武汉市大气污染变化趋势预测

以2014年武汉市大气污染源排放清单为基准,结合《武汉市城市空气质量达标规划（2013-2027年）》研究工作,预测了其实施后在控制"两高"行业新增产能、污染源综合治理、淘汰落后产能、控制机动车保有量等方面对武汉市SO₂、NO_x、PM₁₀、PM_2.5的减排量.利用嵌套网格空气质量预报模式系统（NAQPMS）,模拟分析了《达标规划》大气污染治理重点工程实施的空气质量改善效果.结果表明：《达标规划》实施后,2020年武汉市SO₂、NO₂、PM₁₀和PM_2.5排放量将分别比2014年削减22%~66%、6%~37%、14%~40%和17%~46%;武汉市空气质量有所改善,但NO₂和颗粒物年均浓度仍不能达到环境空气质量二级标准.     

湘东北古元古代连云山杂岩初步研究

连云山杂岩是经区域高绿片岩相—角闪岩相变质、混合岩化及热接触变质作用而形成的变质岩系，其变质矿物组合为St+Sill+Cr+Hb+Ab+Bi+Ms+Pl+Qz。其Sm—Nd全岩等时线年龄分别为1 960±5 Ma，1 905±25 Ma，其原岩组合及地球化学特征表明其构造盆地为活动大陆边缘—岛弧环境，代表了扬子陆块东南缘古元古代结晶基底。     

城市边界层高度变化特征与颗粒物浓度影响分析

利用2007年以来西安郊区泾河观象台大气细颗粒物质量浓度资料和气象自动站资料以及探空资料,采用国标法、罗氏法和位温法三种不同方法计算边界层高度。结果表明,三种方法得到的结果有一定差异,但日变化分布一致,可以用于分析边界层高度变化特征。边界层高度季节变化明显,春、夏、秋和冬季边界层高度分别是1300,1200,820和800 m。边界层日变化与颗粒物浓度呈显著负相关关系,即冬季边界层顶高度低,三种粒径颗粒物质量浓度高,夏季则相反。PM2.5、PM1.0、PM1.0分别在PM10、PM2.5、PM10含量中有明显月变化,表明西安除了本地污染源之外,春季易受上游风沙天气影响。     

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

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（PM_2.5、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PM_2.5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。     

京津冀及其周边地区“2+26”城市PM2.5的蒙特卡罗集合预报试验

本文在嵌套网格空气质量预报模式系统（NAQPMS）的基础上,结合蒙特卡罗模拟方法搭建了多扰动的空气质量集合预报系统。利用该系统对京津冀及其周边地区“2+26”城市的PM2.5浓度进行预报试验,试验时段为2017年9～12月,模式水平分辨率为15 km。研究发现,基于蒙特卡罗集合预报系统,采用“集合样本优选”均值集成法能显著提升PM2.5预报精度,大幅减小预报偏差。与所有集合样本的均值集成法相比,该方法将PM2.5预报均方根误差（RMSE）由58.0 μg m?3降低至34.7 μg m?3,将模拟—观测两倍因子百分比（FAC2）由67%提升至87%。此外,“集合样本优选”均值集成法对各污染等级的整体预报效果优于均值集成法。本文结果可为改进城市PM2.5预报效果和减小PM2.5预报偏差提供参考。     

大气污染资料同化与应用综述

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。     

湖南前寒武纪地层古地磁特征及地质意义

探讨了湖南前寒武纪地层的地磁学特征，利用其古磁极论证了湖南前寒武纪武陵运动、雪峰运动与冷家溪群、板溪群（高涧群）、震旦系之间的时空关系。古地磁极移轨迹曲线表明：湖南微陆块与扬子古陆有密切的亲缘性，它们都是在寒武纪之前就已漂移定位在现今的位置     

长江流域人口-土地-经济城镇化的时空 耦合协调性与驱动因子分析

运用熵值法对长江流域2008年、2013年及2018年3个时期105个地级市的人口、土地、经济城镇化水平进行多维评测;依托ArcGIS平台分析城镇化的时空演变特征及耦合协调性的时空集聚模式;采用多元线性回归模型,挖掘城镇化耦合协调性的驱动因子。结果表明：长江上中下游地区城镇化耦合协调度显著差异,呈现出：下游地区＞＞中游地区＞上游地区的格局。城镇化耦合协调度中等协调及以上水平的地级市主要位于长江三角洲、合肥与皖江沿线、武汉城市圈、长沙城市圈、成渝城市群、南昌、贵阳、昆明等地。耦合协调度处于失调水平的地级市主要位于长江源头地区、藏东—川西—滇北横断山区、甘肃陇南、乌蒙山区、武陵山区、南岭地区等地。城镇化耦合协调度的空间集聚模式可划分为热点聚集型、中部发展型、冷点聚集型、边缘游离型4种类型。在此基础上,构建出4种空间集聚类型的拟合模型,决定系数R²均大于0.800。立足于新型城镇化建设,对长江流域人口、土地、经济城镇化的发展提出了针对性的政策建议。     

2013年1月我国中东部强霾污染的数值模拟和防控对策

利用自主研制的嵌套网格空气质量数值预报模式（NAQPMS）模拟研究2013年1月我国中东部的持续强灰霾天气,初步评估灰霾天气下大气细颗粒物（PM2.5）时空分布特征、传输规律和防控力度．结果表明：这一模式能够合理反映灰霾天气下中东部PM2．5,的时空分布特征和演变规律．发现静稳天气京津冀地区仍旧存在显著的区域输送,并直接造成京津冀地区PM2．5浓度的累积,来自区域外的跨城市群输送对京津冀PM2．5浓度贡献为20％-35％,区域内输送的贡献为26％-35％,两者之和与局地污染源贡献相当．针对这次强霾的控制试验表明,当京津冀周边区域省份污染源不控制,河北、天津和北京的污染物排放需要消减90％,90％和60％以上才能实现京津冀区域PM2．5达标（二级标准）,表明京津冀灰霾污染防控不仅需要重视区域内的联防联控,同时也需要其他城市群的协同控制．气象一大气污染双向反馈机制对强霾的形成也有非常重要影响,可使京津冀部分地区细颗粒物月均浓度增加30％,忽视这种耦合作用会导致模式对重污染期间污染物浓度的低估．