空间视角下基于模型的城市大气环境分区研究——以沈阳市为例

如何解决复杂的大气污染排放逐渐成为地区可持续发展所必须面对的关键问题。通过分析大气环流特征,揭示大气污染空间输送规律,应用CALPUFF/CMAQ模型耦合技术对大气环境敏感性空间进行识别,划定环境分区,并对不同级别分区提出相应的管理措施。研究表明,沈阳市及周边区域四季平均风速4 m/s,扩散能力在区域处于中等水平。沈阳市属于空气资源中等偏下水平,沈阳市及周边区域空气资源禀赋由西向东呈现递增的特征。对大气环境敏感性空间进行识别,划定大气环境优先保护区、大气环境重点管控区、大气环境一般管控区,并提出相应管控建议,为环境管理部门提供科学支撑。

福州市大气环境红线空间区划研究

环境红线划定是城市环境总体规划的核心内容,本研究以福州市城市环境总体规划为例,首次提出了大气环境红线的内涵,将大气环境红线分为源头布局敏感区、聚集敏感区及环境受体敏感区三类,并基于WRF/CALMET/CALPUFF模型首次建立了大气环境红线划定技术方法。福州市大气环境红线研究结果表明,源头布局敏感区主要集中在罗源县、中心城区和闽江沿岸地区,红线区面积约312km2,占全市域面积的2.61%左右;聚集敏感区主要集中在闽清县、中心城区至闽江上游沿江带,红线区面积约190km2,占全市域面积的1.59%左右;环境受体敏感区为各区县中心,以及市域内自然保护区、风景名胜区,红线区面积约185km2,占市域面积1.55%左右。大气环境红线总体特征表现为:源头布局红线区主要受到主导风向和风速大小影响,集中在城市上风向区域;聚集红线区主要受到地形条件影响,集中在城市山地、河谷等地势低洼、扩散条件差的区域;受体敏感区主要包括环境空气一类功能区及人口密集区。

温州城区大气污染特征数值模拟与来源解析

文章以位于温州城区的瓯海区为例,在建立大气污染源清单的基础上,利用WRF-CMAQ、CALPUFF模型分析了外来污染物区域输送对瓯海区的影响,模拟了瓯海区主要大气污染物浓度分布,解析了区域大气污染物排放来源。WRF-CMAQ模型模拟结果表明,区域大气污染物SO_2、NO_2、PM_(10)和PM_(2.5)的输送对瓯海区的贡献影响均呈现冬季(1月)>春季(4月)>秋季(10月)>夏季(7月)的变化规律,这可能与大气污染物来源有关。CALPUFF模型模拟结果显示,瓯海区SO_2和PM_(10)的年平均浓度达标,但NO_2和PM_(2.5)出现超标现象。除SO_2均能达标外,部分敏感目标处NO_2、PM_(10)和PM_(2.5)年平均浓度有不同程度的超标现象。来源分析结果表明,瓯海区大气污染物SO_2和NO_2主要来自本地源排放,而PM_(10)和PM_(2.5)本地源与外来源的排放贡献相当。

全国空气资源评估及其与空气质量相关性分析

利用WRF耦合CALMET模式对大气环境系统进行解析,计算全国范围36 km×36 km分辨率通风扩散系数分布,作为空气资源禀赋评估的依据.评估结果表明,全国区域空气资源禀赋整体呈现东低西高,南低北高,内陆闭塞区低,沿海平原地区高的分布趋势.同时,存在三大空气资源禀赋优质区,一是位于河北与山西交界处的太行山脉和东北三省的长白山区域,二是位于西北部青海、新疆和西藏三省交界的昆仑山脉和唐古拉山脉区域,三是位于山东半岛、长三角和珠三角区域的沿海蓝色经济带区域.在此基础上,采用CALPUFF模型,结合观测数据,选取重点城市定量测算空气资源禀赋空间分布的差异性对城市空气质量的影响.以北京为参照,空气资源禀赋对成都、上海、青岛、郑州、广州等各城市群空气质量改善的相对影响程度分别为0.2%、13.2%、25.9%、29.1%和39.4%.