武汉市空气质量状况与气象条件的关系

基于2013年武汉市环境监测数据和气象要素资料,分析该市空气质量状况与气象条件的关系。结果表明,武汉市全年平均空气质量指数(AQI)为135,良和轻度污染所占比例分别为35%和30%。雾天、霾天、晴天、雨天四种天气条件下,6种污染物(SO_2、NO_2、CO、O_3、PM_(2.5)和PM_(10))浓度值基本上为雾天最高、霾天次之、晴天再次之、雨天最低,雾天00—08时污染物浓度明显高于其他天气条件;PM_(2.5)浓度与降水量的相关性较差,中雨量级时,降水对污染物的清除作用显著,PM_(2.5)浓度下降明显,当日降水量小于1 mm时,PM_(2.5)浓度略有上升,平均上升1.3μg·m~(-3)左右,这与微量降水的大气增湿作用有关;PM_(2.5)浓度变化与相对湿度(RH)和风速的关系较明显,其相关系数分别为0.87和-0.72,当RH70%且每增加10%时,PM_(2.5)浓度增加10μg·m~(-3)左右;静风和风速很大时,污染物浓度相对较高,东南风影响下PM_(2.5)浓度在四季均较高,而秋、冬季在西北风影响下PM_(2.5)浓度最高;PM_(2.5)浓度主要增长阶段以正变温、负变压为主。     

贵州省2015～2019年空气质量及大气污染物时空分布特征研究

利用2015～2019年贵州省9个城市的空气质量指数(AQI)和6种大气污染物逐日监测资料及同期气象要素观测资料,分析了贵州省各市年、季大气污染的分布特征,以及各市首要污染物出现频率的季节特征,探讨了6种大气污染物与气象要素之间的相关关系。结果表明:(1)贵州省总体空气质量较好,2015～2019年全省空气质量优良天数占全年90%以上,2018年空气质量为5年中最优;(2)AQI的空间分布呈现“北高南低”的分布特征,高值区在遵义、水城和铜仁,兴义空气质量最好;(3)6种大气污染物与平均气温、相对湿度、日平均气温、日降水量、相对湿度、平均风速呈高度显著相关;(4)贵州省的污染日主要集中出现在冬季,首要污染物主要是颗粒物(PM_2.5和PM₁₀),夏季出现污染日的情况最少,首要污染物主要是O₃。      

2014-2016年荆州城区空气质量与气象要素的关系分析

利用2014年1月1日—2016年12月31日荆州城区逐日空气质量数据和同期地面气象要素逐日观测资料,分析了荆州城区空气质量状况、变化特征及其与气象要素的相关性。结果表明,荆州城区优良日数偏少,但2014—2016年荆州城区空气质量略有改善,首要污染物为PM_(2.5);AQI和PM_(10)、PM_(2.5)、SO_2、NO_2、CO的月变化规律一致,呈V型分布,冬季空气污染最严重,夏季空气污染相对较轻,O_3的变化规律则相反,呈反V型分布;除O_3外,AQI和其他污染物浓度与前一日AQI、气压呈正相关关系,与气温、水汽压、湿度、云量、降水、风速呈负相关关系,据此建立了AQI和各污染物浓度的回归预报方程;进一步分析了2014年1月严重污染天气的成因,本地污染物的分布、外地污染物的输入和气象扩散条件是影响空气质量的主要因素。     

锦州市空气质量变化特征及其与气象条件关系

利用2014年3月至2015年2月锦州市逐日AQI、日平均污染物浓度和同期气象要素观测资料,对锦州市空气质量时空分布特征及其与气象条件的关系进行了分析.结果表明:锦州市空气质量等级为良的频率为62%,轻度污染的频率为23%,优的频率仅为6%,主要污染物为PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2和O_3.锦州市2月和10月空气质量最差,9月空气质量最好,空气质量达优和良等级的日数占9月总日数的97%;锦州市天安街道空气质量最差,其SO_2浓度为百股街道的5倍.锦州市出现3级以上污染时的主要影响系统为地形槽、蒙古低压和弱气压场,降水对污染物具有清除作用,且对PM10的清除作用最明显;沙尘天气时空气污染明显加剧,逆温层抑制了污染物的扩散,逆温层底层高度越低,空气污染越严重.建立了AQI回归预报方程,拟合结果与实测值的变化基本一致,其中对春季AQI的拟合效果最好.     

