喀什地区PM10输送路径及潜在源区

基于HYSPLIT模型和2019年9月至2020年8月喀什地区大气颗粒物逐时数据,利用聚类分析、潜在源贡献因子法（PSCF）和浓度权重轨迹法（CWT）分析喀什地区四季PM₁₀传输路径与潜在源区,揭示研究期间喀什地区不同季节PM₁₀的潜在源分布及其贡献水平。结果表明：喀什地区PM₁₀、PM_2.5年均值分别为237.3±268.3、89.3±82.3 μg·m^-3,大气颗粒物以PM₁₀为主;喀什地区气流输送路径主要来自中亚西风气流,其次是来自中国新疆南部;PM₁₀秋季主要贡献源区分布在中亚部分地区以及中国新疆南部区域,贡献水平为250—450 μg·m^-3;冬季主要贡献源区与秋季相似,贡献水平为150—300 μg·m^-3;春季重点贡献源区主要分布在新疆南部塔克拉玛干沙漠区域,贡献水平为250—500 μg·m^-3;夏季主要贡献源区与春季相似,贡献水平为150—250 μg·m^-3。喀什地区重点防范应是塔克拉玛干沙漠沙尘气溶胶的影响,其次是中亚西风气流携带的大气颗粒物远距离输送。     

2000-2011年中国PM_(2.5)时空演化特征及驱动因素解析

高浓度PM_(2.5)是形成雾霾的主要原因之一,科学识别PM_(2.5)浓度的空间异质性与驱动因素对区域大气联动治理意义重大。研究采用2000-2011年NASA大气遥感影像反演的PM_(2.5)数据,结合地统计、地理探测器及GIS空间分析等方法,系统分析了中国2000-2011年PM_(2.5)浓度时空演化格局特征与其驱动因素。结果表明:(1)2000-2011年中国PM_(2.5)污染平均浓度一直保持在22.47~28.26μg/m3区间,总体呈现先快速增加后趋于稳定的演化态势,2006年是PM_(2.5)浓度值变化的拐点(峰值)。(2)空间上PM_(2.5)浓度整体呈现北方高于南方,东部高于西部趋势,污染浓度高值区集中分布在黄淮海平原、长三角下游平原、四川盆地与塔克拉玛干沙漠四大区域,其中京津冀地区污染最为严重。(3)污染浓度重心研究表明PM_(2.5)重心总体呈现快速东移趋势,污染高值区持续向东移动,低值区向西移动,两者重心背向而行,表明东部雾霾污染程度在进一步加剧。(4)空间自相关分析表明PM_(2.5)年均浓度呈现强烈的局部空间正自相关特性,PM_(2.5)"高—高"集聚区连片分布在黄淮海平原、汾渭盆地、四川盆地及江汉平原地区,PM_(2.5)"低—低"集聚区分布在长城以北的内蒙古、黑龙江、青藏高原、以及台湾、海南与福建等东南沿海及岛屿地区。(5)地理探测分析表明气候等自然因素与人类活动共同对PM_(2.5)浓度空间变化产生巨大影响,其中自然地理区位、人口密度、汽车数量、工业烟尘、秸秆燃烧等因子是中国PM_(2.5)浓度空间变化的主要驱动因素。     

乌鲁木齐大气颗粒物的时空分布规律

依据峡口城市乌鲁木齐市2013-2016年6个环境监测站逐时的6类污染物数据,分析大气污染物的时空分布规律。总体来看,乌鲁木齐市以颗粒物污染为主,即PM₁₀、PM_2.5污染严重。从季节上来看,乌鲁木齐污染物浓度大多冬季高、夏季低,春秋季次之。春、夏、秋、冬PM_2.5的浓度依次为59.8、40.5、67.8、139.6 μg·m^-3,而PM₁₀则是148.6、119.7、146.4、209.4 μg·m^-3,粗细粒子浓度在春秋季的细微变化凸显在春季沙尘天气的影响。从日变化方面来看,污染物多呈现为双峰型结构。PM₁₀、PM_2.5春夏秋3个季节都是在子夜1：00时浓度最高,9：00～10：00时次之,但是冬季日最高值则出现在17：00时左右,次峰值出现在21：00～22：00时。从空间分布来看,颗粒物浓度总体上是中心城区低、四周高的分布格局;从PM_2.5浓度占PM₁₀浓度比重分析来看,冬季比重最高,达70%,以城区及城北最为明显,达73%,日变化分布则主要集中在下午至夜间,且冬季比重达71%。     

