘过境时PM_(10)浓度明显上升,PM_(2.5)浓度受到的影响相对较小,SO_2、NO_2、CO浓度变化不明显;沙尘回流时携带区域污染物进入北京,各项污染物及颗粒物组分浓度出现一定程度的上升;受沙尘影响,Mg^(2+)、Ca^(2+)、Na^+浓度明显上升,峰值浓度分别为0.13、1.29、0.70μg/m^3,分别是年均浓度的1.86倍、2.80倍、2.06倍;沙尘天气过后,扩散条件转差,沙尘与污染天气相继共造成北京市空气质量连续4 d维持中度污染级别。

北京市2018年春季一次沙尘回流过程的污染特征

通过监测数据分析,结合轨迹模拟和特征雷达图的分析结果,对2018年4月14~19日北京出现的一次沙尘天气过程进行分析.结果显示:依据ρ(PM_(2.5))和ρ(PM_(10))及其比值PM_(2.5)/PM_(10)[ρ(PM_(2.5))/ρ(PM_(10)),下同]的变化情况,此次沙尘过程可分为沙尘期、中间期、回流期和回流后期4个典型时期.沙尘期ρ(PM_(10))平均值达到(278.5±83.7)μg/m^(3),明显高于回流期和回流后期,回流后期ρ(PM_(2.5))平均值达到(135.5±16.9)μg/m^(3),明显高于回流期和沙尘期.沙尘期逐小时PM_(2.5)/PM_(10)<0.2,回流期和回流后期PM_(2.5)/PM_(10)比值分别介于0.3~0.6和0.5~0.8范围内.SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)和NH_(4)_(+)等(SNA)水溶性离子沙尘期浓度占比仅为7.3%±2.5%,沙尘回流期和回流后期SNA占比分别增长至47.0%±6.3%和51.3%±5.7%.研究表明,受天气系统影响,回流沙尘可裹挟南部的细颗粒和气态污染物输送到北京后发生累积和二次转化,从而推高PM_(2.5)浓度,因此发生沙尘回流时,区域内应加强一次污染物排放的管控力度,同时北京市需进一步加强机动车氮氧化物的排放监管.

北京市一次先PM_(2.5)后沙尘污染过程特征及预报效果分析

该文利用韩国天气图、中国气象局气象要素、PM_(2.5)和PM_(2.5)质量浓度及NAQPM_(2.5)S模式模拟资料对2021年3月8-17日的一次先PM_(2.5)污染后沙尘传输作用的污染过程对空气质量影响、形成原因及数值模型预报效果进行了初步分析。结果表明:此次污染过程造成北京市空气质量持续10 d超标,污染过程主要经历2个不同的阶段,第一阶段为以PM_(2.5)为首污阶段(8-14日):不利的大气扩散条件叠加区域传输影响,导致北京市持续68 h空气重污染,PM_(2.5)峰值浓度达到264μg/m^(3);第二阶段为沙尘影响阶段,前期受上游强沙尘影响而形成的PM_(2.5)峰值浓度超过7 000μg/m^(3)的严重污染过程,后期在西南风作用下受沙尘回流影响。此次污染过程的成因PM_(2.5)污染时段为静稳、高湿度、偏南风的不利大气扩散条件影响,数值模式结果表明区域传输达到69%;沙尘污染时段随着蒙古气旋的发展引起冷空气南下造成华北地区、华中、华东等地大面积的沙尘天气,而后暖空气盛行的一支南风造成沙尘回流重新影响华北地区。NAQPM_(2.5)S模式对PM_(2.5)污染阶段预报效果较好,而受本身技术机制、污染源清单准确性等因素影响对沙尘过程导致漏报。

典型沙尘回流天气过程对北京市空气质量影响的特征分析

利用不同方位监测数据和气象资料,结合后向轨迹模型和激光雷达观测结果,对2011年3月18—21日北京市空气污染过程的天气形势、沙尘输送路径、污染物浓度的变化特征进行了分析.结果表明,这次污染过程主要是由于沙尘在上游沙源地起沙后先直接输送穿过北京,然后停留在渤海湾和朝鲜半岛区域,在渤海弱高压系统作用下,沙尘又回流至北京所致,其中,沙尘回流直接造成北京市空气质量达到重度污染天气.在沙尘回流影响过程中,PM10浓度呈现青龙山-北京市区-八达岭逐步升高的变化特征,国控站点PM10小时浓度持续16 h超过350μg·m-3,最大值达到571μg·m-3.SO2、NO2与PM10的小时浓度表现为同步变化规律,沙尘回流影响时,除了沙尘粒子外,周边地区的人为排放也是一个重要因素.

影响北京的两次沙尘过程传输特征对比分析

2017年5月4-5日和2015年3月28-30日两次影响北京的沙尘天气均包含外来输送及沙尘回流过程。采用常规气象观测资料、大气成分资料、CALIPSO卫星监测及风廓线雷达数据等,对两次过程中的气象要素变化、传输轨迹、天气学条件、边界层特征等进行分析。结果表明:两次过程均由蒙古气旋引起,远距离传输过程中经沙源地传输的沙尘气溶胶可被抬升至700 hPa以上高度,主要传输层位于对流层中低层;高空急流强度、入口区位置及次级环流的结构对沙尘传输及影响区域有重要指示意义;沙尘回流主要受大气中低层偏南风输送带的影响,主要传输高度为1 km以下的低层大气,北京与回流上游城市PM10浓度变化的时间滞后性与前期沙尘天气是否得到彻底清除有关。