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基于京津冀高密度地面观测网络的大气污染物浓度地面观测代表性误差估计 预览
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作者 李飞 唐晓 +6 位作者 自发 朱莉莉 晓彦 吴煌坚 卢苗苗 李健军 朱江 《大气科学》 CSCD 北大核心 2019年第2期277-284,共8页
地面观测提供空间点的浓度信息,三维化学模式提供网格面的浓度信息,两者在进行对比验证或同化融合时会因为空间尺度不匹配引入误差,即观测代表性误差。本研究将大气污染地面国控监测站与区县监测站结合起来,获得了京津冀地区高密度地面... 地面观测提供空间点的浓度信息,三维化学模式提供网格面的浓度信息,两者在进行对比验证或同化融合时会因为空间尺度不匹配引入误差,即观测代表性误差。本研究将大气污染地面国控监测站与区县监测站结合起来,获得了京津冀地区高密度地面观测数据,利用该数据首次对京津冀地区6项常规大气污染物(PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO和O3)的地面观测代表性误差进行了客观估计,并与Elbern et al.(2007)方法估计的代表性误差进行了对比。结果发现:两种方法对京津冀地区NO2地面观测代表性误差估计非常接近,但Elbern et al.(2007)方法显著低估了SO2、CO和O3地面观测的代表性误差。在此基础上,我们对Elbern et al.(2007)方法及其误差特征参数进行了本地化修正,并增加了PM2.5和PM10的代表性误差特征参数,建立了京津冀大气污染地面观测代表性误差的客观估计方法。 展开更多
关键词 地面观测 代表性误差 资料同化 大气污染物
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京津冀典型工业城市沙河市大气污染特征及来源分析 预览 被引量:1
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作者 刘晓咏 自发 +9 位作者 大玮 向伟玲 潘小乐 刘航 田雨 张瑜 刘铭 李杰 苏方成 贺泓 《大气科学》 CSCD 北大核心 2019年第4期861-874,共14页
近些年京津冀地区秋、冬季大气重污染事件频发,工业生产与居民燃煤是大气灰霾污染的重要原因。河北省沙河市是京津冀地区以玻璃制造和加工为主的典型工业城市,本研究选取该城市为研究对象,主要利用2017年1月至12月国控站点的大气环境监... 近些年京津冀地区秋、冬季大气重污染事件频发,工业生产与居民燃煤是大气灰霾污染的重要原因。河北省沙河市是京津冀地区以玻璃制造和加工为主的典型工业城市,本研究选取该城市为研究对象,主要利用2017年1月至12月国控站点的大气环境监测和气象数据,采用扩散模型、潜在源分析等手段,分析了沙河市主要污染物的时空分布特征和污染来源。主要结论有:(1)沙河市首要污染物具有明显季节特征,春季、夏季、秋冬季分别以PM10、O3、PM2.5污染为主,季节贡献率分别为43.3%、72.3%、61.5%。(2)受城市大气边界层和排放的共同影响,PM10、PM2.5、SO2、NO2和CO浓度均有剧烈的季节-日变化特征。(3)冬季东北风时PM2.5、NO2、SO2均展现出高浓度和高相关性特征,表明站点可能受东北方向玻璃企业排放影响。同时,站点可能也受城中村散煤燃烧影响。(4)沙河市冬季PM2.5浓度为143μg m-3。冬季的一次重污染中硫氧化率SOR、氮氧化率NOR的最高值分别达0.67、0.39,气态污染物的二次转化剧烈,高湿度利于二次粒子的生成。重污染中C(NO3-)/C(SO42-)均值为1.89,推测沙河市NO2主要来自大型运输车辆和企业的共同排放。(5)本地源是沙河市PM2.5的主要潜在源区,周边几个重工业城市也有一定贡献。因此本研究建议沙河市PM2.5的治理除需加强本地污染源的削减和控制外,区域联防联控也十分重要。 展开更多
关键词 工业城市 大气污染 时空特征 扩散模型
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衡水市大气污染成因研究及治理经验 预览
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作者 杨婷 自发 +10 位作者 何立涛 崔延斌 孙欢欢 陆芊芊 陈曦 赵域圻 雷山东 海波 耿伟 马伟 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1730-1738,共9页
