城市湖泊影响城市低空大气污染物时空分布的机制

湖泊在调节局地气候和空气质量方面发挥着重要的作用,城市湖泊对城市局地大气边界层环流和大气污染物输送机制的影响是目前城市空气质量研究的重要问题。本文分析了夏季南京城区濒湖站近地面大气污染物质量浓度的日变化特征,并与相对远离湖泊的非濒湖站的观测结果进行比较。结果表明:对于以近地面排放为主的NO_(2),日间濒湖站平均质量浓度比非濒湖站高(1.64±0.29)μg·m^(-3),夜间则低(0.51±1.39)μg·m^(-3);以边界层中高层生成与传输为主的O_(3),呈现出与NO_(2)相反的趋势,日间濒湖站平均质量浓度比非濒湖站低(9.57±2.19)μg·m^(-3),夜间则高(1.24±4.68)μg·m^(-3);PM_(2.5)质量浓度的差值没出现类似特征。利用二维陆面过程模式,并结合不同排放情景,对湖泊-城市陆地分布进行敏感性数值试验。试验结果表明,城市区域内湖面与陆面的热力性质差异影响了低空大气环流和垂直热力稳定度,并进一步影响城市近地面大气污染浓度的扩散传输过程。受湖泊存在的影响,白天位于湖泊及濒湖区域上方的垂直大气热力稳定度高于非濒湖区域上空,低层大气垂直扩散较弱,导致濒湖区域以近地面排放为主的污染物比质量浓度偏高,而以边界层中高层排放与生成为主的污染物比质量浓度则偏低;夜间情况则与之相反。该试验结果与观测数据的变化趋势吻合,且与WRF-Chem模拟结果类似。