污染源、气象条件变化对我国SO2浓度及硫沉降量分布的影响

用三维欧拉型污染物长距离输送模式,模拟了中国大陆SOx的分布,并采用不同时期(1975、1980、1987年)的污染源与气象场资料,分析了污染源与气象条件变化对SOx分布产生的影响.研究表明,在该期间中国SOx污染比较严重的地区,气象条件变化导致SO2浓度和硫沉降量的相对变化通常在20%左右;污染源对SO2浓度与硫沉降量的作用通常大于气象条件,污染源变化产生的SO2浓度与硫沉降量的相对变化率为气象条件变化的几倍,甚至1～2个量级,尤其SOx污染比较严重的地区更为明显;但对西北及青藏高原地区,在源排放量变化不大,而气象条件变化较显著时,气象条件的作用通常大于排放源的影响.     

城市面源SO2允许排放总量的网格分配方法

为了弥补A—P值法的不足，本文以A值法和SSIM模式为基础。提出了一种合理分配城市面源SO2允许排放总量的方法。该方法将A值法计算出的面源SO2允许排放总量作为一个约束条件放入SSIM（Source Strength Inversed Model）模式，调整该模式中各组源强的分担率，直至模式反演出的城市控制区各网格内的面源允许排放量之和与约束条件相等为止，此时模式输出的网格面源SO2允许排放量就是城市控制区内面源SO2允许排放总量的分配结果。应用该方法对石家庄市面源SO2允许排放总量进行网格分配，并采用美国工业源长期浓度复合模式（ISC3LT）对石家庄市SO2总量控制效果进行检验。结果表明：采用该方法分配面源SO2允许排放总量，可保证城市总量控制区内各网格上的SO2浓度值均满足国家标准。     

不同大气污染物监测密度对CMAQ源同化修正效果影响的模拟

采用(美国环保部的MODEL-3系统的)CMAQ源同化模型及4种不同空间分辨率的SO2、NO2实测资料,反演得到中国不同尺度的同化修正排放源,利用新一代中尺度气象模式WRF与多尺度空气质量模式CMAQ,模拟分析了中国不同观测信息密度对SO2、NO2源同化反演及其浓度预报的影响,重点分析了华北地区SO2、NO2浓度加密观测对改善SO2、NO2排放源和空气质量预报的重要影响。结果表明,采用不同分辨率的实测资料时,SO2、NO2的趋势预报效果改善程度有一定差异;采用较高分辨率的实测资料进行SO2、NO2源同化修正时,可明显减小SO2、NO2浓度的预报误差。华北地区较高分辨率的观测信息对于改进源同化修正效果及SO2、NO2浓度的趋势预报十分重要,尤其是对SO2浓度的预报尤为重要;采用经高分辨率的实测资料同化修正的排放源时,WRF-CMAQ模式对北京城市尺度SO2、NO2浓度的变化趋势、浓度水平和空间分布特征具有较好的预报效果。高分辨率的观测资料和区域源同化反演方法对于区域污染物浓度预报及排放源清单具有显著的改进作用。     

气象条件和污染物排放对兰州市冬季空气质量的影响

利用人工神经网络(ANN)技术,基于气象条件、污染物排放变化和污染物浓度资料构建污染物浓度统计模型,在此基础上分析气象条件和污染物排放源排放变化对污染物浓度逐日变化和年际变化的影响。研究结果发现基于ANN建立的大气污染统计预报模型模拟NO_2浓度准确性较高,其次为SO2,PM10浓度准确性较低。ANN的输入参数更适合NO_2的模拟,SO2和PM10浓度的影响因子较为复杂。气象条件变化是NO_2浓度逐日变化的主要影响因子,污染物排放量变化是NO_2浓度年际变化的主要影响因子。因子分离法计算得到的气象条件、污染物排放及两者相互作用对NO_2浓度逐日变化的贡献率分别是57.9%、24.5%和17.6%,对NO_2浓度年际变化的贡献率分别是13.7%、73.3%和13%。     

贵阳市空气污染数值预报的业务方法研究

使用地形跟踪坐标系上的三维动力学流场模式和平流扩散方程模式,开发了贵阳市分片区SO2污染水平预报的业务数值预报模式。城市地形和大气污染物排放源强按实际情况输入,污染气象条件则使用天气学方法预报。经贵阳市实际应用,对城市平均SO2污染指数的24h预报准确率可达80％以上。     

贵阳市SO2浓度与气象条件的关系分析

利用贵阳市1997、1998年5个监测站实测的SO2污染浓度资料以及相应的探空和地面要素、天气图等气象资料，分析了SO2浓度与气象条件的关系。将污染浓度值分成5个级别，着重分析了贵阳市污染浓度出现4、5级时的4种天气形势及相应的气象因子。     

