基于FLEXPART模型的复杂地形大气扩散能力研究——以山西省孝义市和古县为例

基于2012—2021年地面气象观测资料,采用无人机观测气温廓线,计算分别位于开阔盆地和狭长山谷地形的山西省孝义市和古县大气混合层厚度、大气自净能力指数、逆温层厚度;利用FLEXPART模型模拟两地不同时期(清洁期、重污染期)大气中颗粒物传输路径及高度.结果表明:孝义市和古县大气自净能力指数分别为13.4和6.2,大气自净能力等级分别为二级和四级,春季大气自净能力最强,冬季最弱.冬季古县逆温强度大于孝义市,不利于大气污染物的扩散.清洁时期,两地污染物均沿西北方向传输,孝义市大气中粒子传输高度较高,传输距离更远;重污染期,两地空气中粒子传输高度均偏低,传输距离受地形影响,易造成当地大气污染.因此,开阔盆地相较于狭长山谷地区,大气污染物更易清除;开阔盆地大气污染物传输高度高于狭长山谷地区,且传输距离也更远.

湖州市大气扩散能力与气象条件的关系

利用浙江省气科所高斯模式的大气扩散指数资料、湖州国家基本站地面观测资料和湖州市环境保护监测中心站的环境监测资料,分析了2013年湖州大气扩散指数的变化特征以及与气象各因子的相关性,结果表明:(1)大气扩散指数与AQI之间呈明显负相关,能较好地表征大气扩散能力的强弱;(2)在决定大气扩散能力强弱的气象因子中,风速是最主要的,其次是降水量;(3)排除风的影响,有降水情况下,降水量是大气扩散能力决定性的因素,降水量越大,大气扩散能力越强,降水量越小,大气扩散能力越小;无降水情况下,大气扩散指数与相对湿度和气压呈负相关,与平均气温呈正相关;(4)混合层高度与大气扩散指数有很高的相关性,可以作为衡量大气扩散能力的一个重要指标。

基于探空数据的新疆大气扩散条件时空分布特征分析

利用2010—2019年新疆14个探空气象站资料统计分析了近10 a大气最大混合层高度(下文简称混合层高度)、通风量、边界层平均风速及大气自净能力指数的时空分布特征,探讨了各物理参数与空气质量的关系。结果表明:(1)以上参数的逐月分布均呈倒"V"型,表现为夏半年大、冬半年小,即新疆的大气扩散能力在夏季最强、冬季最弱,其中混合层高度和通风量在冬、夏季差距悬殊。(2)南疆大气扩散能力普遍比北疆好,无论冬夏南疆的自净能力、通风量、混合层高度均大于北疆。(3)北疆除阿勒泰站外,其余站点上述物理参数均与空气质量指数(Air quality index,AQI)呈显著负相关,即大气扩散能力越强,空气质量越好,而南疆只有和田站通过了0.01的置信度检验,但两者呈正相关,即大气扩散能力越强,空气质量越差,这归因于南北疆不同的大气污染来源。