重庆市不同天气背景下边界层高度和风场对PM_(10)浓度影响数值模拟研究

该文选取重庆市典型污染天气个例,利用WRF模式开展大气边界层数值模拟,分析了边界层高度(PBLH)和风场对PM_(10)浓度的影响。结果表明:夜间由于大气边界层比较稳定,PBLH对PM_(10)浓度的影响不大;白天,在有雾或阴天背景下,PBLH升高后2~3 h PM_(10)浓度才明显下降,而在晴天PBLH升高后1~2 h PM_(10)浓度就会明显下降;边界层风场的变化会直接影响PM_(10)浓度的变化,夜间重庆主城区主要受下沉气流影响,污染物向上的垂直扩散弱;当上午出现下沉气流时,PM_(10)向上的垂直扩散弱,PM_(10)浓度增加速度快;相反当出现上升气流时,PM_(10)向上的垂直扩散作用强,PM_(10)浓度增加速度慢,尤其是在高空风速大时,强烈的抽吸作用使大气垂直扩散能力得到显著增强,能较好地抑制地表PM_(10)浓度的增长趋势;下午由于太阳辐射强,边界层湍流强度增加,大气边界层垂直扩散能力强,因而PM_(10)浓度呈现明显下降趋势。     

过山气流二维定常模式的实际应用

本文对气流流经三种不同水平宽度的地形所产生的动力学效应进行了研究。应用定常的二维模式作数值模拟,结果表明:大尺度地形可影响到山脊上游的大气运动,山脊上游出现下沉气流,造成干燥气候;中尺度山脉促使下游大气产生波状扰动,可影响飞机飞行;小尺度山丘(或建筑群)对气流中的气溶胶扩散会产生影响。充分孓解小尺度地形气流的特点,可给山区城镇工厂烟囱的合理布局以及作物育苗阶段的秧田选地提供依据。     

浙江省大气扩散能力的时空分布特征

利用以美国环保部推荐的经典高斯扩散模型为基础建立的大气扩散能力定量评估方法,研究浙江省大气扩散能力分布及年际变化特征。研究结果表明,浙江省大气扩散能力呈北部较南部强、沿海较内陆强的分布特点,不同设区市大气扩散指数从大到小的顺序为舟山(3.25)>台州(2.69)>嘉兴(2.22)>宁波(2.19)>衢州(1.75)>金华(1.70)>绍兴(1.67)>湖州(1.46)>杭州(1.34)>温州(1.27)>丽水(0.59)。不同时间尺度大气扩散能力特征为:7月大气扩散指数最大,达到4.19,2月最小,为1.51;夏季大气扩散指数最大,为3.37,秋季次之,为2.73,春季第三,为2.44,冬季最小,为1.94;1980—2014年年均大气扩散指数呈明显的下降趋势,下降了1.40,下降幅度达到58.33 %,而且2000年之后的下降速率较之前大。不同设区市大气扩散指数年际变化特征存在较大差异,表现最明显的有:温州地区大气扩散指数下降幅度最大,舟山地区大气扩散指数虽然一直较其它地区大,但近几年下降幅度比较大;丽水地区大气扩散指数一直最小,但其降幅也最小。      

深圳一次冷锋前高压脊影响下重度霾污染过程的数值模拟

利用WRF-Chem模式,模拟了2014年1月3—4日深圳市发生的一次冷锋前大陆高压脊影响下的重度霾污染天气过程的发生、发展及消散各阶段的温度场、风场、大气边界层以及污染物的三维结构特征,分析了PM_(2.5)时空变化特征及与气象环境场的关系,结果表明:(1)模式对该次重霾污染天气过程PM_(2.5)模拟值与实测值的相关性较好,能够较好地再现该次霾过程的污染物质量浓度场特征,但PM_(2.5)质量浓度整体略偏大;(2)PM_(2.5)质量浓度模拟结果表明,高质量浓度位于深圳中西部地区,中西部污染较东部严重,PM_(2.5)污染时段主要出现在20:00—02:00,与霾严重时段相吻合;(3)通过分析此次污染过程温度场、风场、大气边界层以及污染物的三维结构,首要污染物PM_(2.5)质量浓度的分布与大陆高压脊影响下造成的持续大范围弱北风、强下沉气流、较低的大气边界层以及逆温层有密切关系。持续弱北风和强下沉气流不利于污染物的水平和垂直扩散,较低大气边界层促进污染物在边界层内快速积累;逆温层的存在进一步抑制了大气垂直扩散能力,使得霾天气加剧。     

