城市空气污染持续维持机制研究 I.2002年西安市空气污染持续维持过程分析及其气象成因

为研究城市大气污染持续过程的形成机制及区域输送问题, 利用 2002 年西安市环境监测站 SO2、NO2和PM10日平均污染物浓度资料分析了西安市大气污染的时空分布特征及其与气象条件的关系。分析结果表明: 一年中西安出现3天以上空气质量为3级以上的持续污染过程18次, 累计污染超标日为192天, 出现3级以上的概率为53%。西安市区的污染物以可吸入颗粒物为主, PM10污染超标日较多。重点分析了2002年1月9~12日造成西安市持续污染过程的气象条件及天气形势, 可见4天的气象条件有着共同的特点: 平均风速小, 气温较低, 出现逆温, 相对湿度较大。西安地处高压后部, 气压较低, 高空为较平直的西北气流, 天气形势持续稳定。     

西安城市PM10污染特征及持续重污染过程分析

对2001年4月至2006年5月西安PM10污染资料的统计分析发现:西安城市PM10污染主要发生在冬春季节,城区污染比郊区明显偏重,工业区污染也明显重于生活区.5年中2002年污染最严重,年超标日达190天,3天以上3级以上持续污染过程18次.重点分析了2002年12月9～21日西安持续重污染过程,此过程是在500hPa为平直西风气流下.地面均压系统缓慢东移,边界层内出现稳定的大气层结以及近地面产生小尺度局地环流体所形成.     

关中地区大气污染特征分析

基于2014-2018年关中区域西安、咸阳、渭南、铜川、宝鸡等5个主要城市6种大气污染物(PM10、PM2.5、SO2、CO、NO2、O3)的逐日平均质量浓度和气象探空资料,分析了关中地区大气污染物时空分布特征、重污染过程持续性特征及逆温发生频率.结果表明:关中地区大气污染超标日达31％以上,西安最多为47％,其中颗粒...     

鲁西南一次持续空气污染过程的气象条件分析

利用常规气象探测资料、空气污染物资料、NCEP/NCAR再分析资料和NOAA的GDAS资料,分析2015年10月13—17日鲁西南地区一次持续空气污染过程的气象条件。结果表明：此次鲁西南地区持续空气污染过程达中度以上,首要污染物为PM2.5;高空500hPa环流平直、850hPa暖脊控制、海平面气压场等压线稀疏是此次空气污染过程持续的有利环流形势;13—17日逆温持续存在、温度露点差小、风速小是空气污染维持的有利气象因素;通过HYSPLIT-4模拟此次空气污染过程4个高度层的气团后向轨迹发现,鲁西南地区污染物气团的来源主要有4路,北路京津冀地区、西路陕西—宁夏一带、南路安徽一带以及本地的大气污染。     

大气环境影响评价中加权法选取典型气象日

为在计算大气环境影响评价中选取典型气象日,根据典型日的定义,利用2005年西安基准气候站气象观测资料和西安市环境监测站SO2、NO2和PM10日平均污染物质量浓度资料,分析西安市大气污染特征与气象条件的关系,按照不同气象要素确定权值选取典型气象日,对比西安市典型日天气现象与环境空气质量。加权法确定筛选的西安市典型气象日一般都出现在冬季,其风速、湿度都较小,计算得到的混合层高度也较小,基本符合污染严重的条件。结果表明大气环境影响评价中用加权法筛选典型日提高了计算精度,更真实地反映该地区的实际气象条件对大气污染物分布浓度的影响情况,基本上是可行的,能够为大气环境评价预测日平均质量浓度提供可靠的方法。     

郑州市空气质量状况及冬季持续污染过程的气象机理分析

利用2004-2008年郑州市环境监测站所监测的SO2、NO2、PM10日平均浓度资料及历史气象资料,分析了郑州市近5a的空气质量状况与特征,并以2006年12月份的2次持续性污染过程为例,分析了气象条件对污染物浓度的影响,结果显示：郑州市以煤烟型污染为主,污染物浓度具有明显的季节变化特征,冬春季节污染物浓度明显高于夏秋季节;冬季均压场中持续多日风速小、近地面层出现逆温层是造成郑州市出现持续污染事件的主要气象条件,持续性污染过程往往因受冷空气的影响而结束。     

郑州市空气质量状况及冬季持续污染过程的气象机理分析

利用2004-2008年郑州市环境监测站所监测的SO2、NO2、PM10日平均浓度资料及历史气象资料,分析了郑州市近5a的空气质量状况与特征,并以2006年12月份的2次持续性污染过程为例,分析了气象条件对污染物浓度的影响,结果显示：郑州市以煤烟型污染为主,污染物浓度具有明显的季节变化特征,冬春季节污染物浓度明显高于夏秋季节;冬季均压场中持续多日风速小、近地面层出现逆温层是造成郑州市出现持续污染事件的主要气象条件,持续性污染过程往往因受冷空气的影响而结束。     

一次持续空气污染过程的气象条件分析

2004年12月24-30日,淄博地区出现一次持续一周的强空气污染过程.本文分析了这次过程的主要污染物浓度变化特征和造成强污染的天气形势特点以及主要的气象变量分布特征.结果表明:高空维持稳定纬向环流、逆温层结持续存在、混合层厚度增加、低空风速小,导致污染物不能及时随大气扩散,污染物浓度增大.     

