空气污染的长距离输送模式

所谓长距离输送一般是指区域尺度(几十公里到几百公里)和大陆尺度(几百公里到上千公里)中的污染输送问题。本文讨论一种可利用于区域评价的长距离污染物输送模式。考虑到硫化物在大气污染问题中的重要性及其化学性质相对简单的特点,这个模式首先用于讨论硫化物输送和转换规律。做为模式发展的初期阶段,本文只讨论模式本身结构、计算方法及参数选取等问题。目前区域尺度监测资料尚不足以对模式进行验证,因此关于模式在实际评价工作中的应用,将放在今后模式的进一步改进中去解决。     

东亚地区黄沙长距离输送模式设计

在比较国内外相关起沙机制模型的基础上,结合中国北方大量气象台站的有关起沙过程的观测资料,提出了一个适合我国北方的用于黄沙输送模拟与预报的新的起沙机制模型。采用此起沙模型,通过对黄沙输送过程中的干沉降过程、降水清除过程的参数化处理,建立了适合东亚地区的分谱的黄沙输送模式。模式考虑了黄沙的分谱机理及可能的微物理过程。通过与实测资料的对比,表明模式可以较好地模拟黄沙的输送过程。     

一个大气层核试验放射性碎片长距离输送的三维欧拉模型

提出了一个三维大气层核试验放射性碎片长距离输送和沉降的Euler模型,用一个烟团模式对源项进行了初始化,以适应1°×1°的网格;模型考虑了干、湿沉降、垂直扩散以及放射性衰变;利用中国某次大气层核试验空中烟云及地面放射性沉降数据对模式进行了检验,初步得出了核烟云在对流层及平流层的输送及扩散规律。     

沙尘输送模式的不确定性分析

利用一个远距离输送的沙尘模式估计了由于参数化过程 (干沉降速度) 和输入资料 (源强和水平风场) 的误差造成沙尘模拟的不确定性。通过对以上参数分别进行敏感性试验, 分析了模式对2002年3月15～24日期间中国东部地区两次主要沙尘过程模拟的不确定性。结果显示, 源区的潜在源强和气象水平风场的不确定性对模拟结果的影响最大, 而干沉降速度的影响相对较小。同时, 对不同区域 ［西部 (＜95°E)、中部 (95°E～110°E) 和东部 (＞110°E)］ 的潜在源强和干沉降速度参数进行敏感性试验发现, 中部区域的参数设置对模拟结果的影响最大, 而西部和东部区域的参数变化对模拟结果的影响很小。此外, 不同高度的风场影响也不一样: 地面风速影响最大, 中层的影响较小, 而高层 (约6 km高度以上) 的风场几乎没有影响。     

高分辨区域输送模式中不同输送格式的对比试验

本文对两种输送格式在理论试验的基础上，引入19层高分辨区域输送模式EM3，由中尺度模式（MM4)提供实例输送风场，积分至13、18、30、50、70小时，作分析和对比数值试验。采用的两种格式是:二阶动量矩守恒的Prather格式（以下简称为SOM)及通量订正的Smolar格式。数值试验结果表明，高精度的SOM格式使数值扩散减小一个量级， 使输送物质（SO#-[2])中心浓度比Smolar格式增大3～4倍， 采用SOM格式还明显改进了浓度中心水平平均运动轨迹的模拟精度，选择高精度的平流格式是改进模拟结果的重要途径。     

