2017年冬季长沙一次重度霾污染天气过程气象成因分析

利用空气质量监测资料、常规气象资料,根据气象条件的水平和垂直扩散能力,以及地面湿度和动力条件等分析了2017年1月27—29日长沙地区这次严重空气污染事件的污染特征。结果表明:污染发生时段,南支槽不断加深东移,槽前势力强盛的西南气流将孟加拉湾一带的水汽向长沙地区输送,进一步增加了该地区的空气湿度。同时,持续东移的脊前暖平流对长沙中低层大气增温有显著影响,为稳定的大气层结创造了有利条件。长沙处于弱高压的底后部,受大范围的弱鞍型场及均压场控制,地面有暖倒槽发展,且由于高压较弱,导致地面和低空的风速较小,不利于污染物的水平扩散,同时有利于夜间地面的辐射降温。稳定的大气环流形势为霾天气和严重污染提供了持续稳定的大气环境场,逆温结构和稳定温度层结在一定程度上减弱了大气在垂直方向上的湍流交换和热力对流,大气中的污染颗粒不易扩散,为此次污染事件的维持、加剧提供了重要的气象条件。长沙地区处在罗霄山脉和雪峰山脉之间的湘江故地,受周边地形阻挡的影响,污染物在下沉气流的控制下聚集到长沙地区后,很难通过水平输送离开,这也是造成此次霾污染的原因之一。

深圳一次冷锋前高压脊影响下重度霾污染过程的数值模拟

利用WRF-Chem模式,模拟了2014年1月3—4日深圳市发生的一次冷锋前大陆高压脊影响下的重度霾污染天气过程的发生、发展及消散各阶段的温度场、风场、大气边界层以及污染物的三维结构特征,分析了PM2.5时空变化特征及与气象环境场的关系,结果表明:(1)模式对该次重霾污染天气过程PM2.5模拟值与实测值的相关性较好,能够较好地再现该次霾过程的污染物质量浓度场特征,但PM2.5质量浓度整体略偏大;(2)PM2.5质量浓度模拟结果表明,高质量浓度位于深圳中西部地区,中西部污染较东部严重,PM2.5污染时段主要出现在20:00—02:00,与霾严重时段相吻合;(3)通过分析此次污染过程温度场、风场、大气边界层以及污染物的三维结构,首要污染物PM2.5质量浓度的分布与大陆高压脊影响下造成的持续大范围弱北风、强下沉气流、较低的大气边界层以及逆温层有密切关系。持续弱北风和强下沉气流不利于污染物的水平和垂直扩散,较低大气边界层促进污染物在边界层内快速积累;逆温层的存在进一步抑制了大气垂直扩散能力,使得霾天气加剧。

深圳中重度霾污染输送特征的数值模拟分析

对2008—2018年深圳出现的中重度霾污染事件进行天气分析的基础上,利用WRF-Chem模式采用敏感性试验的方法定量研究深圳及其周边城市(广州、东莞、惠州)人为排放源对深圳地区霾污染过程的贡献,揭示该地区霾污染过程的主要输送特征。影响深圳中重度霾污染过程的主要天气型为台风外围环流型及大陆高压(脊)型两类,其中大陆高压(脊)型又可根据风场进一步细分为3种类型:偏东北风型、风向多变型和偏南风型。典型污染个例的敏感性试验结果表明:台风外围环流型霾污染过程深圳本地贡献率为40.38%,其周边城市的总贡献率为22.6%;大陆高压(脊)型3种类型污染过程,深圳本地贡献率分别为21.12%、53.92%、55.41%,其周边城市的总贡献率分别为6.88%、10.97%、3.44%。风速和风向对输送特征的影响最为显著:当风速为3~4 m/s时,深圳本地贡献率可达50%;风速约6 m/s时,本地贡献率降为20%~40%,其周边城市输送的贡献率明显增大。不同城市对深圳霾污染的贡献受风向的影响有所差异,台风外围环流型个例主导风场多为西北风,此时东莞和惠州对深圳的贡献值分别为15.03%、1.77%;而其他风向时,东莞和惠州对深圳的贡献情况较为一致,其中,东北风时约3%,风向多变型时约5%,偏南风时1%~2%。广州对深圳的贡献率仅在台风外围环流型的西北风向时较为显著,可达5.8%。

区域重度雾霾污染特征及其与气象因子的相关性研究

为研究某重度雾霾污染区域的雾霾污染特征及其与三种气象因子的相关性,文章选取一个重度雾霾污染区域,采集监测站数据作为研究中的气象数据,研究该区域重度雾霾污染的长时段特征、年均变化趋势与分布特征;分析不同季节中重度雾霾污染特征与湿度及温度的相关性;绘制风向的污染极坐标图,分析重度雾霾污染特征与风向的相关性。结果表明,污染物与相对湿度呈正相关关系,与温度呈现不确定的相关性关系,与风向呈现正相关关系。

2013年冬季宝鸡重度雾霾污染分析

利用气象观测资料和PM2.5质量浓度资料,统计分析宝鸡市2013年冬季重度雾霾污染日时空特征,探讨雾霾污染日各气象要素的特征。分析发现：12013年12月—2014年2月宝鸡出现重度雾霾污染日28d,为近5a来最多。2重度雾霾污染天气过程多持续4~8d;污染严重时次出现在19—24时,具有显著日变化。3宝鸡市东部污染重于西部,弱东风利于重度雾霾污染出现（加剧）,转为西风时污染减弱。4重度雾霾污染天气的主要成因包括,有利的天气形势（地面关中处于高压底部或后部）维持,大气混合层高度低,相对湿度较大（70%左右）,风速较小（〈2m/s）,连续无降水日长。5重度雾霾污染主要为本地污染物聚集所致。

2020年西双版纳持续重霾天气成因和来源分析

利用常规气象观测资料、环境监测站点的空气污染物浓度监测资料、欧洲中心(ECMWF)提供的ERA-5逐时0.25°×0.25°再分析资料和NOAA研发的Hysplit后向轨迹模式,分析了2020年3月29日-4月5日低纬高原的西双版纳地区持续性重度霾空气污染事件的特征、气象成因和污染物颗粒主要来源。结果表明:①重度霾污染期间,AQI值及PM_(2.5)浓度值有显著日变化特征,表现为白天低、夜间高。②冷空气势力偏弱,脊前暖平流使中低层大气增温,有利于西双版纳地区大气层结的稳定,无明显水汽输送带,整个过程空气湿度较低,连续8 d重度霾污染并未出现传统上高湿的气象霾特征。稳定的大气层结和逆温层削弱了大气在垂直方向上的对流交换。③受均压场控制,地面和低空风速小,较低的混合层厚度和较小的通风系数等共同作用,使得污染物颗粒在水平和垂直方向上扩散受到抑制,导致污染物颗粒聚集。④各污染物浓度值与MODIS/Terra卫星反演东南亚境外火源点数有显著相关性,其中火源点个数与AQI正相关高达0.5。⑤Hysplit后向轨迹模式表明此次重霾污染过程中颗粒物的可能来源主要是缅甸马圭、曼德勒和东枝境外的输入型累积传输。西双版纳位于低纬高原地区,受地形影响,污染物积聚在景洪城区及周边澜沧江河谷地带之后,很难通过水平输送离开,这也是造成此次连续重度霾污染事件的重要原因。