衡水市作为“2+26”城市中典型的低GDP、高污染城市,其空气质量排名常年处于74个重点城市的后10位.自大气重污染成因与治理攻关项目工作开展以来,衡水市开展了大量污染成因研究及污染治理工作,已取得了较为明显的大气污染治理成效.从空... 衡水市作为“2+26”城市中典型的低GDP、高污染城市,其空气质量排名常年处于74个重点城市的后10位.自大气重污染成因与治理攻关项目工作开展以来,衡水市开展了大量污染成因研究及污染治理工作,已取得了较为明显的大气污染治理成效.从空气质量变化、排放源、污染物来源解析及气象条件与排放贡献等方面,梳理了衡水市大气污染成因研究及治理经验.结果表明:①衡水市的空气质量得到较大改善,PM10和PM2.5治理成效明显.2018年衡水市ρ(PM10)和ρ(PM2.5)年均值比2017年分别下降了25.12%和19.73%,比2013年分别下降了54.84%和51.22%,但O3污染形势逐渐严峻,以O3为首要污染物的天数由55d(2013年)增至125d(2018年).②相比于2016年,衡水市2017年SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5、BC、OC、VOC的排放总量均大幅下降.③2013—2018年导致衡水市PM2.5下降的因素中,气象因素占8.0%,排放源因素占92.0%,说明衡水市通过减排措施改善空气质量的效果较为显著.④硝酸盐已经取代硫酸盐成为秋冬季颗粒物二次转化中最重要、占比最高的成分.研究显示,衡水市高ρ(PM2.5)主要以本地排放和临近地区输送为主,为有效控制衡水市PM2.5污染的发生与发展,应采取本地排放控制与“2+26”城市联防联控相结合的方案. 展开更多
关键词 衡水市 污染成因 减排效果 治理经验
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邢台沙河市冬季大气污染特征与潜在源区分析 预览
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作者 刘晓咏 自发 +9 位作者 大玮 向伟玲 潘小乐 刘航 田雨 张瑜 刘铭 李杰 苏方成 贺泓 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2019年第3期313-323,共11页
为了解邢台沙河市冬季大气污染特征,选取2017年12月至2018年2月沙河市区3个省控站点(司法局、市政府、宣传中心)的逐时监测数据,分析了沙河市主要污染物的时空分布特征和潜在源区。污染物浓度特征分析表明:整个冬季司法局、市政府和宣... 为了解邢台沙河市冬季大气污染特征,选取2017年12月至2018年2月沙河市区3个省控站点(司法局、市政府、宣传中心)的逐时监测数据,分析了沙河市主要污染物的时空分布特征和潜在源区。污染物浓度特征分析表明:整个冬季司法局、市政府和宣传中心站点的细颗粒物(PM2.5)平均浓度分别为118.0 μg/m^3、121 μg/m^3和135μg/m^3。在大气自然活动和人为污染排放的共同作用下,PM10、PM2.5、SO2、NO2和CO均有明显的日变化特征。整个冬季沙河市的ρ(PM2.5)/ρ(PM10)、ρ(SO2)/ρ(NO2)均值分别为0.57和1.05(ρ为各物质的浓度)。且随着污染加重,ρ(PM2.5)/ρ(PM10)、ρ(SO2)/ρ(NO2)均明显升高,表明燃煤贡献增加;污染物空间分布特征分析表明:位于3个站点东北处的玻璃企业产生的污染物可能对监测站点造成了一定影响。污染物空间差异分析表明,区域污染范围越大、强度越高,大气污染的空间差异性越小;潜在源分析表明:沙河市PM2.5的强潜在源区分布在其周边区域,随着PM2.5浓度增加,强潜在源区呈缩小趋势。沙河市东南部的本地源对PM2.5浓度有主要贡献,而此处正是玻璃企业的聚集地。 展开更多
关键词 工业城市 大气污染 时空分布特征 污染来源
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北京夏季近地面臭氧及其来源的数值模拟研究
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作者 赵芸程 李杰 +4 位作者 杜惠云 自发 杨文夷 吴其重 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2315-2328,共14页
