大气PM10跨界输送的自组织动力机制--以舟山市为例

我国城市间大气污染物的相互输送作用非常显著.舟山市大气污染物主要来源于长三角地区,本地源影响较小.因此,本文将以舟山市为例,应用频度统计分析方法,研究舟山市大气PM10污染演化宏观动态的统计分布规律.结果发现,舟山市大气PM10小时平均浓度的波动并非随机,而是在0.065~0.324 mg·m-3范围内具有标度不变特征,统计上服从典型的分形幂律分布.同时,为了阐明该分形幂律分布的产生动力机制,基于自组织临界理论,建立了大气PM10跨界输送模型.该模型以污染输送机制、二次颗粒物生成机制、城市内污染迁移扩散机制、大气自净机制这4个主导动力机制为核心,组建了非线性关联迭代算法.新的自组织动力模型的模拟结果定量地解释了舟山市大气PM10污染浓度的分形幂律统计分布规律的产生根源.同时,本研究结合区域风场等气象因素,深入讨论了大气PM10跨界输送的自组织行为机制.

长三角区域城市间一次污染跨界影响

长三角城市群作为我国三大经济圈之一,高强度的能源消耗致使区域大气污染问题十分突出.为了定量弄清城市之间一次污染传输情况,以长三角15个城市的污染排放清单、MM5气象场为基础,利用CALPUFF空气质量模型,模拟测算了长三角区域内城市间一次污染跨界输送影响.结果显示,环太湖地区的上海、苏州、无锡和常州等地由于自身排放强度大而成为长三角一次污染最严重的地区,在以西北风为主的1月,浙北的嘉兴、湖州、杭州和绍兴等城市易受该地区污染南下传输影响;而在以偏南风为主的7月,该地区的污染物又会北上影响苏中的扬州、泰州和南通等城市.各城市一次污染来源分担结果显示,上海、南京、杭州等城市SO2、NOx和PM10的本地贡献率分别在61%、80%和76%以上;在1月,受外来影响较大的城市有舟山、镇江、嘉兴和绍兴,外来影响的总比例SO2、NOx和PM10分别在56%、40%和44%以上;在7月,舟山、南通、扬州、泰州和湖州受外来一次污染较大,SO2、NOx和PM10外来影响的总比例分别为66%、46%和53%以上.综合上述结果,目前长三角城市间一次污染跨界传输已十分显著,这也为区域二次污染的形成与加重提供了条件,区域尺度的大气污染协同控制显得十分必要和紧迫.