北京及其周边地区冬季SO2的变化与输送特征

利用实施北京市奥运空气质量保障计划"北京市与周边地区空气污染物的输送、转化及北京市空气质量目标研究"项目的有利时机,于2007年1月15～27日在中国科学院大气物理研究所北京站、香河站和兴隆站,采用先进的差分吸收光谱仪(DOAS)和SO2气体分析仪取得了高质量SO2浓度的连续观测资料,同时还获取了相应的常规气象资料和系留气艇探测的常规气象参数廓线资料.分析和讨论了北京及其周边地区的SO2污染的变化过程特征、日变化特征、输送特征、源排放特征以及与天气过程和气象条件的紧密联系.研究表明:1)北京站、香河站和兴隆站的SO2浓度逐日变化明显,变化趋势一致,通常处于同一个天气系统控制之下,SO2污染呈现区域性分布特征.2)冬季SO2浓度日变化明显,夜晚最高,15时(北京时)最低.3)SO2浓度与大气稳定度、风速、风向密切相关,风速越小、大气越稳定,SO2浓度越高;当吹西南风时,SO2浓度升高,西北风时浓度明显降低.4)HYSPLIT后向轨迹数值模拟结果和OMI卫星反演表明周边地区的SO2长距离输送对站点的贡献不能忽视.     

周边地区对北京地面SO2影响的初步研究

采用Lagrangian传输、扩散、沉降模式计算了1994年9、10月份(非采暖期)、1995年1月和2000年1月(采暖期)北京地区SO2的变化规律,并分别计算了北京市不同类型的排放源以及周边地区污染源对平均地面SO2浓度的贡献.计算结果与实际观测资料对比表明,模式能够较好地模拟北京地区SO2的浓度量级和逐日变化趋势.北京地区地面SO2浓度受天气条件的影响较大.采暖期,北京当地排放源的影响相对较大;但在大气条件有利输送的背景下,来自周边地区污染排放源的影响不容忽视.     

北部湾经济区工业排放对广西二氧化硫浓度分布影响的数值模拟

在北部湾经济区产业迅猛发展的背景下,设计了增加该地区污染排放源的实验,利用WRF-Chem数值模式研究该地区工业排放变化对广西区域二氧化硫浓度分布的影响。研究结果表明,在出海高压后部的天气背景下,受偏南气流引导,北部湾经济区SO2排放源强增加对广西区域SO2空间分布格局有一定的影响,污染物可以向北输送影响广西中部地区,最北影响到柳州市和河池市;受偏北气流影响时,北部湾经济区SO2排放源强增加对区域空气质量的影响不大,仅局限于局地污染。     

呼和浩特市大气污染与天气气候的关系

利用1990～2002年呼和浩特市区空气污染物TSP、SO2、NOx浓度的实际监测数据,分析了呼和浩特市大气污染物浓度变化的时空分布特征、大气污染与天气条件的关系。呼和浩特市市区主要以煤烟型污染为主,冬、春季比夏、秋季污染严重,采暖期比非采暖期污染严重,市区中心污染最严重。污染物的排放量及大气的稳定度状态是城市大气污染的主要影响因子,天气变化是城市大气污染物浓度变化的主导因素,局地环流是决定城市污染物分布的关键因素。因此,不同季节排污量的变化、天气条件是制作呼和浩特市大气污染预报的主要依据。     

贵阳市SO2雨水清除系数的研究

提出了一种利用SO2 空中和雨水采样资料和气象资料、云物理探测资料等计算云下SO2 降水清除系数的方法 ,计算了贵阳市冬、夏季不同雨强下的SO2 降水清除系数kw,并将所得结果实际用于城市SO2 浓度的数值计算。结果表明 ,这一方法所得结果与实际情况相当一致     

谐波分析在贵阳市降水预测中的应用

利用贵阳市1963—2017年的降水观测资料,采用M-K检验及谐波分析等统计方法对贵阳地区年降水变化特征进行了分析,并且建立了基于谐波分析方法得到的贵阳市降水预测模型。结果表明:①贵阳地区近55 a的年降水量呈递减趋势,但变化不显著。另外贵阳地区年降水存在显著的年代际变化特征,并且在1980年左右发生年代际突变,降水由之前的偏多转为偏少;②贵阳地区的年降水量存在显著的准2～3 a的年际周期振荡以及准25 a和7 a的年代际周期振荡;③基于谐波分析得到的贵阳市降水预测模型能有效预测贵阳市未来的年降水变化趋势,并且对一些突出的旱涝年也能较好的模拟和预测出来,该模型预测效果良好,可在实际业务中应用。     

2000～2004年天津市大气污染特征分析

根据天津市2000～2004年的环境监测资料和同期气象资料,对天津市大气污染物浓度变化的时空变化特征、大气污染与天气条件的关系进行了研究。结果表明:天津市大气污染物具有明显的时空分布规律,时间上表现为冬强夏弱,年际之间SO2和PM10浓度减轻,NO2变化不大。空间上表现为SO2和PM10在中心城区改善明显,NO2浓度在局部地区仍在增加。天气形势、城市热岛、逆温和混合层高度等对污染物浓度影响很大。     

利用HYSPLIT_4模式分析珠海地面SO2浓度的变化规律

利用HYSPLIT_4传输、扩散模式，模拟大尺度气象场下的1999年10月-2000年1月珠海地面SO2浓度变化规律，结果与实测资料对比表明，模式较好地模拟出珠海地面SO2的浓度水平和变化趋势。模拟结果经过分析还表明，珠海地面S02浓度受到广东省其它地区尤其是珠江三角洲地区城市污染源排放的影响；其浓度变化与广州900m高度（或965hPa等压面）水平风场具有相当好的对应关系。     