高浓度的近地面臭氧一直是北京夏季面临的主要污染问题,本文利用自主发展的空气质量数值模式WRF-NAQPMS(Weather Research and Forecasting Model-Nested Air Quality Prediction Modelling System)以及生物源排放模式MEGAN(Model of Em... 高浓度的近地面臭氧一直是北京夏季面临的主要污染问题,本文利用自主发展的空气质量数值模式WRF-NAQPMS(Weather Research and Forecasting Model-Nested Air Quality Prediction Modelling System)以及生物源排放模式MEGAN(Model of Emission of Gases and Aerosols from Nature),数值模拟了2017年6月华北区域臭氧的时空分布,评估了生物源排放可挥发有机物对臭氧的影响,并对北京臭氧的关键源区和形成时间进行量化解析.结果发现:NAQPMS(Nested Air Quality Prediction Modelling System)模式合理再现了北京及其周边臭氧的时空演变规律,特别是生物源的加入有效改善臭氧浓度的模拟效果.生物源对北京6月臭氧浓度月均值的贡献为4%~6%,对最大1小时浓度的贡献最高可达8%以上.源解析结果发现,本地当天排放的臭氧前体物对北京城区浓度影响最大,对最大1小时浓度和8小时移动平均浓度的贡献达到50.2%和45.4%,远高于1~2天前排放污染物的影响.河北对北京的影响主要集中在当天和1天前排放的污染物,对最大1小时浓度的贡献分别为7.9%和6.5%.河南和山东对北京城区最大1小时浓度的贡献较小,分别为2.4%和3.7%,且主要为1~2天前排放的污染物在区域输送过程中的化学反应所贡献.对于北京区域平均来讲,本地的贡献率较城区明显偏小,河北的贡献显著增加,这也说明北京市臭氧来源的空间不均匀性较大.北京地区生成的臭氧沿怀柔区向北输送,到达承德市西侧,对月均值的贡献达到20~30 μg·m^-3. 展开更多
关键词 北京 臭氧 生物源 源解析 区域输送
新疆大气颗粒物的时空分布特征 预览
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作者 谢运兴 唐晓 +4 位作者 郭宇宏 林彩燕 吴煌坚 卢苗苗 自发 《中国环境监测》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期26-36,共11页
基于2015年新疆12个城市的PM10和PM2.5地面监测数据,并结合同期气象观测数据,分析了新疆PM10和PM2.5质量浓度的时空分布特征及其与气象要素的关联性。结果表明:新疆大气颗粒物年均质量浓度呈现南高北低特征,南疆各城市的年均PM10质量浓... 基于2015年新疆12个城市的PM10和PM2.5地面监测数据,并结合同期气象观测数据,分析了新疆PM10和PM2.5质量浓度的时空分布特征及其与气象要素的关联性。结果表明:新疆大气颗粒物年均质量浓度呈现南高北低特征,南疆各城市的年均PM10质量浓度为150~262μg/m3,年均PM2.5质量浓度为50~118μg/m3。北疆各城市的质量浓度相对较低,年均PM10质量浓度为28~139μg/m3,年均PM2.5质量浓度为13~74μg/m3。从时间变化来看,在春季和夏季,新疆以粗颗粒物污染为主,冬季以细颗粒物污染为主。此外,在南疆各城市3月PM10质量浓度突然大幅升高与相对湿度明显下降、风速增大直接相关,沙尘天气是导致该区域春季高PM10质量浓度的重要原因。 展开更多
关键词 新疆 大气颗粒物 时空分布
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徐州市大气PM2.5与O3作用关系的季节变化 预览 被引量:1
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作者 张宇静 赵天良 +4 位作者 殷翀之 自发 葛宝珠 刘端阳 杜欣欣 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2267-2272,共6页
通过2013~2017年徐州市环境监测资料分析季风影响下主要大气复合污染物PM2.5和O3的相关性,并基于气象观测资料进一步探究PM2.5和O3相互作用机制的季节变化特征.结果表明:夏季风季节,PM2.5和O3呈正相关,相关系数高达0.56;冬季风季节,PM2.... 通过2013~2017年徐州市环境监测资料分析季风影响下主要大气复合污染物PM2.5和O3的相关性,并基于气象观测资料进一步探究PM2.5和O3相互作用机制的季节变化特征.结果表明:夏季风季节,PM2.5和O3呈正相关,相关系数高达0.56;冬季风季节,PM2.5和O3呈负相关,相关系数为-0.34,均通过了99%的置信检验,表明徐州市PM2.5和O3相互作用呈现相反的季节变化.夏季风季节,太阳辐射强,气温较高,大气氧化性较强,O3主导大气氧化性,大气氧化性通过促进二次颗粒物生成使得PM2.5浓度升高,夏季风季节以O3对PM2.5的促进作用主导城市大气复合污染变化;冬季风季节,太阳辐射弱,气温较低,大气氧化性较弱,高浓度的PM2.5削弱太阳辐射抑制大气光化学,导致O3生成率降低,冬季风季节以PM2.5对O3的抑制作用主导城市大气复合污染变化. 展开更多
关键词 PM2.5 O3 大气复合污染 大气氧化性 东亚季风