基于轨迹聚类河南地区大气污染过程空气输送通道研究

大气污染除了受本地污染源的影响外,外来污染物的输送也是重要的影响因子之一。本文基于拉格朗日混合单粒子轨迹模型(HYSPLIT)分析了河南省重污染过程空气输送通道的特征,并结合地面风场观测资料和NCEP再分析资料对污染发生时的气象背景场进行了探讨。结果表明:在1986—2015年冬季气候平均态下,河南省盛行西北气流,空气输送主要来自西北欧亚大陆,经河北、陕西和山西等地区进入河南地区。2015年河南省17次重污染过程主要空气污染输送分别来自南方(32%)、偏北方(24%)和偏东方(27%),3条通道在输送过程中高度基本维持在900 h Pa以下;重污染过后西北风加强,南风消失,污染物迅速扩散。由2015年12月5—13日河南地区重污染过程的模拟表明,偏北空气输送通道所占比例虽然不是最高的,但经过污染物浓度高值区携带的污染物较多,同时由于风速减弱,不利于污染物扩散。气象观测资料进一步证明河南省重污染过程发生时处于静稳天气状态,同时东南风带来了较多的水汽输送,相对湿度偏高不利于污染扩散。     

国外两种环流输送模式简介

国外两种环流输送模式简介周（陕西建设机械厂公安处西安·７１００３２）１研究概况近年来，国外许多学者通过涡旋数值模拟实验，对大气边界层环流的输送做了若干分析研究。得出在大气边界层中环流是“非对称输送”的结论。Ｓｃｈｕｍａｎｎ（１９８９）对边界层的扩散率...     

基于WRF模式的兰州秋冬季大气污染预报模型研究

随着城市化进程的加快,城市大气环境问题成为人们关注的热点问题之一。诸多研究表明,特殊气象条件是造成城市大气污染事件的主要因子之一。本文利用WRF模式模拟得到的高时空分辨率气象场,结合污染物浓度监测数据,分析了风速、稳定能量、Froude数、边界层高度、位温递减率、输送指数和梯度理查森数与兰州大气污染物浓度的关系,并根据WRF的模拟要素建立了污染物浓度与气象影响因子的回归方程。研究发现,兰州城区边界层高度和位温递减率与大气污染物浓度的相关系数高,NO2与气象影响因子的相关性较PM10好。建立的回归方程对NO2的模拟效果好于对PM10的模拟效果,其对城区污染物浓度的模拟效果好于郊区。通过与不同地区空气质量数值模式模拟效果对比,结果表明：回归方程对污染物的模拟效果与数值模式模拟效果相当,甚至好于部分地区空气质量数值模式的模拟效果。因此,该研究方法为我国城市空气质量预报和大气污染研究提供了科学依据。     

BCC_CSM模式夏季长江中下游水汽输送评估

基于国家气候中心第二代季节预测模式的回报数据集与NCEP再分析数据,首先分析了夏季长江中下游地区大气水汽含量以及水汽输送特征,在此基础上分析了该地区水汽输送与长江中下游降水及夏季风之间的配置关系。进一步对模式的水汽输送预测能力进行了评估,并对造成模式误差的可能原因进行了分析。研究表明,夏季长江中下游降水与东亚夏季风联系密切,而东亚夏季风主要通过影响长江中下游的水汽输送来影响该地区降水,因此水汽输送是联系水汽源地与降水的一个重要的枢纽;另一方面,模式中夏季长江中下游大气水汽输送较观测而言存在一个气旋性偏差,不利于水汽输送到该地区,这导致了长江中下游大气可降水量偏少,从而成为该地区降水的预测总体偏少一个重要原因,这种负偏差中心分布在20°N-40°N之间,而低纬度则是一个正偏差分布。进一步研究发现,模式对于长江中下游水汽输送的预测偏差主要是由夏季风的预测偏差导致的,且模式对于弱季风年的预测能力要强于强季风年。     

基于HYSPLIT模式的泸州特大暴雨水汽输送特征分析

本文利用再分析资料、GDAS等资料,引入HYSPLIT模式定性定量地分析泸州9月7～8日特大暴雨过程的水汽输送特征,并对水汽来源进行了模拟。结果表明：(1)该过程是由高空低槽、低涡切变以及低空急流共同影响导致的,强降水发生区域与850hPa低涡位置具有很好的对应关系。(2)影响此次强降水的水汽主要来源于南海、孟加拉湾和贵州、湖南等周边省份,其中周边省份的本地水汽贡献最大,850hPa(1500m)上水汽贡献率达44%,孟加拉湾和南海两者的水汽贡献率也达到了39%。(3)三维空间显示水汽主要来源于850hPa高度附近或以下区域。     

