多烟团模式在环境风险评价中的应用

应用多烟团模式,以硫化氢泄漏对大气影响为研究对象,模拟一起典型的突发性环境风险事故。并结合风对硫化氢的影响作用,预测出给定稳定度时,少量硫化氢泄漏所达到的最大落地浓度以及最大落地浓度点的下风向距离。分析表明,在同样的稳定度条件下,风速的不同会导致硫化氢扩散存在很大差异。并且在模拟过程中,少量的危险性气体硫化氢在大气中的扩散没有出现致死浓度,但存在一定的危害范围。因此,相关部门应当给予足够的重视,并对其周边环境以及居民做出相应的应急防范措施。     

开滦苯加氢精制工程环境风险评价

以某苯加氢精制工程为例,探讨了焦化行业环境风险评价方法;利用该项目所在地近3 a地面常规气象观测资料,分析了当地的污染气象特征;采用风险识别、源项分析、后果计算、风险评价等环境风险评价技术方法,筛选出主要风险因子并进行风险预测,采用多烟团模式并考虑气象因素进行风险计算。结果表明:污染事故发生后,苯类物质的地面浓度最大值为3 214 mg/m3,位于距离事故发生源WNW方向约50 m处超标1 339倍,由此可知近距离污染严重;高浓度污染物主要集中在污染源附近,随着距离的延长,污染物浓度不断向下风向扩散,超标范围在6 km内。利用简化分析法,定量给出此项工程的最大可信事故风险值为7.6×10-6/a,小于化工行业风险值8.33×10-5/a,此工程风险值水平与同行业比较在可接受的范围内。     

开滦苯加氢精制工程环境风险评价

以某苯加氢精制工程为例,探讨了焦化行业环境风险评价方法;利用该项目所在地近3 a地面常规气象观测资料,分析了当地的污染气象特征;采用风险识别、源项分析、后果计算、风险评价等环境风险评价技术方法,筛选出主要风险因子并进行风险预测,采用多烟团模式并考虑气象因素进行风险计算。结果表明：污染事故发生后,苯类物质的地面浓度最大值为3 214 mg/m^3,位于距离事故发生源WNW方向约50 m处超标1 339倍,由此可知近距离污染严重;高浓度污染物主要集中在污染源附近,随着距离的延长,污染物浓度不断向下风向扩散,超标范围在6 km内。利用简化分析法,定量给出此项工程的最大可信事故风险值为7.6×10^-6/a,小于化工行业风险值8.33×10^-5/a,此工程风险值水平与同行业比较在可接受的范围内。     

复杂地形城市冬季边界层气溶胶扩散和分布模拟

着眼于城市冬季气溶胶扩散特征问题,针对地形复杂的兰州市及周边地区,开发了WRF模式,使之与包含了大气气溶胶辐射效应和气溶胶粒子扩散的综合大气边界层数值模式嵌套,以模拟城市冬季边界层气溶胶的扩散和分布规律。通过一个个例的模拟结果分析,揭示了兰州冬季气溶胶的扩散分布的如下特征;市区盆地内100 m以下存在东、西两个浓度高值中心,中心值为0.6~3.0 mg.m-3,往上浓度递减,1000 m高度处仅为0.02 mg.m-3。受排放源强、源高、气象场等因素的共同影响,白天盆地内气溶胶浓度随高度和时间的变化强烈,白天浓度随时间最大变化幅度为1.0 mg.m-3。气溶胶输送扩散高度可达到600~800 m,此高度以上浓度值很小。代表性测点上模拟的气溶胶浓度廓线表明,中午浓度达到最高,垂直扩散最强。这些结果与以往的烟雾层高度观测和气溶胶光学厚度观测结果吻合。夜间,盆地内气溶胶浓度随高度和时间的变化减弱,气溶胶输送扩散高度在400~500m,夜间浓度随时间变化平均幅度为0.05 mg.m-3。     