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曹妃甸工业区空气污染来源及其对周边地区污染贡献的数值模拟研究 预览
8
作者 李欣怡 向伟玲 +3 位作者 陈学舜 朱莉莉 自发 杨文夷 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2019年第4期469-481,共13页
为了深入研究曹妃甸工业区的建立和大型工业企业的迁入对京津冀地区空气质量的影响,利用嵌套网格空气质量预报模式系统NAQPMS(NestedAir Quality Prediction Modeling System)研究该工业区和周边地区在2016年秋、冬季空气质量状况,并对P... 为了深入研究曹妃甸工业区的建立和大型工业企业的迁入对京津冀地区空气质量的影响,利用嵌套网格空气质量预报模式系统NAQPMS(NestedAir Quality Prediction Modeling System)研究该工业区和周边地区在2016年秋、冬季空气质量状况,并对PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物,即细颗粒物)来源与区域输送进行分析。结果表明:模式能很好地再现气象要素和污染物浓度分布特征;曹妃甸地区本地排放在1月和10月的月均贡献分别为17.8%和25.8%。当空气质量为优良时,曹妃甸地区PM2.5主要受短距离周边传输影响,唐山和天津贡献率之和达23%~53%;当空气出现轻度及以上污染时,曹妃甸地区PM2.5浓度主要受到长距离输送的影响,河北中南部和山东地区贡献之和达40%~50%。曹妃甸工业园区排放对周边地区PM2.5浓度贡献相对较小,对唐山和天津地区贡献为3%~7%,对京津冀地区其他城市PM2.5浓度贡献可忽略不计。空气质量转差时,曹妃甸、北京和天津地区PM2.5中一次排放占比相较于空气质量优良时明显下降,二次生成的无机盐类和二次有机气溶胶贡献率增加;曹妃甸地区10月二次生成硫酸盐贡献率较1月明显增加,月均贡献率为22%。因此,在致力于削减京津冀地区PM2.5一次排放的同时,对SO2、NOx等进行控制,能有效改善该地区空气质量。 展开更多
关键词 曹妃甸 PM2.5 污染来源追踪 NAQPMS预报模式系统
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降水对江浙沪PM2.5的清除效率研究 预览
9
作者 范凡 陆尔 +1 位作者 葛宝珠 自发 《气象科学》 北大核心 2019年第2期178-186,共9页
为了解不同程度的降水对江浙沪地区大气PM 2.5 的清除作用,搜集了2014—2016年该地区41个城市的降水和PM 2.5 观测数据,通过对比 2 a 非降水和全时段PM 2.5 平均浓度的差异,发现前者显著高于后者,说明降水对该地区PM 2.5 具有清除作用... 为了解不同程度的降水对江浙沪地区大气PM 2.5 的清除作用,搜集了2014—2016年该地区41个城市的降水和PM 2.5 观测数据,通过对比 2 a 非降水和全时段PM 2.5 平均浓度的差异,发现前者显著高于后者,说明降水对该地区PM 2.5 具有清除作用。利用降水前与降水期间PM 2.5 的浓度差异作为降水对PM 2.5 的清除率,降水后与降水期间的浓度差异作为雨后浓度回升的增加率,分别研究了目标区域不同时期、不同降雨量以及不同降雨时长对PM 2.5 的清除效果。结果显示:(1)与江浙沪南部地区不同的是,北部地区降水清除率与降水前浓度存在正相关,降水后浓度的增加与当地的排放量呈正相关。(2)当降水量为30 mm或者降水时长为 36 h 时,清除率增幅减缓,说明降水对PM 2.5 的清除效率存在着阈值。 展开更多
关键词 PM2.5 降水 清除率 江浙沪地区
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利用WRF-NAQPMS模拟土地利用变化对武汉城市灰霾天气的影响 预览
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作者 苏振华 何报寅 +3 位作者 周亚东 梁胜文 胡柯 自发 《南京信息工程大学学报:自然科学版》 CAS 2018年第5期547-556,共10页
城市化极大地改变了城市下垫面的性质,这有可能增加灰霾天气发生的概率和强度.并1用Landsat-7ETM+和HJ-1A卫星多光谱遥感数据,通过人工解译获得2002年和2012年武汉市土地利用情况,并对武汉市土地利用规划图进行数字化和尺度转换.... 城市化极大地改变了城市下垫面的性质,这有可能增加灰霾天气发生的概率和强度.并1用Landsat-7ETM+和HJ-1A卫星多光谱遥感数据,通过人工解译获得2002年和2012年武汉市土地利用情况,并对武汉市土地利用规划图进行数字化和尺度转换.在此基础上,针对武汉市典型灰霾天气过程,对不同土地类型(历史、现状和规划)利用WRF-NAQPMS空气质量数值模式进行了不同情景的模拟.同时,对比分析和揭示了不同情境下,大气风场和主要大气污染物浓度场的变化,解析了下垫面对灰霾天气的影响.可为从灰霾天气防治的角度完善城市土地规划和建设提供科学依据. 展开更多