关于我国和东亚酸性物质的输送研究 I. 三维欧拉污染物输送实用模式

本文发展了一种三维欧拉型污染物长距离输送实用模式，比较详细地考虑了源、输送、干、湿沉降、气、液相化学过程。用分裂解法对气相化学过程进行查表式处理，颇具特色，使用实测气象输入场，节约了大量的计算机资源。通过模式的灵敏度试验，模式具有较高的分辨率和灵敏度。根据与实测资料对比，模式有较好的可信度，能方便的计算长时间（月、季、年）的污染物沉降及远距离输送态势。     

Models-3空气质量模式对兰州市污染物输送的模拟

较详细地介绍了美国环保总局的第三代空气质量模式系统Models-3的特点,并且针对兰州市冬季采暖期污染严重的特点,选取2002年12月份的个例,将兰州市最新的大气污染源资料加入模式中．对模式进行调试并检验了该模式对兰州污染的模拟性能。从模式对SO2,NO2和O3等几种大气污染物浓度的模拟结果与监测资料对比分析,表明该模式系统较好地模拟出了SO2,NO2的空间分布格局,模拟结果与监测结果比较吻合,而且模式模拟的污染物浓度场比较均匀;模式模拟的O3的日变化规律与资料分析结论基本一致,也符合O3的生成机理。因此该模式系统对于复杂地形条件下的城市污染物输送具有一定的模拟能力。     

AMIP模式对大气经向质量输送的模拟评估

从描述南、北半球间大气经向质量传输的角度人手,考察IPCC第4次评估报告提供的8个AMIP大气环流模式对越赤道质量通量输送的模拟性能。结果表明:NCAR、MPI和UKMO模式模拟出的越赤道整层大气质量通量与观测大体相一致;MIROC3模拟的整层大气质量通量年循环与观测结果相去甚远,尤其在夏季模拟出较强的虚假向北大气质量输送;IAP模拟的整层大气质量通量年循环方向与观测结果在7个月份中相反;把垂直大气分为4层.各模式对700 hPa以下(I_1)和300-70 hPa(I_3)两层质量通量的模拟能力普遍较好;对700-300 hPa层(I_2)质量通量模拟结果偏差较大;除MIROC3外,其余模式基本能够模拟出70-10 hPa(I_4)大气质量通量的季节变化.显然,不仅南、北半球间大气存在质量交换,越过其他纬度同样存在着经向大气质量输送,无论冬季、夏季还是年平均,各模式对越过其他纬度(60°S-60°N)经向大气质量输送的模拟结果与观测差异明显。整体权衡,UKMO_HADGEMl在模拟越赤道大气质量通量方面表现突出,MPI_ECHAM5模式优势较明显;NCAR、GISS和GFDL 3个模式在某些压力层内具有较好的模拟水平;MIROC模式对整层、700-300 hPa层的模拟能力较低,而对700 hPa以下层和300-70 hPa层的模拟水平较高;IAP_FGOALS和CNRM模式在模拟越赤道大气质量通量方面存在一定的不足.     

大气污染预报

大气污染预报方法要进行大气污染预报,必须分别预测污染源条件和气象条件,而后综合起来分析,这点已在前面叙述过了。但在实时预报中,进行污染源条件的预测有很多困难,所以,广泛采用的是:预先对对象地域容易产生高浓度大气污染的气象条件进行调查,而后按照是否符合形成高浓度污染气象条件的所谓潜势预测法进行预测。这种预测最简单的是选出过去比标准指标高的高浓度污染的高浓度污染日的天气图,进行气压分布的分类。     