2008年奥运会期间北京地区PM10污染天气形势和气象条件特征研究

利用2008年7～9月北京污染监测资料、气象观测资料、韩国气象厅天气图资料及NCEP再分析资料,分析了2008年奥运会期间北京地区空气动力学当量直径小于等于10μm颗粒物(PM10)污染特征及其成因,统计了利于和不利于污染物扩散的天气形势,研究了北京发生PM10污染的典型天气形势和气象条件。结果表明:1)奥运会期间北京共有8天出现PM10污染,包括一次持续污染过程,奥运会赛时和残奥会赛时未出现污染过程,这主要与北京8、9月降水偏多有关;2)不利于污染扩散的天气形势(如风速较小、偏南风、高温高湿、近地层出现持续逆温)出现频率较高,但并未造成特征性的PM10污染,这可能与奥运会期间的污染控制措施有关;3)PM10污染过程多与台风系统或热带低压的北上,从而阻滞了华北地区天气系统的南下东移相关联。     

上海市一次罕见的连续11天空气污染过程的特征及成因分析

2005年11月22日～12月2日上海市环境空气质量罕见地出现连续11天轻度污染,作者从天气形势和气象因子变化着手,初步分析了此次污染事件的成因.结果表明:轻度污染期间,上海市主要受高压脊控制,天气晴朗,气温回升,日夜温差大,地面风速很小,早晚易出现逆温和轻雾,这种停滞的气象条件不利于大气污染物扩散,易造成轻度空气污染.后向轨迹和PM10与PM2.5浓度变化分析阐明,如果气旋移动在北方引起沙尘天气,冷空气南下途中没有显著降水,伴随锋面移动的大风天气极有可能长距离输送高空浮尘,造成下游地区PM10浓度显著上升,出现典型的颗粒物污染.     

北京地区一次典型大雾天气的空气污染过程物理量分布特征

2002年11月30至12月4日，北京持续4天大雾天气，空气污染物在持续的稳定层结条件下，空气质量连续3天达5级以上。文中分析了大雾天气各主要污染物的变化特征，以及此次过程中天气形势的特点及演变，并对造成大雾日空气污染天气的物理量分布特征进行分析。结果表明：高空WNW气流、稳定性持续增加、逆温层结持续存在、低空风速较小、相对湿度大，导致局地污染物不能及时随大气扩散；1000～700hPa有弱的上升气流形成和维持，与500hPa高空下沉气流之间在低空的某层高度上形成稳定层结(逆温层)，导致大雾及重污染的形成；850hPa为暖区，850～500hPa为冷平流，有利于大雾的形成和加重。     

日照市区PM10污染物特征及其与气象要素的关系

对2002年1月1日～2002年12月31日日照市环境监测中心提供的PM10（可吸入颗粒物）日平均浓度资料和对应时段的日照市地面气象资料做了深入的分析，揭示了污染物PM10变化特征及其随气象要素的变化规律。同时分析了主要污染物PM10与地面风速、风向间的相关关系，发现日照市大于等于3级的PM10污染日均出现在1-4月，地面风速对污染物PM10浓度有一定影响，当地面风速超过5m／s时，3级及以上污染日很少出现，当地面风速超过6．5m／s时，随着风速的提高，污染物浓度呈下降趋势。污染物浓度呈明显的季节变化，冬、春季节明显高于夏、秋季节。     

2019年冬季呼和浩特市大气污染频发的气象条件分析

利用2015—2019年呼和浩特市大气污染物质量浓度、气象要素观测及NCEP FNL 1°×1°再分析资料,分析近5 a冬季环境空气质量特征及与大气污染扩散紧密相关的气象要素和大气边界层特征,研究2019年冬季呼和浩特市大气污染频发的气象条件变化特征。结果表明:(1)呼和浩特市冬季较易出现污染天气,以PM 2.5污染为主,2019年冬季,大气污染呈现出污染物积聚难于扩散、污染长时间持续、污染天数和重污染占比均显著增高等特点。(2)2019年冬季呼和浩特市气象条件呈现出平均风速偏小、小风日数偏多、南风出现频率增多、相对湿度偏高、混合层高度偏低、通风系数较小、逆温日数较多等特征。     

银川市空气质量超标的天气形势分析

利用银川市环境监测站5a的污染物浓度资料及对应的天气图，分析了银川市空气质量超标的特征和天气形势。结果表明：银川市空气质量超标主要出现在冬半年，10月～1月SO2超标多于TSP，2月～6月TSP超标多于SO2；造成银川市空气质量超标的天气形势有西北气流型、冷空气穿脊东移型、冷槽东移型、纬向气流型、西南气流型五种。分析2002年10月～2002年12月期间的天气形势，得出的SO2、PM10超标日，对比用CAPPS数值预报模式作出的SO2、PM10超标日，SO2超的漏报率降低了20％，PM10超标的漏报率降低了18％。     