关键词 武汉 灰霾 土地利用 WRF-NAQPMS 情景模拟
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基于多元数据分析的我国PM2.5浓度及其主控因子的时空分布特征研究 预览 被引量:1
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作者 姚雪峰 葛宝珠 +3 位作者 郑海涛 马宇飞 高超 自发 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2018年第5期596-606,共11页
基于2013~2016年空气质量监测台站资料,利用经验正交分解、功率谱分析、BP典型相关分析等多元数据分析方法解析了中国地区细颗粒物(PM2.5)主要模态的时空特征,并与排放源和气象场建立了相关关系,得到以下结论:中国地区PM2.5场存在两个... 基于2013~2016年空气质量监测台站资料,利用经验正交分解、功率谱分析、BP典型相关分析等多元数据分析方法解析了中国地区细颗粒物(PM2.5)主要模态的时空特征,并与排放源和气象场建立了相关关系,得到以下结论:中国地区PM2.5场存在两个主要模态,其中第一主模态为一致增加模态,强度中心位于西北地区东部-华北南部地区;其时间序列呈显著下降趋势。第二主模态主要表现为南北反向变化的偶极子型分布,其大值区分别位于华北中南部和长江中下游地区。其中,PM2.5第一模态可以看作平均态,主要受平均排放场和环流场及大地形的影响,在北方的表现更为显著。PM2.5第二模态可看作偏离平均场的一种变化态,在冬季更可能和冷空气活动有关。冷空气的强弱决定了污染累积的位置以及输送的方式,其作用是使得南方的污染明显偏离平均态,故第二主模态在南方的表现更为显著。本研究有效地利用了多元数据分析方法研究了我国大气污染的演变机理,可为进一步认清大气污染的形成规律提供科技支撑。 展开更多
关键词 细颗粒物(PM2.5) 主模态 多元数据分析 排放场 气象场
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北京地区一次空气重污染过程的目标观测分析 预览
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作者 刘娜 段晚锁 +2 位作者 自发 唐晓 周菲凡 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2018年第5期619-632,共14页
针对北京市2016年12月16~21日的空气重污染过程进行了回报试验,探讨了该次事件预报的目标观测敏感区。使用新一代高分辨率中尺度气象模式(Weather Research Forecasting,WRF)和嵌套网格空气质量模式(Nested Air Quality Prediction Mode... 针对北京市2016年12月16~21日的空气重污染过程进行了回报试验,探讨了该次事件预报的目标观测敏感区。使用新一代高分辨率中尺度气象模式(Weather Research Forecasting,WRF)和嵌套网格空气质量模式(Nested Air Quality Prediction Model System,NAQPMS),针对初始气象场的不确定性,通过4套初始场资料识别了影响北京地区细颗粒物(PM2.5)预报水平的目标观测敏感变量及其敏感区。结果表明:当综合考虑初始气象场的风场、温度、比湿不确定性的影响时,发现改善黑龙江区域上述气象要素的初始场精度,对北京地区PM2.5预报不确定的减小最显著;当分别考察风场、温度、比湿的不确定性的影响时,发现初始风场精度的改善,尤其是黑龙江区域风场精度的改善,能够更大程度地减小北京地区PM2.5的预报误差,对北京东南地区的PM2.5预报误差的减小甚至可达到40%以上。因此,优先对黑龙江区域的气象场,尤其是该区域的风场进行目标观测,并将其同化到预报模式的初始场中,将会有效提高初始气象场的质量,进而大大减小北京地区PM2.5浓度的预报误差,提高北京地区空气质量的预报技巧。初始风场代表了北京地区该次空气重污染事件预报的目标观测变量,而黑龙江地区则是该目标观测的敏感区域。 展开更多
关键词 空气污染 数值预报 目标观测 北京
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大气污染资料同化与应用综述 预览
13
