大气环境容量系数A值频率曲线拟合及其应用

在用A值法确定大气环境容量的方法研究中,给出了大气环境容量系数的理论定义、特性及其累积频率曲线的PIII型拟合,同时证明该系数亦可定义为空气自洁指数.以北京为例探讨了各重现期的大气环境容量系数在不同控制区面积、时段所对应的容量及其相应空气质量的关联.按1951-2014的气象数据计算的北京百年一遇的年均A值为4.47,而百日一遇的日均A值仅为0.23.研究结果表明大气环境容量系数的频率分析或可成为大气环境管理中的一个重要工具.

1961-2010年安徽省大气环境容量系数变化特征分析

基于1961—2010年安徽省气象台站的定时观测资料,采用国标法计算安徽省近50年大气稳定度、混合层厚度和大气环境容量系数,并结合合肥市空气质量逐日观测数据初步分析了大气环境容量系数对空气质量的影响。结果表明:安徽省大气稳定度以中性类居多,稳定类其次;近50年来,中性类稳定度呈明显下降趋势,不稳定类和稳定类呈显著上升;不稳定类和稳定类有明显的季节差异,中性类不明显。年平均混合层厚度显著下降;春季混合层厚度在2000年左右发生转折,夏、秋、冬三季下降趋势显著;春、夏季混合层厚度高于秋、冬季,冬季最低,春季最高。安徽省大气环境容量系数以沿淮中部、大别山区南部和沿江中西部最大,淮北大部、大别山区北部和江南南部最小,各地均呈现一致的显著下降趋势,并具有明显的年代际变化特征。年内大气环境容量系数呈"双峰型"分布,秋、冬季为低值时段,大气对污染物容纳能力较差,不利于扩散和清除,空气质量较差。总的来看,1961—2010年安徽省大气稳定度显著增加,混合层厚度较明显下降、风速快速减弱是全省大气环境容量系数变小、大气自净能力减弱的最主要原因。

云南大气环境容量系数变化特征及未来变化趋势预估

使用云南19612015年气象观测资料,基于A值法对云南大气环境容量系数的变化特征及其成因进行分析,并利用4个城市的空气综合污染指数研究了大气环境容量系数与城市空气质量之间的关系,结果表明:(1)1961-2015年云南年平均大气环境容量系数呈减小趋势,大气自净能力不断下降。(2)平均风速减小是近年来云南大气环境容量系数减小的主要原因。(3)在多数情况下,大气环境容量系数与城市空气质量具有较好的反向变化关系。利用RegCM4区域气候模式对2016-2050年云南大气环境容量系数进行预估,结果表明,在模式模拟的RCP4.5(RCP8.5)情景下,云南年平均、春季、秋季的大气环境容量系数呈增大(减小)趋势,夏季与冬季则表现为减小(增大)趋势。

新疆地区大气环境容量系数的气候特征及其在空气质量变化中的作用

新疆在我国属于冬半年大气环境容量系数(A值)显著偏低的区域.研究了1975—2019年新疆大气环境容量系数的时空变化特征.新疆的低A值区主要分布在塔里木盆地北部和新疆东部;研究期间新疆的大气环境容量系数在随机波动中整体呈下降趋势,这与新疆平均风速的变化较为一致,主要是由气候变化引起.新疆A值的季节差异大,春夏高、秋冬低;A值的冬季均值远小于年均值,说明新疆冬季的大气自净能力很弱.新疆4个地级市的月均A值与PM_(2.5)浓度具有显著的负相关,A值能够较好地反映当地空气污染的气象条件特征.南疆城市则由于沙尘天气的影响,大气颗粒物浓度很高,但A值与PM_(2.5)浓度的相关性较差.还基于A值,利用城市大气环境荷载指数对新疆4个地级市的大气污染排放变率进行了评估.

