外来输送对舟山城区不同季节PM_(2.5)污染的影响研究

为了揭示外来输送对浙江舟山城区PM_(2.5)污染的影响,在对2016年3月—2019年2月舟山城区PM_(2.5)日均质量浓度季节变化分析的基础上,利用后向轨迹聚类分析、潜在源分析函数和浓度权重轨迹分析方法,对比分析了影响舟山城区PM_(2.5)外来输送路径和潜在外来源区的季节特征。结果表明:春季和秋季以东北偏北和局地偏南路径占比最大,夏季以偏南路径占比最大,冬季以西北路径占比最大。春季西北路径和局地偏南路径分别对PM_(2.5)质量浓度平均值和最大值贡献最大,夏季西北偏北路径和偏南路径分别对PM_(2.5)质量浓度平均值和最大值贡献最大,秋季局地偏南路径对PM_(2.5)质量浓度平均值和最大值贡献最大,冬季西北路径对PM_(2.5)质量浓度平均值和最大值贡献最大。春季的潜在源区主要分布在安徽中北部到东南部、河南东部和福建北部沿海。夏季和秋季的潜在源区主要分布在安徽东南部、江苏南部和浙江西南部。冬季的潜在源区主要分布在山东西南部、江苏西北部、浙江北部、安徽东北部和河南东部。与2013—2016年数据的研究结果相比,不同季节主要输送路径的传输方向较一致,夏季和冬季仍分别主要受偏南路径和西北路径气流的影响。不同之处在于舟山夏季PM_(2.5)受西北偏北路径输送的影响增多,春季和秋季PM_(2.5)受来自浙江省内局地偏南路径输送的影响较明显。安徽、江苏、山东和浙江的部分地区仍是舟山PM_(2.5)主要的潜在源区,但浙江北部和江苏的分布范围有所减小,并有向山东西北部、浙江西南部和福建北部沿海延伸的趋势。

沈阳地区一次颗粒物重污染天气过程的气象成因分析

为探究沈阳地区重污染天气成因,文章利用地面、高空气象观测资料、风廓线雷达资料、NECP再分析资料以及大气污染物监测资料,对2019年3月1~6日沈阳地区出现的一次持续性重污染天气过程,探讨了大气污染物质量浓度、地面气象要素变化特征、大气环流配置与外来输送等特征。结果表明,均压场、地面风场弱及辐合、高温高湿是本次重污染天气出现的原因;逆温层结建立、大气垂直运动差,造成污染加剧;来自京津冀东部地区和辽宁中南部地区的PM2.5外来输送对本次污染也有影响。

无锡夏季颗粒污染物的垂直特征分析

针对无锡地区2013年8月13日至31日期间的晴朗、降雨、污染过程,利用地基遥感设备大气颗粒物监测激光雷达对气溶胶光学特性的时空演变特征进行监测.结果表明晴朗天气下污染物早晚分布较少、中午集聚较多的特点,并且午间污染物的扩散高度可以达到1.5km以上.晴朗天气下气流的水平、垂直运动增强有利于污染的扩散,这也是污染程度较轻和能见度超过20km的重要原因;降雨过程中,雨云层分布高度在500m以下,雨云中的水滴产生的消光系数大于2km-1,能见度不足10km,降雨过程中空气对流增强,风速增大,加上颗粒物的湿沉降作用减轻污染程度;污染时段,由于静稳天气,使得污染物扩散不利,颗粒物主要集中在近地面1km以内,颗粒物产生的消光系数较长时段超过0.5km-1.激光雷达的探测结果显示,8月30日外来污染物的输送和局地污染物的复合使得污染程度加重.通过后向轨迹模式分析发现,该污染团可能来自站点的西北方向.近地面PM2.5的质量浓度在晴天和降雨过程中均不超过50μg·m-3,但是在污染过程中,PM2.5峰值接近160μg·m-3.近地面碳黑浓度的变化趋势PM2.5一致,尤其在污染过程中,碳黑的质量浓度达到9μg·m-3.结合近地面观测与颗粒物激光雷达的地基遥感监测结果,能够对无锡地区颗粒物的垂直分布进行初步解析.

