气象因素对西安市西南城区大气中臭氧及其前体物的影响

利用西安市2015年连续观测的O_3及其前体物NO、NO_2和CO质量浓度数据,分析其随时间变化的污染特征,结合气象要素进行相关性分析并拟合方程。结果表明:受局地光化学反应的影响,西安市夏季O_3浓度最高,且因O_3-8h造成的污染占总污染天数的1/3。冬季光化学反应减弱,但前体物排放源增强,NO、NO_2和CO出现最大浓度值。O_3浓度日变化呈单峰型,最高值出现在16:00左右,夜间维持较低水平。NO、NO_2和CO的日变化呈现白天低,夜间高的双峰型。O_3与温度、风速呈正相关,与相对湿度呈负相关,NO、NO_2和CO与风速呈负相关。受上风向污染源的影响,在东北、偏北和偏东气流控制下,易出现O_3浓度高值。夏季O_3质量浓度与气象要素的拟合度较好,可利用常规气象要素对O_3浓度趋势进行预测分析。     

不同时间尺度下汾渭平原臭氧浓度变化及气象环境影响

汾渭平原作为中国大气环境治理的第三大重点区域,由挥发性有机物和氮氧化物等前体物排放增加导致光化学反应加剧进而引发的近地面臭氧(O_3)污染已成为迫切需要面对的关键问题。本文基于汾渭平原11个重点城市2015-2019年近地面大气O_3及前体物观测数据结合同期气象监测资料,总结归纳其时空变化特征,利用Global Moran's I和Getis-Ord Gi*指数方法分析空间集聚效应和冷热点区域,运用KZ(Kolmogorov-Zurbenko)滤波方法揭示了不同时间尺度的排放和气象环境对O_3浓度变化的影响。结果表明:近5年汾渭平原O_3污染以轻度为主,超标率逐年增加且夏季最高春季次之,其中6月超标37%以上,前体物中NO_2年际差异不大CO浓度逐年减少。空间分布上,O_3空间集聚特征逐年增强,高浓度聚集区分布在临汾、运城、三门峡和洛阳的三角区域。从气象环境的影响看,O_3浓度主要受到前体物排放及气象条件的季节分量和短期分量影响,贡献率分别达到40%和24%。原始序列及各分量除与气压成负相关外,与气温和日照均呈显著正相关且对不同区域影响较为一致,而相对湿度和风速对各分量的影响具有显著的区域性差异。     

河北石家庄市近地层臭氧浓度特征及气象条件分析

利用2016年3月至2018年2月河北石家庄市环境监测站O_3及其前体物质量浓度逐时和逐日观测资料,以及气象站逐日气象观测数据,分析石家庄市近地层O_3质量浓度的时间变化特征及其与前体物NO_2、CO和气象条件的关系。结果表明:石家庄市O_3污染2017年比2016年严重,2017年比2016年O_3超标日数增加30 d,超标率上升8%,O_3年平均质量浓度上升17μg·m~(-3)。O_3质量浓度具有明显的季节变化特征,自夏季、春季、秋季、冬季依次降低,5—9月O_3质量浓度较高,平均值超过160μg·m~(-3),6月达到峰值208μg·m~(-3)。O_3质量浓度的日变化表现为单峰型分布,最低值出现在07:00左右,峰值在14:00—16:00。太阳辐射强、气温高、日照时数长、能见度好、无降水和相对湿度较低的条件下,石家庄市易出现O_3浓度超标天气。前体物NO_2、CO与O_3质量浓度之间夏季呈现显著正相关,而冬季则呈显著负相关。     

承德市臭氧及其前体物浓度变化特征

采用2014—2016年承德市环境监测站和气象站的数据,对承德市O3、NO2、CO浓度和气温进行了分析,得出以下结论:承德市O3污染天数及所占的比重呈逐年增加趋势;O3-8 h月平均浓度呈现夏季高而冬季低的季节变化特征,月平均气温与其呈现一致的变化趋势,其前体物NO2和CO则呈现相反的变化趋势,表现为冬季高而夏季低的特征;O3浓度的日变化呈单峰型分布,午后浓度升高而夜间浓度下降,与气温的日变化趋势一致,NO2呈现相反的变化趋势,CO呈三峰型分布,总体表现为中午浓度最高;O3-8 h、NO2、CO浓度和气温总体均呈现北低南高的空间分布;O3-8 h浓度与其前体物NO2和CO均呈显著的负相关关系。有利于承德市出现O3污染天气的气象要素为太阳总辐射辐照度900～1000 W/m2,日最高气温大于30℃,无降水产生,日最小相对湿度小于20%和50%～60%,受偏南风或西南风影响。     