乌鲁木齐市近几年大气颗粒物中重金属的浓度特征

采用重量法对2014年、2015年、2017年采暖期乌鲁木齐市新疆农业大学大气颗粒物TSP、PM₁₀、PM_2.5进行采集，使用TAS-990型火焰原子吸收分光光度计、PF3型原子荧光光谱仪、石墨炉原子吸收分光光度计测定颗粒物中5种重金属元素的质量浓度，利用富集因子法分析重金属元素的富集程度及来源。结果表明：该采样点采暖期大气颗粒物TSP、PM₁₀的质量浓度在近几年均呈现出下降趋势，PM_2.5的质量浓度变化趋势为：2017年＞2015年＞2014年；重金属元素As的质量浓度在不同粒径大气颗粒物中均为最高值，且采暖期大气颗粒物中除Cr以外的重金属含量、重金属元素的富集程度近几年均呈现明显的下降趋势；重金属As、Cr、Zn、Hg元素更易富集于细颗粒物中。     

APEC区域减排对北京PM_(2.5)浓度时空变化的影响分析

为保障2014年亚太经济合作组织(APEC)会议期间北京的空气质量,京津冀晋鲁豫(简称J4LY地区)采取了区域减排措施。该文基于地基监测的PM_(2.5)日均浓度数据,利用普通克里金方法对该地区的PM_(2.5)进行空间插值表达,分析其时空分布特征,并顾及风速、相对湿度评估区域减排对研究区空气质量的影响。与2013年同期相比,虽然APEC期间气象条件不利,北京PM_(2.5)浓度仍下降28%。APEC会后区域减排措施解除,京津冀空气质量急剧转差、PM_(2.5)浓度反弹,凸显了区域减排措施的重要性。采用Spearman秩相关系数,分析对比了2014年APEC前后共34d与2013年、2015年同期北京与周边城市PM_(2.5)浓度相关性的变化特征,揭示区域减排措施有效降低了山东、河南空气污染物的远程传输贡献。     

近60 a新疆大气水分亏缺的时空变化特征

在全球陆地大气水分亏缺(VPD)已经增加、并将持续增强的背景下,新疆大气环境是否趋于干旱化值得探讨。利用1961—2020年地面气象观测资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验等方法,研究了新疆VPD的分布及时空演变特征。结果表明：(1)近60 a来新疆VPD整体呈现显著增加趋势,增幅为0.015 kPa·(10a)^-1。VPD在2005年发生突变,突变前为弱波动变化,突变后呈增加趋势。(2)各季节VPD均以增势为主,其中春、夏季增幅较大,冬季增幅最小。春、秋季VPD突变特征与年变化较为一致,夏季略晚(2006年出现突变)。(3)空间分布上,VPD呈现“山区低、盆地高”的鲜明格局。时空演变分析表明,全疆大范围地区(近83.65%的气象站点)VPD呈增势变化,而VPD呈下降趋势的站点多分布在天山山脉东段的北麓以及南疆盆地的北、西北缘。季节尺度上,春季VPD呈增势变化的站点数占比最高(96.15%),是新疆大气水分胁迫范围最广的时段,而冬季大气水汽含量相较稳定。     