构建以激光雷达为核心的区域污染立体监测体系

提出建立以大气颗粒物监测激光雷达、大气臭氧探测激光雷达等地基遥感监测仪器设备为核心的区域污染立体监测体系,重点介绍了颗粒态污染物、气态污染物和气象场垂直探测的方法和原理。基于该监测体系,能够准确解析从近地面至高空颗粒态污染物(尤其是细粒子)和大气氧化剂的时空分布规律,结合近地面数据、卫星探测结果,建立剖析污染物的垂直分布特征的方法,准确判识污染团的外来输送过程和局地形成过程,为进一步采取防控、预警措施提供有力的数据支撑。

不同季节气象条件对北京城区高黑碳浓度变化的影响

利用2013年至2015年北京城区黑碳气溶胶(下文统称为"BC")和PM2.5观测资料,结合地面气象观测资料、ECMWF边界层高度再分析资料和FNL/NCEP不同高度风速再分析资料,讨论了BC质量浓度及其在PM_(2.5)质量浓度中所占比例(下文统称"黑碳占比")的季节、月、日变化特征,并通过计算北京城区BC浓度与不同高度风速的相关矢量,分析了气象条件和外来输送对北京城区BC浓度变化的影响.结果发现:研究时段内北京城区BC浓度平均值为(4.77±4.49)μg·m^(-3);黑碳占比为8.23%±5.47%.BC浓度和黑碳占比在春、夏季低,秋、冬季高,其日变化特征在4个季节均为"白天低夜间高"的单峰型特征.随着PM_(2.5)浓度的升高,BC浓度增大,黑碳占比减小.当北京地区风向为东北、东北偏东、东南和西南偏西(主风向)时,BC浓度与风速和边界层高度均呈反向变化,即随风速和边界层高度的增大而减小.另外不同季节BC浓度随风速变化的临界值及其变化速率不同.冬季高BC浓度时段,北京城区BC浓度在低层大气的关键影响区分别位于河北南部与山东交界地区以及河北西北部与山西内蒙交界地区;高空关键影响区主要位于北京以西的河北西部、山西北部和内蒙古地区.

粤北地区一次臭氧污染过程分析及数值模拟

2020年7月1日,粤北地区出现了一次O_(3)污染过程,其中韶关市录得全省最高值162μg·m^(-3).本文利用常规观测资料以及再分析资料对影响此次韶关地区O污染过程的主要气象场特征进行分析,结果表明:6月28日-7月2日天气形势总体处于静稳状态,地面受到均压场控制,同时副热带高压较强,脊线位于韶关上空,导致中高层有下沉气流,抑制了垂直方向污染物的扩散.6月28-30日(污染积累阶段),风速较大,韶关在外来输送和污染扩散条件的共同作用下,O_(3)浓度上升但未超标.7月1日(污染持续阶段),韶关和清远两地风速减小,污染扩散条件不利;同时气温有所上升,光化学反应作用增强,有利于O_(3)浓度攀升;同时广州和佛山两地的风向从偏南风转为偏北风,韶关市维持偏南风,主导风向的差异是全省只有韶关O_(3)超标的主要原因.7月2日(污染消散阶段),O外来传输及本地生成作用减弱,全省O_(3)浓度下降.进一步利用HYSPLIT后向轨迹以及WRF-CMAQ空气质量模式对3个阶段臭氧浓度变化的原因进行定量分析,结果表明:在积累阶段污染气团主要来源于广州、佛山和清远,外来输送作用明显;而在持续阶段3地O_(3)浓度低,O外来输送作用减弱;WRF-CMAQ模型定量过程诊断分析得出污染积累和持续阶段广州的水平平流输送项均为负贡献,分别达30%和18%,输出作用显著,但污染积累阶段较大的风速使得O在韶关地区无法堆积,韶关地区的水平输送正贡献项占比仅为12%;而在持续阶段,风速减小有利于污染物堆积,此阶段00:00-08:00时水平平流贡献项占比达59%,另外10:00-16:00本地气相化学过程的贡献项占比达56%.因此外地输送堆积以及本地气相化学生成共同造成了此次韶关地区的O_(3)污染过程.