佛山市近地面O_3变化特征及与气象因素的关系

利用佛山市2014至2018年8个环境国控站观测的近地面6种污染物质量浓度数据,结合同期气象数据,采用多种统计方法,分析佛山近5年来近地面O_3质量浓度日、周、月的变化特征,同时探讨了主要影响因子和气象要素阈值。结果表明:(1)佛山市O_3污染天数和浓度均呈现增加趋势;(2)日变化表现为单峰分布,峰值出现在15:00前后,出现时间和其它城市较一致,其前体物CO、NO_2则在15:00前后出现谷值;(3)O_3前体物质量浓度休息日高于工作日,O_3质量浓度周末低于工作日,和广州表现较为一致;(4)当日均气温高于26℃、相对湿度介于40%～70%、气压低于1 010 hPa、日均风速低于2 m/s、日照时数大于6.5 h时,有利于O_3生成并造成臭氧超标;(5)佛山O_3质量浓度与PM_(10)、PM_(2.5)、SO_2质量浓度呈正相关。     

内蒙古乌兰察布市集宁区O_3污染特征及影响因子

利用2015—2017年内蒙古乌兰察布市集宁区空气质量数据和常规气象观测资料,对集宁地区O_3污染现状、时间变化特征及其影响因子进行统计分析。结果表明:集宁地区O_3污染日数逐年增加,已经成为该地首要污染物。O_3质量浓度变化具有明显的季节性,污染易发于春末和夏季; O_3质量浓度日变化呈单峰型,午后达到峰值,傍晚前后开始衰减,一直持续至第二日清晨。O_3质量浓度的变化与气象要素关系密切,较高的气温易提升光化学反应速率;低云量的多少也影响O_3质量浓度增长率和下降率;偏南风和适中的风速利于O_3前体物及O_3的输送和累积。集宁地区的NO_2和CO是重要的O_3前体物,NO_2对O_3质量浓度变化的影响更直接和显著,CO作为初始"燃料"为O_3的生成提供基础条件。     

气象因素对汕头市大气O3污染的影响

利用2014年到2016年汕头市O_3的逐日浓度资料,分析了O_3污染的时间变化特征,并结合汕头市国家基准气象观测站的同期地面气象资料,分析了风、混合层厚度、降水、大气环流等气象因素对O_3污染的影响,同时探讨了影响污染物浓度变化的原因。结果表明:不同于北方多数城市夏季O_3污染严重,汕头市的O_3污染秋季(9—11月)最严重,初夏(6月)污染较小,这与汕头的地理位置和气候条件有关。O_3浓度呈单峰型日变化,午后15:00左右浓度最高,夜间浓度较低。风速对O_3既有扩散作用,又有混合作用,当日均风速为1.7 m/s时O_3的平均浓度最大;O_3日均浓度与14时混合层厚度呈显著正相关,午后混合层厚度对O_3日内峰值有很大影响;O_3平均浓度在相对湿度60%时达到最大,高相对湿度不利于O_3体积分数的积累;降水对O_3的去除效果随着降水量级的增大而增大,汛期降水的去除效果与总体去除效果基本一致,而非汛期强降水(中雨以上)去除效果更加显著;出现轻雾时O_3浓度接近平均,出现霾时O_3浓度较高,出现大雾时不利于O_3的生成;当汕头市地面为冷高压脊、850 hPa为东北风场、500 hPa为副热带高压控制时,有利于光化学反应,易造成O_3污染。     

长江三角洲区域本底大气中致酸气体体积分数变化特征

利用2003-12—2004-11浙江临安区域大气本底站大气NOx、SO2体积分数的连续观测资料,分析其季节变化和日变化特征。结果表明：长江三角洲区域本底大气中致酸气体NOx、SO2体积分数值均为冬季最高,分别为23.81×10^-9和37.3×10^-9,主要受来自东北方向宁、沪区域城市群的相对高浓度污染物随气团传输影响;夏季最低,主要是局地源的贡献。降水对SO2去除作用明显,对NOx去除效果不大。NOx体积分数值冬季的日变化最为明显,呈现出一低一高的双峰型,09：00出现较高体积分数值,18：00出现最高体积分数值;而夏季为单峰型日变化,07：00出现最高体积分数值。SO2冬、春季的日变化明显,最高体积分数值出现在06：00左右,最低体积分数值出现在15：00左右。该区域NO2全年空气质量达到《环境空气质量标准》（GB 30952—1996）一级标准,SO2冬、春季超标较多,受到人类活动影响较明显。NO2和SO2空气污染指数在12月最大,分别为50和93。该区域NO2和SO2并未出现“周末效应”。     