作者 朱江 唐晓 +1 位作者 自发 吴林 《大气科学》 CSCD 北大核心 2018年第3期607-620,共14页
我国正面临以高浓度臭氧和细颗粒物为典型特征的大气复合污染问题,对其进行模拟和预报是有效应对大气污染的关键。大气复合污染预报的不确定性来源复杂,同时存在化学非线性的影响,各种模式输入不确定性对模拟预报影响的时空差异较大,从... 我国正面临以高浓度臭氧和细颗粒物为典型特征的大气复合污染问题,对其进行模拟和预报是有效应对大气污染的关键。大气复合污染预报的不确定性来源复杂,同时存在化学非线性的影响,各种模式输入不确定性对模拟预报影响的时空差异较大,从而导致很多不确定性约束方法难以确定关键的不确定性因子而进行有针对性的约束和订正。利用资料同化方法融合模式、多源观测等信息,减小模式输入数据的不确定性成为提升大气污染模拟预报精度的关键。本文将简要介绍大气污染资料同化相关的模式不确定性、同化算法以及污染物浓度场同化、源反演研究上的进展,探讨大气污染资料同化面临的主要挑战和发展趋势。 展开更多
关键词 资料同化 大气复合污染 模式不确定性 浓度场同化 源反演
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改进的超级集成预报方法在长江三角洲地区O3预报中的应用 预览
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作者 姚雪峰 葛宝珠 +7 位作者 自发 范凡 汤莉莉 郝建奇 张祥志 晏平仲 张稳定 吴剑斌 《大气科学》 CSCD 北大核心 2018年第6期1273-1285,共13页
针对当前单模式系统臭氧(O3)预报的不确定性问题,提出了一种基于活动区间的多模式超级集成的、高效的预报方法。本研究基于长江三角洲(长三角)地区多模式空气质量预报系统,将改进后的超级集成预报方法(AR-SUP)运用到2015年长三角... 针对当前单模式系统臭氧(O3)预报的不确定性问题,提出了一种基于活动区间的多模式超级集成的、高效的预报方法。本研究基于长江三角洲(长三角)地区多模式空气质量预报系统,将改进后的超级集成预报方法(AR-SUP)运用到2015年长三角地区的O3预报中,并与滑动训练期的超级集成预报(R-SUP)、多模式集成平均预报(EMN)、消除偏差的集成平均预报(BREM)对比,结果表明AR-SUP对预报效果的改善最明显,其在暖季和冷季的均方根误差(RMSE)较最优单模式平均下降了20%和23%。将AR-SUP运用到48h和72h预报中发现,当预报时效增加时该方法依旧保持较高的预报技巧。多项统计数据均证明AR-SUP在研究时段内所有站点均能显著减小O3预报误差、提高整体相关性和一致性,有效提高当前短期(三天)预报准确率。 展开更多
关键词 臭氧 多模式系统 超级集成预报 活动区间
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2013—2015年北京污染频发期细颗粒物重污染成因与天气形势关系的研究 被引量:2
15
作者 郝宏飞 杨婷 +1 位作者 自发 郑海涛 《环境科学学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期2201-2213,共13页
我国重污染呈现愈演愈烈态势,重污染事件在供暖季节(污染频发期)尤为频发.本文利用北京2013—2015年采暖期逐小时PM(2.5)浓度数据、再分析资料、气团后向轨迹、气溶胶雷达数据以及探空数据综合分析了北京地区重污染状况,概括了重污... 我国重污染呈现愈演愈烈态势,重污染事件在供暖季节(污染频发期)尤为频发.本文利用北京2013—2015年采暖期逐小时PM(2.5)浓度数据、再分析资料、气团后向轨迹、气溶胶雷达数据以及探空数据综合分析了北京地区重污染状况,概括了重污染发生时常见的天气形势,探讨了重污染形成原因与天气形势的关系.研究结果表明:2013—2015年采暖期北京发生重污染(日均PM(2.5)浓度大于150μg·m(-3))的天数分别为36、28及35 d,即北京采暖期21.9%的天数受重污染天气影响.2月份重污染事件最为频发,发生频次为27.3%.北京发生重污染事件时,地面被高压控制时,高空500 hPa多东移的槽脊,当位于脊后槽前时,为上升运动,西南风,850 hPa多暖平流,西南风输送暖湿气流,湿度较大,地面偏南风,可能会存在污染物的输送;地面为低压控制时,500 hPa一般为稳定的西风气流或西北气流,低空850 hPa可能存在暖平流,地面常伴随弱的风场辐合,导致污染物累积;当地面为均压场时,高空500 hPa多为脊后槽前的形势,低空无明显冷暖平流,地面等压线稀疏或无等压线,静风天气.这3类结构引发的重污染天数分别占总重污染天数的47.3%、18.2%及34.5%.进一步分析重污染成因与天气形势关系表明:北京地面受高压系统控制时,污染时间持续最长,也最为频发(47.3%),PM(2.5)平均浓度最高可达258.8μg·m(-3),且常伴随来自西南方向的污染物输送,北京上空1 km附近存在逆温和逆湿.对污染传输路径研究发现:主要存在3条输送通道,(1)天津-廊坊-北京、(2)沧州-廊坊-北京、(3)石家庄-保定-北京.鉴于目前数值模式对天气形势的预报较为成熟,本文对区域重污染过程与天气形势之间的关系研究,有助于为北京地区空气质量的精准预报预警提供科学支持. 展开更多