辽宁中部大气可吸入颗粒物浓度与气象要素的相关性

利用辽宁中部地区2012年6月1日至2013年5月31日观测数据,研究了城市大气可吸入颗粒物质量浓度和气象要素的之间的相关性。结果表明:对辽宁中部地区整体来说,秋、冬季的可吸入颗粒物排放在全年贡献比例较大;对区域各城市来说,沈阳和鞍山的颗粒物污染贡献较大。区域颗粒物浓度在午后达到最低,清晨升至最高,而能见度则在这两个时段分别达到最高和最低。颗粒物浓度与相对湿度的变化趋势基本一致,与能见度、气温和风速的变化趋势相反。颗粒物(尤其是大气细粒子)浓度与能见度的相关关系最为显著,这种相关性在夏、秋、冬季更加明显,而在鞍山、本溪两地尤为突出。     

APEC期间京津冀区域大气污染物消减变化分析北大核心CSCD

为了解APEC期间京津冀区域大气污染状况,评估污染物减排措施对区域空气质量的影响,利用北京、天津、石家庄2014年10月24日~2014年11月22日大气污染物浓度的数据,对不同时段的污染物浓度水平和日变化特征进行比较分析。结果表明:APEC前10 d北京PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、NO_2、O_3浓度均值为114.7、149.4、9.5、68.5和24.8μg·m^(-3),天津为115.4、164.1、19.0、61.2和18.0μg·m^(-3),石家庄为154.8、269.8、49.3、64.2和27.28μg·m^(-3),北京、天津和石家庄CO均值分别为1.33、1.36和1.78 mg·m^(-3)。对比APEC前,APEC管控期间北京PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、NO_2、CO和O_3分别下降了59.4%、51.8%、14.7%、34.5%、29.3%和-29.8%,天津下降了35.4%、31.6%、-48.4%、12.6%、5.1%和-73.9%,石家庄下降了59.9%、60.0%、21.9%、27.1%、48.3%和4.4%,整体而言,大气污染物下降显著。APEC后,随着大气污染物管控措施的取消,京津冀地区大气污染反弹上升。除O_3以外,不同时段大气污染物浓度在APEC期间的日变化均小于APEC前后,这些结果表明京津冀地区污染源的联合控制取得了明显效果。     

APEC期间京津冀区域大气污染物消减变化分析

为了解APEC期间京津冀区域大气污染状况,评估污染物减排措施对区域空气质量的影响,利用北京、天津、石家庄2014年10月24日~2014年11月22日大气污染物浓度的数据,对不同时段的污染物浓度水平和日变化特征进行比较分析。结果表明:APEC前10 d北京PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、NO_2、O_3浓度均值为114.7、149.4、9.5、68.5和24.8μg·m~(-3),天津为115.4、164.1、19.0、61.2和18.0μg·m~(-3),石家庄为154.8、269.8、49.3、64.2和27.28μg·m~(-3),北京、天津和石家庄CO均值分别为1.33、1.36和1.78 mg·m~(-3)。对比APEC前,APEC管控期间北京PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、NO_2、CO和O_3分别下降了59.4%、51.8%、14.7%、34.5%、29.3%和-29.8%,天津下降了35.4%、31.6%、-48.4%、12.6%、5.1%和-73.9%,石家庄下降了59.9%、60.0%、21.9%、27.1%、48.3%和4.4%,整体而言,大气污染物下降显著。APEC后,随着大气污染物管控措施的取消,京津冀地区大气污染反弹上升。除O_3以外,不同时段大气污染物浓度在APEC期间的日变化均小于APEC前后,这些结果表明京津冀地区污染源的联合控制取得了明显效果。     