边界层臭氧浓度变化特征及相关因子分析

根据广州市城区麓湖、郊区花都测站的2004年污染物监测数据和气象资料,采用统计分析软件SPSS和Excel分析了广州市臭氧浓度的时间变化特征,包括臭氧浓度的年季变化、周变化及日变化特征,并分析了O3与污染物CO、NOx（NO和NO2）、SO2、PM10以及与气象条件之间的相关性。结果表明：广州市臭氧浓度一年出现2个峰值,分别为6月和10月并且郊区浓度大于城区;一周之中最大浓度出现在周末;O3日平均浓度与NOx、NO、CO、相对湿度负相关性较显著,与PM10和气温正相关性较显著;在气温较高、湿度较低的晴朗少云天气时,易造成广州市臭氧的高浓度。     

河北沧州市臭氧质量浓度与气象因子的关系分析

利用2014—2020年河北沧州逐小时气象与环境监测数据,对沧州市臭氧(O_(3))污染加剧现状及其与气象因子的关系进行分析。结果表明:(1)沧州地区O_(3)污染呈加剧态势,且O_(3)已上升为该地区首要污染物;O_(3)污染集中出现在5—9月,O_(3)质量浓度日变化呈单峰单谷型,最大浓度出现在16:00前后;(2)5—9月O_(3)日最大8 h平均质量浓度(简称“O_(3)-8 h”)所处时段,平均气温、最高气温、相对湿度、总辐射辐照度与O_(3)质量浓度的相关性较好,本站气压、水汽压和平均风速与O_(3)质量浓度的相关性未通过显著性检验;(3)5—9月O_(3)-8 h时段,当同时满足8 h平均气温高于30.9℃、最高气温高于32.7℃、平均相对湿度低于42.1%、平均总辐射辐照度高于505.8 W·m^(-2)时,出现O_(3)污染的概率达84%;(4)气象因子不是O_(3)小时质量浓度快速增长的充分条件。     

边界层臭氧浓度变化特征及相关因子分析

根据广州市城区麓湖、郊区花都测站的2004年污染物监测数据和气象资料,采用统计分析软件SPSS和Excel分析了广州市臭氧浓度的时间变化特征,包括臭氧浓度的年季变化、周变化及日变化特征,并分析了O3与污染物CO、NOx(NO和NO2)、SO2、PM10以及与气象条件之间的相关性。结果表明:广州市臭氧浓度一年出现2个峰值,分别为6月和10月并且郊区浓度大于城区;一周之中最大浓度出现在周末;O3日平均浓度与NOx、NO、CO、相对湿度负相关性较显著,与PM10和气温正相关性较显著;在气温较高、湿度较低的晴朗少云天气时,易造成广州市臭氧的高浓度。     

长三角地区城市O_3和PM_(2.5)污染特征及影响因素分析

O_3和PM_(2.5)是影响长三角地区空气质量的主要污染物。利用2016年33个城市大气环境监测站6项污染物的小时浓度及4个省会城市的气象数据进行统计分析,研究了该地区O_3和PM_(2.5)浓度的时空分布特征及其影响因素。结果表明:长三角地区O_3年平均浓度为50～73μg·m~(-3),平均为61μg·m~(-3);除芜湖和宣城外,其余31城市均存在不同程度的超标状况,超标率为0.34%～18.86%,平均为5.68%。O_3在5月和9月达到浓度高值;四季O_3日变化均呈单峰型,峰值出现在15∶00,夏季O_3峰值浓度最高值为157μg·m~(-3)。O_3浓度沿海城市整体高于内陆城市;夏季宿迁—淮安—滁州片区O_3污染较重。O_3与NO_2、CO显著负相关,且与NO_2相关性较强;O_3与气温、日照时数显著正相关,与相对湿度、降水呈负相关。PM_(2.5)年平均浓度在25～62μg·m~(-3)范围内,平均为49μg·m~(-3);各城市均出现PM_(2.5)超标,滁州PM_(2.5)超标率最大,为23.91%。PM_(2.5)在3月和12、1月达到浓度峰值;其日变化呈双峰型,09∶00—10∶00和22∶00—23∶00达到峰值。冬季徐州PM_(2.5)浓度最高,为102μg·m~(-3)。PM_(2.5)与NO_2、CO、SO_2、PM_(10)显著正相关,与气温、风速、降水负相关。     