論有鉛直向平流輸送时連續点源的乱流扩散

本文考虑有鉛直向气流的影响、扩散貭点的沉降作用以及网效应(或称地面的吸收作用)时,討論了非定常态連續点源在乱流大气中的扩散問題.求得了計算扩散貭点浓度场的理論公式,并計算了若干例子,与观測結果得到很好的吻合。     

污染气象观测实验

用数学模式模拟大气污染物在评价区内的传输扩散,最终得到污染物浓度的分布形态,是大气环境污染影响预测评价工作主要采用的方法。这一数学模式,是建立在大气流场特征基础之上,由污染气象特征参数所控制。因此,合适的污染气象特征参数,决定模式的模拟结果是否与真实大气的污染状况相吻合,也是我们进行大气环境污染预测评价的主要工作之一。　　污染气象特征参数,主要包含以下几个方面：大气湍流扩散的能力（大气稳定度）;污染物质点的水平运动（地面风场）;污染物传输中的上边界条件（逆温层高度、厚度及强度）;污染物在大气中具…     

采暖期间区域气象条件与天津大气污染概率关系

利用2002～2005年11、12、1月冬季采暖期NCEP气象分析资料和同期日空气污染物监测资料,在开设的关键区、识别区内,分析区域污染气象特征,探讨区域气象条件对天津大气污染的影响.采暖期大气污染高发是与冬季的污染气候特征和气象条件密切相关的,区域污染环流特征、大气动力特征、热力条件对污染物的扩散、积累、输送有着重要的影响.当区域大气环流由北到西北气流向西到西南气流转换时,大气稳定度逐渐增加,区域大气扩散能力随之减弱,天津大气污染概率增大.另外,区域风速与天津污染的关系,在一定程度上反映了华北区域污染对天津污染的贡献.     

珠江三角洲大气边界层概念模型的建立及其应用

根据珠江三角洲地理环境、气候背景和边界层气象观测特征的分析，建立了反映珠江三角洲大气边界层一般机理的珠江三角洲大气边界层概念模型，可解释珠江三角洲地区环境空气质量变化的原因。本概念模型有助于开展珠江三角洲地区大气扩散能力的分析与气流停滞区或灰霾天气的预测预报。     

阿尔卑斯山试验

阿尔卑斯山试验(ALPEX)是由全球大气研究计划的“气流越山及绕山”子计划演变来的,它也是全球大气试验计划(GARP)的最后一项大型野外试验。这项试验是由国际科学联盟理事会(ICSU)和世界气象组织共同发起并领导的,选定了阿尔卑斯山区作为试验场地。下面就有关试验的恪方面问题作一介绍。一、理论说明 1.山脉对大气具有直接和间接的影响,其直接的影响是使迎风气流在垂直和水平方向发生偏转,即使气流在不同位置和高度上发生减速和加速;其     

玛纳斯电厂冬季大气扩散的试验研究

在进行大气环境质量的评价和预测时,对大气扩散规律的分析是十分重要的.目前普遍采用的方法之一是用观测平衡气球轨迹的方法计算扩散参数.本文对1989年冬季,在玛纳斯电厂用平衡气球轨迹法进行的大气湍流扩散试验资料作了分析计算,并与P-G(帕斯圭尔一吉福德)结果进行了比较,提出了厂区不同稳定度条件下的大气湍流扩散参数σ_y和σ_z,为研究和摸清该区大气污染物的扩散能力提供了依据.     