2014—2016年开封市空气污染特征及重污染过程气象成因分析

利用2014-2016年高空、地面气象资料和大气环境监测资料,分析了开封市空气质量特征及10次连续性重度污染过程天气形势。结果表明:2014-2016年,开封市空气质量整体呈转好趋势,优良率由53%增加到67%,污染时数由47%下降至33%,轻度污染和中度污染时数下降明显;重污染日主要出现在1月、11月和12月,其中1月出现重污染日和连续性重污染过程次数最多;3年内共出现连续性重污染过程23次,最长持续日数达6 d;开封市重污染天气主要受PM2.5和PM10浓度变化影响,PM2.5和PM10浓度具有明显的季和日变化特征,平均浓度最高值主要出现在秋冬季和09时。重污染过程期间的500 hPa形势中,平直纬向环流型出现次数最多,占总次数的63%;其次为低槽型,出现次数占21%;西北气流型出现次数最少,占16%。地面气压场形势主要分为4类:1)高压前部型,出现重污染次数最多,占总次数的55%;2)均压场型,出现次数占25%;3)低压带型占16%;4)高压后部型出现次数最少,仅占4%。当上游地区有较严重污染时,本地污染物浓度将快速升高,区域传输作用明显。     

济南市PM10中度以上污染的天气条件分析

对济南市空气污染物PM10中度以上污染日的地面、高空气象条件做统计分析,得出:沙尘造成的PM10中度以上污染主要与蒙古气旋和强冷空气活动有关,表现为风力大,相对湿度小,气温和气压变化明显等特征;非沙尘造成的PM10中度以上污染主要是天气形势稳定、污染物不断累积的结果,出现时间有相对连续性,表现为风力较小、相对湿度大、气温和气压变化不明显的特点。从地面气压场上可分为弱气压场、弱倒槽或倒槽型、均压场型三种形势。此分析为济南市中度以上污染日的预报提供了帮助,并可及时采取措施,控制或减少污染物的排放量。     

2014年12月26—30日呼和浩特市连续重污染过程分析

利用国家环保局数据中心提供的呼和浩特市逐日逐时空气质量等级和首要污染物数据,结合高低空天气形势变化和地面风速数据,对呼和浩特市2014年12月26—30日发生的空气持续重污染过程的形成及维持进行了分析。结果表明,此次呼和浩特市连续重污染过程的首要污染物主要是PM2.5,其次是PM10,污染属于"细颗粒物污染";污染过程的日变化特点为夜间污染较白天污染要重,全天变化呈现明显的"双峰双谷"特点;污染过程的天气特点归纳为:地面形势处于高压前部的弱风场内,高空500h Pa基本为平直纬向环流,低层850h Pa温度场先后表现为暖舌区和平直区,本次污染过程属于"静稳气象条件"下产生的污染过程。     

影响北京大气污染物变化的地面天气形势分析

首先对影响北京地区大气污染扩散的地面天气形势进行了分类，然后结合1998－2000年北京南郊观象台的地面、高空资料，重点分析了在各类地面天气形势控制下北京地区局地低空、地面的气象条件特征。发现当低压类地面天气形势控制时，容易引起污染物在北京地区的汇聚和累积。比较各类地面天气形势对二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO）、可吸入颗粒物（PM10）、一氧化碳（CO）浓度的影响，说明同一种天气形势对不同污染的影响程度不同，进一步证实了在低压类地面天气形势控制时，容易出现重污染。     

2006-2012年青岛市空气质量与气象条件的关系

利用2006-2012年青岛市SO₂、NO₂及PM₁₀的监测资料,统计分析3种污染物时空分布特征及污染物平均浓度与气象要素的关系,并分析污染日气象条件变化特征。结果表明：2006-2012年青岛市年平均污染日数为23-33 d;青岛市空气污染主要出现在冬、春两季,主要污染物为PM₁₀。青岛中度以上污染为PM₁₀污染,大多由浮尘天气引起。污染物浓度与云量、降水量和气温呈负相关,与气压呈正相关。冬季大雾易造成空气污染加重,而4-6月海雾则使空气质量提高。弱的地面天气形势和接地逆温层结的存在及持续的烟、霾天气易导致青岛空气污染。     

秦皇岛市空气污染与气象要素的关系

利用多因子分析和多元回归模型,对1998—2004年秦皇岛市城区空气污染物浓度逐日监测数据及气象要素进行分析,并调查污染源,得出主要污染物与气象要素的关系,建立当地空气质量预报。结果表明：上游西北地区是对秦皇岛市空气质量影响最大的污染源地;空气质量首要污染物PM10的峰值出现在4月,SO2的峰值出现在采暖季,NO2浓度全年稳定少变; SO2和PM10的浓度受风场影响较大,NO2最小;春季“南高北低”型气压场造成PM10污染指数全年最高;大于等于1 mm的降水对空气净化作用效果较小于1 mm的降水显著;春季气旋控制下,5级以上西风可形成中度以上污染,而非气旋控制下,6级以上西风才可形成中度以上污染。