洛阳市臭氧污染特征及其与气象因子的关系

为了了解洛阳市O_3污染特征及其影响因素,利用2017年洛阳市7个国控点监测到的O_3、NO_2浓度及气象要素逐时数据,统计分析了2017年洛阳市O_3及NO_2的时间分布特征及NO_2浓度、气象因子对O_3浓度的影响。结果表明,洛阳市2017年O_3日最大8 h第90百分位数浓度为200μg/m~3,是二级标准的1.25倍。O_3和NO_2浓度存在明显的季节性变化特征,O_3浓度夏季最高,冬季的最低;NO_2浓度冬季最高,夏季的则最低。O_3浓度的日变化呈现为单峰分布,午后浓度较高,峰值出现在15:00左右;NO_2受机动车早晚高峰影响,表现为双峰分布,峰值分别出现在08:00和21:00。O_3与NO_2浓度呈现出良好的负指数函数关系,当洛阳市NO_2浓度低于40μg/m~3时,存在着O_3浓度超标的风险。高温低湿条件下有利于O_3的生成,当温度超过27℃时,洛阳市O_3小时浓度开始出现超标现象,且温度越高,超标风险越大;当相对湿度低于40%时,O_3小时平均浓度超标率最高为63.30%,随着相对湿度的增加,超标率逐渐降低,当相对湿度大于70%时,未出现O_3小时浓度超标现象。     

冷锋天气大气边界层内臭氧及 氮氧化物的观测研究

利用北京325 m气象塔作为高空平台,于1997年10月观测到一次冷锋过程大气边界层内O3及NOx体积分数的变化,研究了O3及NOx体积分数与气象要素之间的关系,着重讨论了冷锋过境前后O3及NOx的体积分数变化及其与输送过程的关系。研究表明:北京大气边界层中下层存在明显的O3体积分数垂直梯度,O3的垂直输送与风速及温度梯度密切相关。冷锋过程有利于高层O3向低层输送,使O3体积分数垂直梯度明显减小,并使NOx体积分数显著降低。     

江苏臭氧污染特征及其与气象因子的关系

本文利用2013—2017年江苏70个环境监测站资料和13个国家气象观测站常规观测资料,研究江苏臭氧污染特征及其与气象因子的关系。结果表明:江苏臭氧质量浓度和超标率逐年增长,其空间分布特征由东部沿海城市大于西部内陆城市逐渐转为东西部城市差异不明显,南部城市超标率总体高于北部;4—9月臭氧质量浓度处于较高水平,夏季超标占一半以上;日变化呈"单峰单谷"型,15时(北京时间)前后超标率最大,O_(3-8 h)较O_(3-1 h)峰值推后3—4 h;O_3对空气质量不达标的贡献率呈逐年上升趋势;臭氧质量浓度与颗粒物和前体物NO_x日变化呈反相关,且存在"周末效应"。江苏地区臭氧质量浓度总体与气温正相关,相对湿度负相关,气温高于25℃、相对湿度30%～50%区间、风速低于4 m·s~(-1)以下易出现高浓度臭氧;苏南的城市主要在东南风向对应较高的值,而苏北城市多在西南风向对应的较高臭氧质量浓度值。     

影响北京夏季O3污染的O3前体物浓度及天气条件分析

根据2003年北京夏季近地面大气光化学污染物观测资料,对中国气象局培训中心(代表站)O3超标日浓度、O3前体物浓度、不同天气条件下O3浓度分布特征等进行分析。结果表明:中国北京夏季NO2,NO,CO的浓度特征与日本神奈川县相似,白天(16:00以前)如果NO2/NO超过29,则容易出现O3超标;VOC浓度的高低影响O3浓度;当处于暖湿气流控制,地面为小风或静风、气温较高、湿度较大的多云天气时,易出现O3超标情况。这些污染物发生的特点和规律对北京大气光化学污染的研究和防治具有借鉴意义。     

综合气象因素对广西电力负荷的影响

针对电网负荷易受多种气象因素影响的特点,为综合衡量气象因素对广西电力负荷的影响,引入了气象学指数--有效温度,分析了4-10月气温、相对湿度、风及有效气温对电力负荷的影响.结果表明:气温与电力负荷呈显著的正相关关系,气温是影响电力负荷的主要因子;夏季以气温和风速、气温和相对湿度组合的变化对负荷的影响较大,风速从静风到有风时,负荷明显地减少,但当超过一定的温度时,风速越大负荷反而增加;6-9月,负荷随着气温和有效温度的升高呈线性增加;在春夏、夏秋季过渡季节,负荷并不完全随着气温的升高而增加,在气温不是太高的阶段,相对湿度增大时,负荷有下降的趋势,当超过一定的温度时,负荷随气温和有效温度的升高而增加.     