蒙古高原风蚀颗粒物空间过程数值模拟及预报

基于WRF-IWEMS耦合模型对2016年3月1~9日发生在蒙古高原的强沙尘天气过程进行数值模拟,着重模拟了尘源、粉尘传播路径以及粉尘扩散过程中浓度变化和影响范围,并采用卫星影像、站点监测数据与模型结果进行对比分析。结果表明：此次风沙天气过程的尘源分布在新疆哈密地区、阿拉善高原、中蒙边境戈壁地区以及浑善达克沙地部分地区,粉尘自源区分别沿河西走廊、贺兰山区、张家口等地扩散至华北和京津地区。蒙古高原土壤风蚀可使华北地区来自自然源的大气颗粒物PM₁₀、PM_2.5浓度分别达到1 000 μg·m^-3、200 μg·m^-3以上,还可使华北地区大气颗粒物浓度高于200 μg·m^-3的天气持续48 h以上。     

气流输送对乌鲁木齐市PM10、PM2.5和PM1.0质量浓度的影响

应用聚类分析法,对乌鲁木齐市2009-2010年逐日气流72 h后向轨迹按季节进行分类,结合对应时段的PM10、PM2.5和PM1.0观测数据,分析了不同气流输送轨迹对研究区3粒径段气溶胶浓度的影响.结果表明:冬季,气流对研究区气溶胶的搬运、稀释作用明显,气溶胶浓度平均值与对应气流移动速度成反比;春季,流经沙漠区的气流分组对应气溶胶浓度平均值偏高,且气溶胶谱分布向粗模态移动;夏季,大气清洁,携带城市气溶胶的西北气流对研究区气溶胶浓度平均值影响较大,未携带外源物质的几组气流流速与气溶胶浓度基本呈负相关;秋季,研究区受外源气溶胶影响不大,且气流对污染物的输送、稀释作用也不强烈,各分组气溶胶浓度差别不大.     

兰州大气颗粒物和水溶性离子及其降水中元素组成的关系

本文论述了兰州市区不同季节大气颗粒物污染状况，它的水溶性复合离子浓度分布，同期降水中阴、阳离子组成以及它们之间的关系。研究结果表明；该地区大气颗粒物污染较为严重。它的水溶物和同期降水化学组成复杂，与Ｃａ￣（２＋）离子浓度之和在二者的总离子中分别占５９．２％和５７．８％。并呈“硫酸－钙”型污染特征。受人为污染的影响颗粒物水溶性离子浓度冬季较高。受沙尘影响春季降水中的Ｃａ￣（２＋）离子浓度高于其它季节。     

银川市PM2.5重金属元素的环境污染特征分析

分析了银川市PM2.5中9种重金属元素在春季风沙期、夏秋季非采暖期、冬季采暖期的浓度分布特征和富集因子。结果表明：银川市PM2.5中重金属元素的质量浓度在风沙期、非采暖期、采暖期表现不同,Cu,Ni,Mn,Cr,Fe,Cd元素在风沙期浓度最高,Zn,Pb,Co在采暖期浓度最高,说明风沙期和采暖期是银川市一年中的强污染期;重金属元素在不同粒径颗粒物中的浓度水平有明显差别,有害的重金属元素主要吸附在PM2.5中,应引起重视;Zn,Cd元素在各时段都有明显富集,主要来自人为源贡献;Pb元素在采暖期明显富集,说明银川市冬季采暖燃煤的排放对空气中污染元素Pb的贡献很大。     