成都市PM_(2.5)污染特征及其与地面气象要素的关系分析

为了解成都市PM_(2.5)污染特征及其与地面气象要素的关系,利用环境空气质量监测资料和地面气象观测资料,分析了PM_(2.5)质量浓度的季节、月和日变化特征,并分不同空气质量等级分析空气质量与地面气象要素的关系。结果表明:PM_(2.5)质量浓度具有明显的季节、月和日变化特征,且成都市区6个监测站的变化趋势比较一致;成都市相对湿度较大,地面风速较小,约62%的样本分布在相对湿度80%～100%,约85%的样本分布在地面风速0～2 m·s~(-1),地面风速对成都市PM_(2.5)的水平输送、扩散、稀释不利;降水对PM_(2.5)的清除量随PM_(2.5)初始浓度、降雨持续时间和累积降雨量增加而增大。     

2016年春节期间上海市空气质量分析

本文对2016年春节期间(2月7—13日)上海市空气质量及其成因进行了分析,并与2014年和2015年同期空气质量进行对比。结果表明:2016年春节期间上海市空气质量以优良为主,仅正月初一受除夕夜烟花爆竹燃放及不利大气扩散条件的影响,为三级轻度污染;通过对春节期间气象条件、后向轨迹及全国污染分布分析可知,除夕夜上海市大气扩散条件较差,有利于污染物在本地累积,另外上游地区污染物向本地输送也是造成2016年上海市除夕夜空气污染的主要原因之一;通过对比分析上海市烟花禁燃区域内外PM_(2.5)小时浓度的变化及PM_(2.5)浓度差值的绝对值可知,烟花禁燃对污染排放具有一定的控制作用。通过对2014—2016年春节期间上海市PM_(2.5)浓度的分析可知,总体2016年春节期间细颗粒物PM_(2.5)污染明显低于2014年同期,与2015年同期相比2016年春节期间空气质量具有PM_(2.5)峰值浓度低且污染持续时间短等特点,春节期间由于停产和停工使排放源减少,因此对上海市空气质量的改善效果明显。     

重庆市荣昌区冬季PM2.5污染的气象因素及区域传输特征

利用2016—2018年重庆市荣昌区冬季PM_(2.5)质量浓度监测数据,结合地面气象观测资料、L波段探空雷达资料、ERA-Interim再分析资料及全球资料同化系统(GDAS)数据,并与HYSPILT模型相结合,分析荣昌区冬季PM_(2.5)污染的气象影响因素及区域传输特征。结果表明:(1)2016—2018年荣昌区冬季PM_(2.5)污染超标频率高达56.3%,但空气质量有好转趋势。PM_(2.5)质量浓度日变化有2个峰值,分别出现在12:00和23:00;(2)荣昌区冬季PM_(2.5)污染主要受降水、逆温层、低层风速等气象条件影响。当925 hPa以下和700~600 hPa存在明显逆温层结,500 hPa呈西北气流或平直西风气流,850 hPa以下为偏东北弱风时不利于PM_(2.5)扩散,易发生重度污染天气。日降水量R>2.0 mm时,降水对PM_(2.5)具有明显的正清除,且清除能力随着降水等级的增大而增大,R<1.0 mm时,降水对PM_(2.5)表现为负清除,微量降水期间不利的扩散条件加之颗粒物吸湿增长作用反而导致PM_(2.5)质量浓度增加,空气质量恶化;(3)荣昌区冬季PM_(2.5)污染主要受距离荣昌区西北和东北方向约300 km范围内的成渝城市群城市间污染物区域输送影响,外域颗粒污染物的传输是荣昌区冬季PM_(2.5)污染的重要原因。     

江苏淮安地区大气污染变化特征及其与气象条件的关系

采用江苏省淮安市地面5个监测站2013年1月1日—2015年12月31日PM_(10)、PM_(2.5)、SO_2、NO_2、CO、O_3逐日质量浓度资料及同期气象资料,统计分析了该地区空气污染季节变化特征及其与气象条件的关系;采用MODIS的光学厚度AOD(Aerosol Optical Depth)资料和火点资料分析了2013年12月发生在淮安的一次持续性大气污染事件。研究结果表明,淮安空气质量AQI指数(Air Quality Index)在春冬季较高,夏秋季较低,污染天气发生在春冬季的概率为23.6%,夏秋季的概率为13.3%。淮安地区的首要大气污染物为颗粒物污染,其中PM_(10)、PM_(2.5)占比分别达到25.2%、48.9%,PM_(10)中PM_(2.5)比率年平均为61.0%,臭氧是第2大污染物,占比为25.8%。表征大气柱气溶胶浓度的AOD的季节变化与地面颗粒物浓度截然不同,颗粒物浓度1月和12月出现极高值,而这两个月AOD月平均值却在一年中达到极低值,AOD最高值出现在7月。另外,AQI与降水、气温、风速、相对湿度呈负相关关系,但相关程度较弱。     