热带大气对单一型赤道非对称热源的响应

本文采用Gill模式得到了热带大气对单一型赤道非对称热源响应的理论解析通解,从理论上完善了单一型赤道非对称热源激发的赤道非对称的大气响应结果。同时在单一型赤道非对称热源的位置、强度及范围变化对大气响应的影响方面做了详细的研究。当热源中心位置北移,北半球气旋强度增加、位置北移,同时赤道辐合气流减弱而越赤道气流增强;当热源强度增强(减弱),热源激发的大气响应整体增强(减弱),但大气分布型不发生变化;当热源范围不断增大(减小)时,北半球气旋强度增强(减弱)、位置西移(东移)、范围增大(减小),同时越赤道气流增强(减弱)。将上述结论应用于分析孟加拉湾地区海温对夏季风爆发影响的研究,指出当孟加拉湾地区经向最大暖海温位于赤道附近时,其两侧表现为Rossby波响应的Gill型气旋环流,而海温暖轴北移后,其南侧激发出有利于季风爆发的越赤道气流,这是Rossby重力混合波对热源响应的结果。这是上述理论结果的一个很好例证,同时也为孟加拉湾夏季风的爆发给出一种动力学解释。     

边界层大气环境与空气污染问题的风洞流体模拟实验

在大气环境风洞中,采用人工形成边界层的方法,建立一定厚度的模拟边界层,测试确定边界层特征量,如粗糙度长z。风廓线指数n等。实验揭示了形成大气边界层的物理机制。用烟云照相法对模拟形成的高架点源排放烟流的抬升高度相大气扩散参数作了实验测定,并采用波动烟流法进行数据处理。讨论了排烟速度Vs和环境风速u对烟气动力抬升的影响;此外还对阶跃下垫面条件和障碍物后旋涡区中的扩散进行了分析。     

建筑物对大气污染物扩散影响的大涡模拟

利用一个大涡模式对一个方形建筑物周围的气流场进行了模拟,并与相应的风洞实验结果进行比较,对比结果表明大涡模拟方法可以精细地反映建筑物周围的流场特征.在此基础上,将拉格朗日随机游动扩散模式与大涡模式相结合,对在受建筑物影响的气流场中的大气污染物扩散进行模拟,模拟结果表明该方法可以很好地模拟出在建筑物影响下的气流变形所引起的各种污染物散布情况.建筑物周围的气流结构特性使得建筑物顶部污染源位置的细小变化可能造成建筑物周围污染物分布形势的很大不同,特别是对建筑物背风侧的空腔区内地面污染物浓度有着很大的影响.当排放     

对湛江化工厂SO_2气体扩散问题的探讨

为了摸清湛江化工厂所排放的SO_2气体对周围大气造成的污染及其扩散稀释的动态,为今后制定废气排放标准、防护距离、治理措施等提供气象背景和依据,我们于1979年10—11月对湛江化工厂的SO_2气体排放作了实地监测和调研。     

唐山市大气扩散参数的实验研究

一、引言 在实际工作中,大气污染物浓度的估算和风向风速、大气扩散参数σ、烟气的抬升高度、源强以及地理环境等因子有关。了解大气中污染物的稀释能力及扩散规律,是从事大气污染扩散工作者最关心的问题之一。其中确定大气扩散参数σ值尤为重要。国内外许多大气研究者在这方面做了大量的理论探讨和实验研究工作,总结出一套适用于城市和平原的大气扩散参数的近似公式和图     

春节燃放烟花爆竹对西安空气质量的影响

利用西安泾河站气象观测资料和西安空气质量指数、污染物质量浓度等,对2014—2016年春节期间西安市空气污染特征和气象条件的影响进行分析。结果表明:除夕夜间大量燃放烟花爆竹导致PM10和PM2.5质量浓度短时内骤增,但对SO2和NO2质量浓度影响不显著,春节期间空气污染主要是由细颗粒物(PM2.5)造成。气象条件对空气质量有明显影响。在静稳天气下风速小,湍流弱,贴地逆温持续存在,大气扩散能力差,春节期间烟花爆竹集中燃放,强污染源和大气扩散能力差是春节期间出现空气重污染的主要原因;而冷空气来临时,大气相对湿度降低,风速增大,湍流增强,大气扩散能力增强,加上降水的沉降作用,是空气质量改善的主要气象原因。     