中国西北戈壁区沙尘暴过程中近地层风沙运动特征北大核心CSCD

沙尘暴对人类生存的自然环境和社会经济健康发展造成严重影响。近70年来,中国西北沙尘暴天气总体减少,但自2021年开始,沙尘暴发生频率和范围明显增加。沙尘暴的发生和发展是气流与地表可蚀性物质的互馈过程,因此,沙尘在源区的起动过程决定了沙尘暴发生发展的整个过程。尽管目前对沙尘的运动过程进行了大量的数值模拟、遥感解译等研究,但野外实测资料缺乏,难以阐明沙尘暴期间的风沙活动强度及沙尘运动的物理机制。利用2021年1月在额济纳旗附近戈壁的野外实测输沙量和PM_(10)等沙尘资料,解释沙尘物质在源区的运动特征,阐明戈壁风沙运动机理,为沙尘源区风沙灾害防治提供理论依据。结果表明:(1)沙尘源区沙尘暴期间风速可大于19.6 m·s^(-1),远高于同期当地国家气象站数据(_(10).5 m·s^(-1))。(2)PM_(10)浓度_(10)0 mg·m^(-3),远高于同期当地国家环境监测站数据。(3)戈壁输沙量可达_(10) kg·m^(-1)·h^(-1),最大输沙量位于地表以上0.07 m高度,这一过程导致戈壁沙尘能够远距离运动。(4)1 m高度平均粒径为0.07 mm,意味着戈壁风沙流以极细沙、粉沙和黏粒为主,PM_(10)含量可达8%,粗沙含量可达9%,运动粗沙碰撞破坏戈壁地表,导致更多的沙尘物质进入空气。(5)车辆碾压戈壁地表导致输沙率是原始地表的2倍,PM_(10)浓度增加2.90倍,PM_(10)含量增加1.29倍,说明保护原始戈壁地表不受破坏,是减少戈壁地区风沙灾害的重要手段之一。     

兰州市沙尘天气污染特征及潜在源区

为了解兰州市沙尘天气期间大气污染特征，选取2016—2017年兰州市国家大气环境监测网络系统21个监测站点逐小时数据，对沙尘天气过程中的污染物特征进行分析。在此基础上，结合地面气象参数，运用HYSPLIT模型聚类计算和激光雷达观测等手段，对颗粒物来源和传输过程进行潜在源区贡献因子（PSCF）和浓度权重轨迹（CWT）分析。结果表明：兰州沙尘天气主要受西北方向、东偏北短距离传输、北部内蒙古路径3类气团影响，其中西北方向气团影响沙尘天气持续时间较长，沙尘过程中消光系数最高，环境空气质量转差显著，其他两类气团影响沙尘天气持续时间较短，有利于污染扩散；沙尘天气发生前期PM₁₀与气态污染物呈现正相关，沙尘天气过程中为负相关，沙尘天气后则再次转为正相关，沙尘天气对气态污染物浓度有降低效果；春季兰州地区颗粒物潜在区分布相对集中，主要来自于兰州西北部河西走廊，PSCF值大于0.7；冬季颗粒物潜在源区分布范围较广，PSCF值集中在0.7~0.9，其中对PM₁₀较大贡献区集中在新疆东南部，贡献值240~320 μg·m^-3。     

乌鲁木齐市大气降尘环境磁学特征

应用环境磁学方法研究了乌鲁木齐市大气自然降尘所含磁性矿物的磁学特征,同时对该市实施"煤改气"工程前后的空气质量变化进行对比。结果表明:(1)大气降尘样品的磁化率(x)平均值为508.77×10~(-8)m~3/kg,频率磁化率(x_(fd)%)平均值为2.17,表明该市降尘样品中载磁矿物主要为亚铁磁性矿物,超顺磁(SP)性颗粒物的含量较低;(2)X值、SIRM和SOFT都有较为显著的季节变化,其数值夏季低于冬季。且降尘样品中磁化率和软剩磁与饱和等温剩磁(SIRM)呈正相关,说明低矫顽力亚铁磁性矿物是样品剩余磁性的主要载体;(3)大气降尘磁化率与空气污染物浓度随时间的变化曲线特征趋势相一致,且2011年较2012年污染程度明显减轻;(4)该市大气降尘样品冬季可能主要受控于供暖期燃煤排放的废气。     