上海地区空气污染变化特征及其气象影响因素

利用2013—2014年上海地区6种空气污染物小时浓度和逐日空气质量分指数(IAQI)的监测资料,统计分析了上海地区空气污染的变化特征及其气象影响因子。结果表明:2014年上海地区空气质量优良率达77.0%,空气质量总体较2013年明显好转。2013—2014年上海地区AQI具有季节性特征,表现为冬季空气质量较差、秋季空气质量较好的特征,其中12月空气质量最差。由首要污染物分布可知,上海地区最主要的污染物为PM_(2.5),其中冬季PM_(2.5)污染出现最多;O_3则为夏季的主要污染物。由污染物浓度的周循环变化可知,上海地区PM_(2.5)、PM_(10)、NO_2和O_3浓度均存在周末低于工作日的"周末效应",但PM_(10)和NO_2浓度的"周末效应"更显著。由2014年上海地区霾日与PM_(2.5)浓度的变化可知,当PM_(2.5)浓度达到轻度及以上污染时,霾天气出现的概率大幅提高,但二者并非对应的关系。天气形势对PM_(2.5)污染影响较大,基于上海地区天气形势特点可以将PM_(2.5)污染的地面形势分为7种类型,其中高压中心型和高压楔型为PM_(2.5)污染的主要天气型。由于上海地区冬季冷空气活动频繁,西北风将上游地区颗粒物输送至本地,易造成较严重的污染天气;同时在冷高压的控制下,高压中心型和高压楔型天气频繁出现,导致颗粒物不易扩散,也易造成空气污染。夏季和秋季在副热带高压的控制下,水平和垂直扩散条件均较好,不易出现PM_(2.5)污染,但由于气温较高,光照条件较好,易出现O_3污染。     

桂林市大气气溶胶质量浓度变化特征分析

利用2009-2018年桂林大气成分站的大气气溶胶质量浓度观测资料,分析了PM_(10)、PM_(2.5)、PM_1统计值的变化规律,结果表明:(1)2009-2018年桂林ρ(PM_(10))、ρ(PM_(2.5))、ρ(PM_1)年平均值变化趋势基本相同,2012-2014年,年平均值相对较高,自2015年后有下降的趋势。一年中月变化基本呈冬高夏低的正V字型分布,月平均峰值出现在1月,谷值出现在7月。质量浓度小时平均值从数值上呈现出冬春秋夏的趋势,并呈现明显的双峰分布特征。ρ(PM_(2.5))/ρ(PM_(10))、ρ(PM_1)/ρ(PM_(10))、ρ(PM_1)/ρ(PM10_(2.5))介于60%-93%之间,说明全年可吸入颗粒物中细粒子占大多数。桂林大气气溶胶质量浓度月平均分布规律可能与天气气候特点有密切关系,日变化主要受到气象条件和污染物排放的影响。(2)桂林ρ(PM_(10))、ρ(PM_(2.5))和ρ(PM_1)与日均气温、日均湿度、日降水量、日均风速显著负相关,与日均气压显著正相关。中雨及大雨、暴雨可明显稀释污染物的浓度,细颗粒物易被雨水冲刷清除。2级以上的风力对于污染物有一定的驱散作用,尤其粗颗粒物下降的程度较明显。     

Response of fine particulate matter to reductions in anthropogenic emissions in Beijing during the 2014 Asia–Pacific Economic Cooperation summit

研究使用全球大气化学传输模式GEOS-Chem高分辨率(1/4°×5/16°)区域嵌套版本评估2014年亚洲-太平洋经济合作峰会(APEC)期间不同地区不同污染物减排对北京地区PM_(2.5)(粒径小于2.5μm的气溶胶颗粒,本文中定义为硫酸盐、硝酸银、铵盐、一次有机碳和黑碳气溶胶浓度之和)浓度降低的不同影响。在2014年10月15日至11月29日期间,模拟结果表明:模式可以重现观测结果中PM_(2.5)及主要气态污染物(一氧化碳、二氧化氮和二氧化硫)浓度的日变化趋势。在APEC期间,模拟PM_(2.5)浓度相比会议前期和会议后期下降55.9%–58.5%,与观测结果具有较好的一致性。敏感性实验结果表明:APEC期间华北地区氮氧化物和一次有机碳的减排对于北京地区PM_(2.5)浓度的降低影响最为显著,相应减排措施致使北京地区PM_(2.5)浓度分别下降5.7%和4.6%。同时,对氨气排放的控制可以有效地降低整个华北地区在APEC期间的PM_(2.5)浓度。     