陕西省大气环境承载力分析

以陕西省大气环境中SO_2和PM_(10)作为评估对象进行大气环境承载力研究,采用烟云足迹分析法计算了陕西省2010—2013年环境容量系数A值和SO_2、PM_(10)环境承载力的时空分布状况。结果表明:陕西省环境容量系数A值变化范围较大,2010—2013年全省年平均A值变化范围为1~5,陕北地区环境容量系数A值最大,其次为关中,陕南最小,2010—2013年关中地区西安、宝鸡和渭南呈现出逐年下降的趋势。SO_2环境承载力全省整体上2010—2013年变化范围为-148 578.04^-189 149.59 km^2,4 a SO_2承载力均无余额,其中渭南和西安SO_2承载力严重不足且呈下降趋势;PM_(10)环境承载力全省整体上2010—2013年变化范围为12 701.47~44 511.02 km^2,4 a PM_(10)承载力均有余额,全省各市除渭南和铜川外4 a均有余额,但总体呈下降趋势。

陕西关中地区大气环境承载力研究

以陕西省关中地区大气环境中SO2和PM10作为评估对象进行大气环境承载力研究,基于关中5市共46个地面气象台站的逐时气象观测资料和2010—2013年污染物排放资料,采用烟云足迹分析法计算了各市2010—2013年环境容量系数A值和SO2、PM10大气环境承载力的时空分布状况。结果表明:关中地区5市中铜川和咸阳的A值相对最大,渭南、宝鸡、西安的A值较小,且呈现出逐年下降的趋势。2010—2013年关中地区SO2环境承载力已无余额,PM10环境承载力仍有余额。SO2环境承载力西安市和渭南市4年均无余额,其他市均有余额且呈逐年上升趋势;PM10环境承载力除渭南市2013年无余额外,其他市4年均有余额且年际变化较为平稳。

京津冀地区大气环境容量时空变化特征研究

本研究利用中国地区污染物浓度和气象再分析数据集,分析“十三五”(2016—2020年)期间京津冀地区PM_(2.5)污染趋势和大气环境容量系数的时空分布特征.结果表明,近年来京津冀地区空气质量不断改善,PM_(2.5)年均浓度在2016年(61μg·m^(-3))—2020年(45μg·m^(-3))间逐年降低.对这期间京津冀地区边界层高度、风速以及干、湿沉降速度的分析发现,京津冀地区年均大气环境容量系数呈上升趋势,表明该区域大气扩散条件逐渐好转,利于污染物的稀释和扩散.大气环境容量系数呈现春季高、秋季低的分布特征,峰值出现在15:00左右,2020年的年均大气环境容量系数超过3000 m^(2)·s^(-1).研究结果对于了解京津冀地区大气扩散条件的改变以及加强对空气污染成因的理解具有借鉴意义.

长江中游城市群大气环境容量演变特征分析

为厘清长江中游各城市群大气环境容量的演变特征,为科学制定适应减缓的政策提供技术支撑。本研究基于1961~2016年气象台站定时观测资料,采用国标法计算了中游城市群近56 a大气稳定度、混合层厚度和大气环境容量系数。结果表明:近56 a来,中游城市群大气稳定度基本以中性类居多,稳定类次之,不稳定类最少。武汉城市圈中性类频率有显著的下降趋势,达到-3.4%/10a,不稳定和稳定类则表现显著的上升趋势,分别为1.9和1.5%/10a;环长株潭和环鄱阳湖城市圈的不稳定类频率变化均不明显;但中性类频率上升趋势显著,分别为0.3和1.2%/10a,稳定类频率呈显著下降趋势,分别为0.3和1.1%/10a。武汉城市圈春、夏季混合层厚度要高于秋、冬季;夏、秋、冬三季均呈现下降趋势,分别为0.1、6.0和43.9 m/10a,春季呈上升趋势,达到9.3 m/10a。环长株潭城市圈和环鄱阳湖城市圈四季混合层厚度均为下降趋势。年内大气环境容量系数呈倒"U"型分布,峰值出现在夏季,秋、冬季为低值时段;56 a来各城市圈大气环境容量系数逐渐下降,下降速率分别为1.6×10^(4)、0.9×10^(4)和1.8×10^(4)(km^(2)/a)/10a。近56 a大气稳定度增加,混合层厚度下降以及风速减小是中游城市群大气环境容量系数减小、大气自净能力减弱的主要原因。