关键词 北京重污染 天气形势 污染成因 高压系统 细颗粒物PM2.5
2014年6月南京大气复合污染观测 被引量:2
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作者 郝建奇 葛宝珠 +3 位作者 自发 张祥志 汤莉莉 徐丹卉 《环境科学》 CSCD 北大核心 2017年第9期3585-3593,共9页
二次无机盐是PM2.5的重要组成部分,厘清污染过程中二次无机盐的演变过程和影响因素,是提高对污染过程认识的关键.以2014年6月南京地区两次污染事件为例,研究了污染过程中二次无机盐的演变过程和影响因素.结果表明,两次污染过程均表现出... 二次无机盐是PM2.5的重要组成部分,厘清污染过程中二次无机盐的演变过程和影响因素,是提高对污染过程认识的关键.以2014年6月南京地区两次污染事件为例,研究了污染过程中二次无机盐的演变过程和影响因素.结果表明,两次污染过程均表现出显著的大气复合污染特征;污染初期,臭氧浓度较高,大气氧化性强,气态硝酸具有较高的生成潜势,为细颗粒物中NO3^-的快速生成创造前提条件,后期相对湿度(RH)升高对NO3^-的生成起决定性作用;当RH大于多组分的共同潮解相对湿度(DRH^*)时,NH4NO3潮解平衡时NH3和HNO3的理论分压积显著降低,低于观测得到的分压积,有利于NO3^-生成,同时,观测和理论的分压积差异能够很好地表征NO3^-的浓度变化特征. 展开更多
关键词 大气复合污染 潮解相对湿度 硝酸盐 分压积 气溶胶液态水
2014年北京地区云内云下的降水化学分析 被引量:2
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作者 徐丹卉 葛宝珠 +3 位作者 自发 郝建奇 姚雪峰 范凡 《环境科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第9期3289-3296,共8页
为了解现阶段北京地区降水的化学特征和云下/云内的清除作用,于2014年采用分段采样的方式针对25场降水进行收集,分析了降水中各离子组分浓度.结果发现,2014年北京地区降水中NH_4^+、SO_4^(2-)、NO_3^-和Ca^(2+)浓度最高,雨量加权... 为了解现阶段北京地区降水的化学特征和云下/云内的清除作用,于2014年采用分段采样的方式针对25场降水进行收集,分析了降水中各离子组分浓度.结果发现,2014年北京地区降水中NH_4^+、SO_4^(2-)、NO_3^-和Ca^(2+)浓度最高,雨量加权平均离子浓度分别为240、162、91和65μeq·L^(-1),与早期研究相比均有所下降.SO_4^(2-)/NO_3^-比值为1.8,NO_3^-和NH_4^+的比重显著增加.综合利用相关性分析、主因子分析及后向轨迹等方法,探讨了北京地区降水中各离子组分的来源.结果表明,东南气团中主要离子NO_3^-、SO_4^(2-)及NH_4^+的浓度较高,主要受人为活动排放的影响.总体上各离子的云下冲刷作用略大于云内清除,其中,Na^+、Ca^(2+)及NO_3^-云下冲刷的贡献大于SO_4^(2-)和NH_4^+.与其他城市相比,北京地区云内清除的贡献略大,表明长距离输送的影响不可忽视. 展开更多
关键词 北京 降水化学 清除作用 云内 云下
广东省臭氧污染特征及其来源解析研究 被引量:15
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作者 沈劲 黄晓波 +7 位作者 汪宇 叶斯琪 潘月云 陈多宏 陈焕盛 区宇波 吕小明 自发 《环境科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第12期4449-4457,共9页
使用广东省近年大范围长期连续臭氧观测数据分析了珠三角与广东省的臭氧污染特征,并使用NAQPMS模型研究了广东省与典型城市不同季节的臭氧来源情况.结果表明:2014—2016年广东省的臭氧污染局部在改善.珠三角的臭氧浓度水平总体高于粤... 使用广东省近年大范围长期连续臭氧观测数据分析了珠三角与广东省的臭氧污染特征,并使用NAQPMS模型研究了广东省与典型城市不同季节的臭氧来源情况.结果表明:2014—2016年广东省的臭氧污染局部在改善.珠三角的臭氧浓度水平总体高于粤东西北地区,广东省臭氧总体上呈现出珠三角中南部和粤东东部部分地区较高、粤西污染相对较轻的分布态势.广东省的臭氧夏秋季浓度较高,冬春季浓度较低.广东省臭氧主要来源于本地排放,夏季占比为57%,其余季节约占40%,臭氧的跨省输送特征明显.珠三角西南部春夏季臭氧本地贡献约为50%,但秋冬季仅占19%~28%.若要减轻广东的臭氧污染,建议实施臭氧消峰行动,即在夏秋季节严控珠三角地区的臭氧前体物排放,特别是珠三角中部广州、佛山与东莞等城市的排放要重点控制.同时,强化粤东西北地区与周边省份的协同减排. 展开更多