关于我国和东亚酸性物质的输送研究：Ⅰ.三维欧拉污染物输送实用模式

本文发展了一种三维欧拉型污染物距离输送实用模式，比较详细地考虑了源、输送、干、湿沉降、气、液相化学过程。用分裂解法气相化学过程者查表式处理，颅具特色，使用实测气象输入场，节约了大量的计算机资源，通过模式的灵敏度试验，模式具有较高的分辨率和灵敏度，根据与实测资料对比，模式有较好的可信度，能方便的计算长时间（月，季，年）的污染物沉降及远距离输送态势。     

模式低空急流结构与水汽输送精度的数值试验

本文所使用的中尺度模式ＭＭ４改进了水汽平流的计算精度，引入了Ｐｒａｔｈｅｒ和Ｂｏｔｔ两种高精度正定闰流差分格式。首先探讨了仅考虑模式平流过程的情况下不同平流差分格式的误差特征对模式结果的可能影响。结果显示：ＭＭ４中原有的水汽平流差分格式在水汽梯度较大处产生水汽负值，而引入搞精度格式能正确模拟水汽为分布的特征，对不同精度的水汽平流分格式作了数值试验，不同格式下模式的低突急流结构有较明显差别，水汽输送     

源项对FLEXPART模式模拟福岛核事故放射性物质长距离传输的影响

对包括拉格朗日粒子模式在内的大气扩散模式,提供准确的源项有助于获取更好的模拟结果。以日本福岛核电站2011年3月发生的核泄漏事故为研究对象,采用日本原子能机构Terada源项以及挪威大气研究所Stohl源项,利用FLEXPART(FLEXible PARTicle dispersion mode)模拟了放射性物质137Cs在全球大气中扩散传输的过程,并利用大气辐射监测数据讨论了基于两种源项模拟烟云的时空分布特征,探讨了源项对模拟结果的不确定性影响。结果显示:Terada源项及Stohl源项之间释放总量、释放速率、释放高度等虽然略有差别,但总体趋势描述相似,使得基于两源项的模拟烟云的扩散过程及影响区域基本一致。两模拟烟云在中纬度西风带作用下,均表现为自西向东扩散,经过太平洋、美洲大陆、欧洲,最后在整个北半球传输。基于两源项在亚洲—太平洋及北美大陆等近距离的模拟烟云的首次到达时间与首次监测时间吻合度较好,在全球尺度上基于Stohl源项的模拟在首次到达时间方面表现更优。其次,基于两源项进行全球尺度的模拟,近距离站点的模拟效果优于远距离站点模拟效果,且基于Stohl源项的模拟精度较好,Terada源项可能存在低估。另外模式进行全球尺度的模拟时,针对不同粒子数目对模拟结果的影响进行了分析,发现粒子数目的多寡对模拟精度有所影响,也影响模拟烟云扩散后期的疏密程度。     

大气污染与气候异常

大气污染主要由两类物质形成：一是气溶胶状污染物,它包括粉尘、煤、烟、飞灰、有机物颗粒、矿物质烟尘和大量的煤、石油未充分燃烧而遗留的残渣等;二是气体状污染物,它包括硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、碳氢化物、有机氯化物等。这些污染物大部分是由各种工业企业排放的。污染物进入大气后,要经过一系列过程,这包括：随气流飘移,并逐渐扩散稀释;在大气中发生物理和化学的转化;因各种自然过程而从大气中清除。这３个过程不断地影响和改变污染物在大气中的浓度。大气污染物在大气中一般能存在一定时间,有的甚至能存在几十年。大气…     

全球大气污染问题

文内讨论了由于人类活动过程引起的平流层和对流层大气组成成份变化问题,及其对全球气候可能造成的影响。使空气污染的气体不仅在工业地区应该考虑,而且在世界范围内也越来越引起人们的注意。这是由于大气中组成成份的长期变化以及由此而影响气候变化的结果所引起的。对大气中的一些重要成份(它们有一部分是人类活动影响而产生的)进行简单的分