贵阳市SO2雨水清除系统的研究

提出了一种利用SO2空中和雨水采样资料和气象资料、云物理探测资料等计算云下SO2降水清除系数的方法，计算了贵阳市冬、夏季不同雨强下的SO2除水清除系数kw，并将所得结果实际用于城市SO2浓度的数值计算。结果表明，这一方法所得结果与实际情况相当一致。     

复杂地形气象场对污染物浓度空间分布影响的研究

利用WRF模式与多尺度空气质量模式(CMAQ)系统模拟了试验期间(2005年1月30-2月2日)兰州市城区SO2的地面浓度,并根据模拟结果进一步分析了兰州市冬季污染物的空间分布特征。研究结果表明西固区和城关区各有一处污染物高浓度区域;受排放源空间分布和气象场的综合影响,夜间SO2地面污染范围小于日间,夜间污染物地面最大浓度明显高于日间,夜间模拟区域平均值低于日间;水平流场和山谷风环流形成的垂直运动均对污染物地面浓度有明显影响。     

本溪市大气环境质量区域评价

利用本溪市2002年TSP(总悬浮颗粒物)和SO2(二氧化硫)大气环境监测资料、污染源排放清单资料和气象资料以及新一代大气扩散模型，进行了本溪市大气环境质量区域评价。结果表明：本溪市低架源对地面浓度的贡献相对较大，高架源对地面浓度的贡献相对较小。     

南京北郊冬季大气SO2、NO2和O3的变化特征

利用差分吸收光谱仪DOAS（differential optical absorption spectroscopy）,对2007年11月—2008年1月南京北郊大气SO2、NO2和O3进行了观测。结合Parsivel降水粒子谱仪和自动气象站的资料,对冬季大气污染气体的浓度变化规律及降水和风速风向对其的影响进行了分析。结果表明,南京北郊大气SO2浓度较高,呈明显双峰特征,分别在12时（北京时,下同）和00时达最大,受附近排放源的影响最大,东风及南风时比静风时SO2浓度更高。降水对SO2湿清除效果明显,清除系数平均为0.168 h-1。NO2气体呈明显单峰特征,在18时达最高值。南京北郊是NO2源区之一,主要受附近高速公路汽车尾气排放源的影响。静风时NO2浓度最高。O3浓度受NO2的影响较明显。O3日变化呈单峰特征,在15时达最大值,静风时O3浓度最低。降水对O3的间接影响较明显,在降水时,白天由于太阳辐射较弱,O3浓度降低;夜晚NO浓度较低,使得O3浓度升高。     

南京北郊冬季大气SO_2、NO_2和O_3的变化特征

利用差分吸收光谱仪DOAS(differential optical absorption spectroscopy),对2007年11月—2008年1月南京北郊大气SO2、NO2和O3进行了观测。结合Parsivel降水粒子谱仪和自动气象站的资料,对冬季大气污染气体的浓度变化规律及降水和风速风向对其的影响进行了分析。结果表明,南京北郊大气SO2浓度较高,呈明显双峰特征,分别在12时(北京时,下同)和00时达最大,受附近排放源的影响最大,东风及南风时比静风时SO2浓度更高。降水对SO2湿清除效果明显,清除系数平均为0.168 h-1。NO2气体呈明显单峰特征,在18时达最高值。南京北郊是NO2源区之一,主要受附近高速公路汽车尾气排放源的影响。静风时NO2浓度最高。O3浓度受NO2的影响较明显。O3日变化呈单峰特征,在15时达最大值,静风时O3浓度最低。降水对O3的间接影响较明显,在降水时,白天由于太阳辐射较弱,O3浓度降低;夜晚NO浓度较低,使得O3浓度升高。     

北京大气中SO2浓度变化特征

作为酸雨和细粒子的前体物,SO2对空气质量和人体健康乃至气候与环境的影响十分重要,特别是在不利于扩散的气象条件下,SO2可造成城市短时间严重污染事件。作者以2006年北京325 m气象塔15 m观测平台SO2观测数据为基础,结合同步气象资料分析研究发现：1) SO2浓度冬季高、夏季低;全年日均值为(22.5±22.1)×10-9,最大日均值能达到113×10-9。日变化呈现双峰型,峰值出现在北京时间08:00和22:00;并且季节差异明显,冬季浓度为夏季的4.5倍,采暖期为非采暖期的3.2倍。2) 风向、风速与SO2扩散和输送密切相关,高浓度SO2在东北、东、西方向上出现频率分别为25.8%、13.8%和11.8%;而西北、北方向上的风速越大对SO2清除效果越好。3)利用平均晴空指数划分采暖期阴霾天和晴天,发现阴霾天混合层高度与平均风速仅为(376±204) m和1.1 m·s-1,容易造成SO2累积。4) SO2污染过程呈现周期性的局地累积—清除特征,地形、静风和暖低压是造成北京2006年1月一次重污染事件的成因。