关键词 广东省 臭氧 污染特征 来源解析
珠三角秋季典型气象条件对空气污染过程的影响分析 被引量:5
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作者 媛林 +4 位作者 陈学舜 自发 范绍佳 陈多宏 吴其重 《环境科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第9期3229-3239,共11页
利用空气质量指数(AQI)、主要大气污染物浓度和气象要素、天气图等数据资料,结合中尺度数值天气预报模式WRF,对2014年10月珠三角地区污染期间的天气形势及气象特征进行了分析.结果表明,WRF模式可以较好地反映珠三角地区主要城市地面... 利用空气质量指数(AQI)、主要大气污染物浓度和气象要素、天气图等数据资料,结合中尺度数值天气预报模式WRF,对2014年10月珠三角地区污染期间的天气形势及气象特征进行了分析.结果表明,WRF模式可以较好地反映珠三角地区主要城市地面和高空气象要素的时空变化,9个城市平均地表的温度、相对湿度和风速的模拟值与观测值的相关系数分别为0.90、0.87和0.78.对2014年10月3次污染过程的分析表明,造成该时段珠三角地区空气污染的天气形势主要是高压底部型和均压场型.静风或小风(〈2 m·s^(-1))及稳定的大气层结均不利于污染物的扩散,同时由于偏北气流输送周边污染物到珠三角地区,导致污染物浓度不断增加.相对湿度低于65%时,珠三角地区首要污染物以O_3为主;相对湿度高于70%时,PM_(2.5)浓度逐渐增加,成为主要污染物.高温等气象条件会影响光化学反应,加重珠江三角洲的空气污染,表现了该地区大气复合污染的特性. 展开更多
关键词 珠三角 空气污染 数值模拟 气象条件
武汉地区2014年PM2.5时空分布与来源贡献的数值模拟研究 被引量:7
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作者 卢苗苗 唐晓 +9 位作者 自发 梁胜文 郝建奇 周慧 李飞 胡柯 胡世祥 李蒲 刘汉华 田建军 《环境科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第11期4227-4240,共14页
利用耦合了污染源在线追踪模块的化学传输模式NAQPMS(Nested Air Quality Prediction Model System),结合地面细颗粒物(PM2.5)的小时观测数据,模拟了2014年1、4、7、10月4个月份武汉地区PM2.5浓度时空分布特征,量化了本地、武汉城... 利用耦合了污染源在线追踪模块的化学传输模式NAQPMS(Nested Air Quality Prediction Model System),结合地面细颗粒物(PM2.5)的小时观测数据,模拟了2014年1、4、7、10月4个月份武汉地区PM2.5浓度时空分布特征,量化了本地、武汉城市圈及远距离地区对武汉PM2.5浓度贡献.研究发现,2014年武汉市PM2.5年均浓度为85.3μg·m^-3,污染天(PM2.5日均值≥75μg·m^-3)占全年总天数的47.9%.细颗粒物的月均值呈现出季节性特征,即冬季污染最为严峻,1月均值为199.1μg·m^-3,PM2.5浓度超标持续一整月;夏季空气质量最好,春秋介于两者之间.模拟的PM2.5平均浓度在空间上大致呈现"城区高,郊区低"的分布态势.污染物区域来源解析发现,武汉市本地排放源贡献在1月最低,为34.1%,表明外来源贡献对长期灰霾的形成起决定性作用.7月本地源影响最显著(65.7%),和毗邻城市源(23.1%)一起成为夏季污染物的主要来源.4月和10月本地排放贡献比分别为49.1%和42.1%.4个月份,武汉城市圈对该市PM2.5浓度的贡献差异不大,范围在20.8%~24.1%.受大尺度天气系统的影响,远距离传输贡献率趋势与本地来源相反,占10.6%~35.3%.研究结果表明污染气团跨界输送对武汉不同季节PM2.5浓度有重要贡献.在冬季大范围污染背景下,污染物区域大范围协同控制才能有效减缓武汉PM2.5污染问题;而夏季对本地及近周边城市的减排措施可以有效改善武汉的空气质量. 展开更多
关键词 PM2.5 区域输送 武汉 数值模拟 华中地区
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