四川盆地一次持续性雾霾天气演变特征及其成因

根据单站雾霾日数和区域雾霾过程的确定方法,挑选2014年12月16日至2015年1月27日四川盆地典型雾霾过程,结合空气质量指数(AQI)、污染物质量浓度、气象要素特征和大气环流背景,研究此次持续雾霾天气的产生、演变及转化特征。结果表明:(1)此次雾霾过程表现出强度强、持续时间长、发生范围广的显著特点。(2)AQI和污染物质量浓度的变化与雾霾天气过程高度一致,本次雾霾过程的主要污染物为PM_(2.5),其次是PM_(10)。(3)此次过程出现了不同强度的污染物积累、到达峰值及急速减弱阶段,雾霾天气过程的强弱与天气形势、边界层垂直结构密切相关,与历史同期相比,这次超长雾霾过程盆地平均气温偏高1.24℃,降水偏少34.77%,日照时数偏多10.33 h,相对湿度偏低2.67%,风速基本持平略偏大,稳定的大气环流形势为雾霾天气和严重污染提供了持续稳定的大气环境场;强逆温层结、边界层的下沉运动、地面弱风场中的辐合均使水汽和污染物存留在近地层不易向高空扩散,造成雾霾天气持续。     

1961-2020年郑州主城区大气自净能力变化特征分析

利用郑州市主城区1961—2020年气象观测资料和2014—2018年空气质量监测数据,分析了郑州主城区大气自净能力指数的长期变化趋势与影响因子以及2014—2018年主城区大气自净能力与PM_(2.5)的关系。结果表明:郑州主城区大气自净能力指数30 a气候均值为4.42 t·(d·km^(2))^(-1),春季大气自净能力最强,为5.20 t·(d·km^(2))^(-1);秋季大气自净能力最弱,为3.88 t·(d·km^(2))^(-1),不利于对大气污染物的清除。1961—2020年郑州主城区大气自净能力呈显著的减弱趋势,其中1969年最强为6.85 t·(d·km^(2))^(-1),2020年最弱为3.06 t·(d·km^(2))^(-1)。影响因子中,1961—1980年混合层厚度与大气自净能力指数呈正相关;日平均风速≥2.5 m·s^(-1)的日数和小风日数与大气自净能力分别呈正、负显著相关;大气自净能力指数与降水日数显著相关,2015年后偏强降水日数的增加对大气自净能力在同时期的增强有一定影响。此外,研究还表明主城区大气自净能力和PM_(2.5)浓度存在显著的负相关,说明大气自净能力强时,对应的PM_(2.5)浓度低,环境空气质量趋好。     

宁波地区气象因素与大气污染对呼吸系统死亡率影响分析

利用2012—2013年宁波地区气象数据、污染物监测数据和呼吸系统死亡数据对大气污染与居民健康的影响情况进行分析。结果表明,2012—2013年宁波环境空气质量达标天数589 d,污染天气142 d,其中111 d首要污染物为PM_(2.5),占污染日数的78.2%,AQI表现为秋冬差、夏季好。气象要素在污染日和非污染日有明显差异,特别是雨日频率,低空风也是影响空气质量的关键因子。宁波地区呼吸系统死亡人数夏季低,秋冬春季高,冬季死亡人数最高,日均22.45人,其次春季,日均16.56人;死亡人数与气压、PM_(10)和PM_(2.5)存在明显正相关,与气温呈负相关;死亡人数对气温响应存在滞后性,秋冬季死亡人数对气温变化响应快速,滞后时间为2～3 d,颗粒物浓度对死亡人数在秋冬季的影响滞后时间有8～9 d,而在春季仅1 d。     

潮州市大气污染物与气象要素的关系

利用2006年潮州市地面气象观测资料和大气污染物浓度数据,分析了潮州市污染物的时空变化特征、污染物浓度月变化与气象要素变化关系以及污染典型日的气象因素。研究发现:潮州市的主要污染物为可吸入颗粒物(PM10),PM10全年的超标率为7.5%,空气质量夏半年优于冬半年;PM10污染物浓度月变化与地面气象要素有较高的相关性;在污染物典型日中,气象要素也是主要的影响因子。     