北京不同站点气象要素的日与月际变化特征分析

利用2010年北京市南郊观象台与门头沟自动气象站的逐时气象数据,研究分析了北京气温、土壤温度、风速和相对湿度的日与月际变化趋势特点。结果表明:1)虽然处于不同区域,但2个自动气象站所反映的气温、土壤温度、风速和相对湿度的日季变化特征基本一致。2)经过月平均化处理后,每个月中,气温日变化特征基本一致,均存在明显的正弦曲线变化,一天中含有一个峰值和谷值,气温高峰值出现在15:00-16:00,谷值则出现在06:00左右。气温高峰值不再出现在14:00的现象,可能与城市土地利用与人为活动有关。3)自动气象站点的气温月际变化基本呈高斯分布,7月份气温最高,1月份气温最低;且南郊观象台与门头沟自动气象站的月均气温的平均值差异不显著。4)浅层土壤温度的日变化特征与气温基本一致,随着土壤深度的增加,土壤温度的日变化曲线逐渐趋于平缓,深层土壤温度较稳定,日变化很小,接近于恒值。5)土壤温度月均值的最大值出现时间随深度增加而向后推移,浅层土壤最大值一般出现在7月,最小值一般出现在1月;地表温度变化幅度最大,达27.3℃。深层土壤温度最大值一般出现在8月,最小值一般出现在2月;80 cm变化幅度最小,只有6.9℃。6)南郊观象台和门头沟瞬时风速全年平均值分别为2.31 m/s、1.78 m/s,通常在14:00-18:00风速出现最大值。7)相对湿度最大值均出现在05:00-07:00,最小值均出现在12:00-15:00,日变化呈双峰型;月际变化为单峰双谷型;2010年南郊观象台和门头沟相对湿度全年平均值分别为51%、54%。     

北京奥运会期间CBM-Z化学机制的模拟应用

利用CBM-Z化学机制模拟了中国科学院大气物理研究所气象塔站在北京奥运会期间高臭氧时段O3浓度的日变化,评估了气象条件、北京奥运会加强控制措施以及O3前体物浓度对近地面O3生成的影响。结果表明:(1)CBM-Z化学机制较好地模拟了北京奥运会期间典型时段气象塔站O3、NO、NO2日变化特征。(2)有利于局地高臭氧事件发生的气象条件非常相似;北京奥运会加强控制措施的实施显著减少了NOx及VOCs的排放量,导致近地面O3浓度的明显下降。(3)奥运会期间VOCs和CO是影响气象塔站O3生成量的关键因素。     

塔克拉玛干沙漠北缘近地层气象要素变化特征

利用塔克拉玛干沙漠北缘哈德自动气象站2011年1~12月近地面层气象要素梯度观测资料,分析了该地区近地层风速、气温和相对湿度的日变化规律及四季廓线特征,并计算了哈德观测点大气稳定度和中性条件下的地表粗糙度。结果表明,哈德地区近地层0.5~10 m高度范围内气温、相对湿度和风速都呈现出明显的日变化特征。其中,风速为白天高、夜晚低,中午15:00各层风速均达到最大,凌晨04:00降至最低,其日变化幅度为1.1~1.7 m/s;14:00~15:00各层气温均为最大值,最低气温出现在05:00~06:00,昼夜温差大,最大温差为0.5 m处的16.5℃,下午17:00至次日09:00有逆温存在;相对湿度日变化在25%~55%之间,其变化规律与风速、气温的相反,凌晨06:00最大,下午15:00最低。哈德地区四季近地层风、温、湿廓线变化规律明显,14:00四季风速都呈指数形式增长,其中0.5~2 m间低层风速变化明显大于2~10 m间高层的变化;春、夏季气温主要以指数形式增长,冬季以线性增长为主,四季都有逆温存在;冬季的相对湿度明显大于其它季节。另外,哈德地区全年以东北风为主,2 m与10 m高度的主导风向一致,风频稍有差别。中性层结大气条件下的空气动力学粗糙度范围为1.42×10-11~1.7×10-3m,平均值为4.2×10-5m。