珠海市中小尺度大气扩散应急数值预报模式系统

采用中尺度的数值预报模式(MM5V3)和大气扩散模式(HYSPLIT4),并与GIS技术结合,建立了珠海市中小尺度大气扩散应急数值预报模式系统,能够有效模拟事故源排放的大气污染物或有害物质逐时的输送扩散过程;建立了包括地理信息、大气污染源和危险源库,以便估计污染影响范围和程度,受灾人口等,为突发性大气污染事件的处理提供科学可靠的依据。     

苏州城市热岛对污染扩散的影响

由于城市环境对污染扩散的影响主要包括热力作用和动力作用,以苏州市为例,利用南京大学空气质量预报系统(NJU-CAQPS),设置存在热岛影响和消除热岛影响两组敏感性试验,将城市的热力和动力作用进行区分,研究了城市热岛对苏州污染扩散的影响。结果表明:城市热岛增加了大气不稳定性,产生了向市区辐合的热岛环流,加大了市区上空的垂直速度,增加了城市大气的扩散能力。城市热岛总体上使地面污染物浓度下降,城区PM_(10)和PM2.5减少约5×10-9kg·m-3,城区气溶胶各成分浓度及空气质量指数AQI都有不同程度的减少,而地面能见度则相应增加,城市热岛使市区能见度增加约0.5 km。在180 m高度以上,城市热岛使PM_(10)和PM2.5浓度上升,气溶胶各成分都有不同程度的增加。在400 m高度左右,城市热岛环流可使PM_(10)和PM2.5增加,最大可达11×10-9kg·m-3和9×10-9kg·m-3左右,同时使水平能见度下降。城市建筑的动力效应可大幅度降低市区风速,使大气扩散能力减弱,热岛作用(热力作用)和建筑的动力作用相反,但热岛对污染扩散的有利作用小于建筑动力学效应的不利作用。     

大气位势场对海表温度异常线性定常响应的数值试验

利用具有月、季长期天气过程数值天气预报能力的滤波距平模式(FAM)、运用谱方法研究了大气位势场对海表温度异常(SSTA)的线性定常响应,分析了SSTA强迫作用所产生的定常行星波波型、大气中遥相关型以及大气位势场响应对SSTA位置和基本气流的敏感性,得到一些有意义的结果。     

春节期间气象条件对南京大气环境(污染/清洁)的影响

利用1981—2015年南京常规气象观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了南京市春节前后主要的天气形势及其对大气环境的可能影响。结果表明:(1)1981—2015年,南京地区春节前共出现冷空气过程19次,春节期间出现21次;春节前共出现降水天气过程27次,而春节期间共出现25次,降水持续时间均为2 d左右。春节前和春节期间,既没有冷空气又无降水天气过程的年份均为8 a。(2)影响的冷空气过程以中西路为主,春节前冷中心位于贝加尔湖以西,春节期间冷空气中心位置略偏南,强度略偏大;500 hPa以两脊一槽型分布,南京处于槽区,槽后冷空气不断南下影响南京;在冷空气影响下,南京以偏北风为主,且南京都处于大风速区;冷空气过程有利于污染物的清除和扩散。(3)降水过程期间,冷暖气流交汇于南京地区,南京处于南北气流交汇的鞍型场中,同时湿度大,且处于风场辐合区内,有利于降水天气的发生,进而对于大气污染物也起到了稀释和清除的作用。(4)南京市处于海平面气压的均压场中,地面风速较小,这样的天气条件不利于污染扩散;同时近地层相对湿度适中,有利于污染物半径吸湿扩大,进而增加大气污染物浓度;从温度层结来看,南京地区上空700～1 000 hPa气温基本一致,这样的中性层对污染物的向上扩散也起到一定的一致作用;上述这些气象条件都有利于大气污染浓度增加。春节期间的稳定天气形势会加剧污染天气的发生。