新疆和田绿洲大气降尘和PM_(10)浓度变化特征分析

通过分析2000-2012年新疆和田绿洲环境监测记录和气象观测数据,研究该地区大气降尘强度和可吸入颗粒物浓度的变化特点,阐明其主要影响因素。结果显示:2000年以来大气降尘强度在1 300~1 500 t·km-2·a-1水平上下波动变化,春、夏两季受沙尘天气影响导致高降尘量,月平均强度均150 t·km-2;环境PM10年平均浓度在0.2~0.25 mg·mg-3之间变化,有逐渐上升的趋势,沙尘暴期间颗粒物浓度快速上升,PM10浓度极值可达到2.52 mg·m-3;超过91%的空气污染日数是由大气颗粒物造成的。因此,颗粒物是和田绿洲区的首要空气污染物。降水量波动变化剧烈,年平均值50 mm·a-1,尽管和田绿洲春、夏两季降水量增加,但降水对抑制大气颗粒物污染的湿清除作用极为有限。春、夏两季大风日数占全年大风天气总日数的84.7%以上,风蚀沙土在西北风作用下传输到绿洲区,来自塔克拉玛干沙漠的风蚀沙尘颗粒物是和田地区大气降尘和颗粒污染物的主要来源。     

银川平原降水氢氧稳定同位素时间尺度效应及水汽来源

为揭示银川平原降水稳定同位素的时间尺度效应及水汽来源,采用后向轨迹模型聚类分析法、潜在源贡献分析法(PSCF)和浓度权重轨迹分析法(CWT)解析水汽来源及潜在蒸发源区.结果表明:(1)银川平原降水氢氧稳定同位素组成存在明显的季节性变化,冬半年降水氢氧稳定同位素组成(-38.6‰±51.6‰和-4.5‰±5.2‰)明显偏...     

中国重要旅游城市雾霾时空特征

依托中国15个重要旅游城市,基于雾霾主导因素PM2.5观测数据、遥感气溶胶数据,运用土地利用回归方法模拟绘制PM2.5时空分布图,分析中国重要旅游城市PM2.5质量浓度的时空分异特征。结果表明：1）2013―2015年中国重要旅游城市PM2.5年均质量浓度总体呈逐年下降趋势,且明显呈现夏季低、冬季高、春秋季居中的季节变化特征;2）重要旅游城市PM2.5质量浓度在不同等级城市中存在明显差异,其PM2.5质量浓度整体规律为副省级市＞直辖市＞地级市;3）月均尺度上各重要旅游城市的宜游时间主要集中在4―9月,且2015年春冬季月份宜游城市明显增多;宜游时间较长的城市主要分布在空气质量优良的东南部沿海和森林覆盖率较高地区的地级市和部分副省级市,中西部地区和长三角地区的城市宜游时间则相对较短。     

1991-2010年全球沙尘气溶胶排放量气候特征及其大气环流影响因子

利用全球气候模式CAM5.1的20年(1991—2010年)沙尘气溶胶排放量模拟,分析全球沙尘气溶胶排放量的时空变化及其大气环流影响因子。结果表明:20年全球年平均沙尘气溶胶排放总量为1 152±28 Mt,全球沙尘气溶胶排放源主要集中在北非、阿拉伯半岛和中亚、东亚、澳大利亚及北美沙漠地区。北非沙漠地区作为全球最大的沙尘排放源区,占全球沙尘源总量的61.8%。各沙漠区均有显著的沙尘排放的季节变化和年际波动,沙尘气溶胶呈现春、夏季强排放和秋、冬季弱排放的季节循环。相对于沙尘排放的季节变化,其年际变化幅度明显偏弱。基于大气环流指数与沙尘气溶胶排放年际变化的相关显著程度,确定主要影响全球和主要沙漠地区沙尘排放量的大气环流因子:南方涛动指数SOI、北极涛动AO、南极涛动AAO、大西洋年际振荡指数AMO、北太平洋遥相关指数NP以及西太平洋指数WP。全球主要沙漠地区沙尘排放量与大气环流因子之间的相关性具有明显的区域分布特征,在同一沙漠的不同区域甚至可以表现出正负相反的相关性。热带海气相互作用的ENSO循环中,拉尼娜年(厄尔尼诺年)北非地区的沙尘排放量偏多(少),阿拉伯半岛和中亚地区的沙尘排放量偏少(多)。