临沂地区秋季一次重霾天气的特征分析

利用大气观测、探测及污染物探测资料、NCEP再分析资料和GDAS资料,对2013年10月26—29日一次持续性重霾天气过程中的气象要素和气溶胶演变特征进行分析。结果表明:本次持续性霾天气过程中,临沂地区PM_(2.5)污染严重,大气中PM_(2.5)的小时平均浓度工业区城区郊区,污染最严重时分别为365,344,284μg·m~(-3);较小的地面平均风速及PM_(2.5)浓度的稳定上升和较低的地面湿度为本次霾天气过程的形成和发展提供了有利条件;当临沂地区以南风或西南风为主时,市区霾天气加重,上游空气污染具有平流输送特征。贴地逆温层的形成,导致污染物在低空不断积累,造成污染浓度的持续升高。地方政府应加快产业结构调整,控制企业的污染物排放,才是治理雾霾的根本办法。     

德令哈市2015年空气质量指数分布特征及其与气象要素的关系

利用2015年德令哈市逐日空气质量数据及地面气象观测数据,分析了德令哈市空气质量指数的时空分布特征,并探讨了其与气象要素的关系。结果表明:2015年德令哈市空气质量以Ⅱ级良为主,AQI指数有比较明显的季节分布特征。春季AQI指数最高,夏秋两季空气质量偏好。首要污染物在春季4月、5月和夏季主要以臭氧为主,其余时间多以PM_(10)为主。无降水日期间首要污染物集中在PM_(10)和臭氧,而当出现降水且量级增大时,首要污染物更多的为臭氧。从相关系数分析,在不同月份空气质量指数与不同的气象要素有比较好的相关关系。日降水量在不同月份存在着正、负相关关系,这与不同季节冷空气活动所带来的不同天气现象及其他气象要素作用有一定的关联。     

降水对重庆市大气污染物浓度的影响分析

利用2013—2015年逐日沙坪坝气象站气象及临近的环境监测数据,探讨降水对重庆市大气污染物浓度的影响,结果表明:PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2浓度随降水量增加逐渐降低,降低趋势线较为明显,降低幅度为SO_2的 PM_(10)的PM_(2.5)的;NO_2和CO随降水量增加减少趋势不明显;O_3浓度随降水量的增加而逐渐增加。各类大气污染物在不同量级降水量时变化特征有所不同。在降水量小于1 mm时,弱降水的气象条件更有利于污染物的积累,不利于污染的稀释扩散和沉降,空气质量恶化;大于1 mm后,降水对各种大气污染物均有明显的清除作用,清除能力随着降水量级的增加而增大,在降水量大于10mm后湿清除能力明显提升,降水量大于20 mm时湿清除能力最强,粗细颗粒与雨滴碰并效应增加,降水对PM_(10)和PM_(2.5)的湿清除率分别达30%和25%。连续降水时,各季节降水对各类大气污染物的湿清除能力不尽相同:冬季降水对PM_(2.5)湿清除作用最为明显,对其余污染物清除作用从大到小依次为PM_(10)、SO_2、NO_2、CO,而O_3在冬季降水使O_3浓度增加非常明显,通常冬季臭氧浓度相对较低,降水一定程度上使冬季空气质量变好,太阳辐射增加,二次污染物光合作用增强,臭氧浓度也一定程度上增加。     

重庆市一次严重雾霾过程的阶段性特征及成因

针对2014年1月26日—2月3日重庆市主城区出现的一次严重雾霾过程,对污染物浓度、环流形势和气象要素进行综合分析。结果表明,雾霾强度变化与AQI指数、PM_(10)和PM_(2.5)浓度有比较好的对应关系,PM_(10)和PM_(2.5)是此次过程的首要污染物,SO_2和NO_2有明显的单峰型日变化,但对AQI指数的影响较小。高空持续稳定纬向环流和中低空西南暖湿气流,逆温层持续存在且低空风速小是有利于连续雾霾过程的背景条件。地面平均风速小,平均日温差小,相对湿度大于85%,能见度低使地面湍流活动弱,大气维持静稳状态,空气污染持续加重。     

杭州AQI的分布特征及其与气象条件相关性分析

根据杭州市2013—2015年的空气质量日报资料,分析了杭州市空气质量特征及其与气象要素的关系,并从气象因素分析了杭州重污染日发生的原因。结果表明:1)杭州市近3年平均AQI为97,良好率为63%,7月杭州空气质量最好,1月空气质量状况最差,近3年杭州的空气质量状况总体有所改善;2)杭州市首要污染物主要为PM2.5和O3,在6—9月,首要污染物主要为O3,在其他月份,首要污染物主要为PM2.5;3)杭州AQI与气象要素密切相关,且不同的时段所依赖的气象因子也不同;4)杭州重污染日时,地面风速小,且68%的重污染日低空存在逆温,71%的重污染日低层存在下沉运动;5)杭州重污染的典型地面形势主要有冷空气影响型、高压影响型和倒槽型3类。