2009年秋季南京地区一次持续性灰霾天气过程研究

2009年10月14—27日,南京地区发生了一次持续性的灰霾天气过程。利用气象观测资料和污染物浓度监测资料,结合焚烧点监测、后向气流轨迹模拟,分析了颗粒物和气态污染物的浓度演变特征、气象要素特征及产生持续灰霾天气的可能原因。研究表明,该次过程中绝大部分时间能见度低于10 km,空气污染指数最大时达到195。地面PM2.5质量浓度有显著增长,在26日达到最大值为0.782 mg/m3。NO2质量浓度日均值在24日和27日超过了环境空气质量二级标准,其含量分别为0.094和0.099 mg/m3,对应NOx质量浓度分别为0.105和0.108 mg/m3。SO2质量浓度在22日达到峰值,最大值为0.161 mg/m3,平均值为0.083 mg/m3,低于环境空气质量二级标准。分析显示:近半个月内南京地区天气形势稳定,处于持续温度偏高、干燥无雨的状态,非常有利于灰霾天气的发生。卫星监测发现24、25、26日江淮之间中部均有火点,其中24日有50个着火点,25日增加为85个,26日减少为38个,表明有秸秆焚烧现象存在。从后向气流轨迹分析来看,在秸秆焚烧最为严重的3 d内,南京地区主要受到来自东到东北方向气流的影响,有利于秸秆焚烧形成的污染物经气流输送影响南京,造成严重灰霾天气。     

气象条件对烟囱污染物影响的模拟研究

利用ISC3模型模拟了某电厂不同高度烟囱在不同风速、不同稳定度情况下SO2的最大落地浓度和落地距离。结果表明：在烟囱高度不变的情况下,稳定度不变,如果风速逐渐加大,则SO2最大落地浓度变小,且最大落地距离亦变小;烟囱高度不变且风速不变情况下,稳定度由稳定趋向于不稳定,则SO2最大浓度变小且最大落地距离变小;在风速和稳定度不变的条件下,随着烟囱高度的减小,SO2最大浓度变大且最大落地距离不变;在建烟囱最高高度不宜超过300 m。     

气象条件对烟囱污染物影响的模拟研究

利用ISC3模型模拟了某电厂不同高度烟囱在不同风速、不同稳定度情况下SO2的最大落地浓度和落地距离。结果表明:在烟囱高度不变的情况下,稳定度不变,如果风速逐渐加大,则SO2最大落地浓度变小,且最大落地距离亦变小;烟囱高度不变且风速不变情况下,稳定度由稳定趋向于不稳定,则SO2最大浓度变小且最大落地距离变小;在风速和稳定度不变的条件下,随着烟囱高度的减小,SO2最大浓度变大且最大落地距离不变;在建烟囱最高高度不宜超过300 m。     

凉山州工业排放PM_（10）的数值模拟研究

利用CALPUFF耦合MM5的大气扩散模型,对四川省凉山彝族自治州2007年工业排放PM10的扩散传输进行数值模拟,分析了污染物的浓度时空分布以及影响污染物浓度分布的主要因素。结果表明：CALPUFF耦合MM5模型对凉山州2007年工业排放PM10的浓度模拟有着较好的适用性;污染物主要沿着安宁河和黑水河分布,浓度分布特征随时间变化,其中冬季污染较为严重;各市（县）的PM10浓度值有空间差异,西昌和甘洛污染最为严重,季平均浓度分别为67.81μg/m3和57.23μg/m3;凉山州PM10的浓度分布受气象条件、地形和污染源的地理位置的综合影响。     

凉山州工业排放PM10的数值模拟研究

利用CALPUFF耦合MM5的大气扩散模型,对四川省凉山彝族自治州2007年工业排放PM10的扩散传输进行数值模拟,分析了污染物的浓度时空分布以及影响污染物浓度分布的主要因素.结果表明:CALPUFF耦合MM5模型对凉山州2007年工业排放PM10的浓度模拟有着较好的适用性;污染物主要沿着安宁河和黑水河分布,浓度分布特征随时间变化,其中冬季污染较为严重;各市(县)的PM10浓度值有空间差异,西昌和甘洛污染最为严重,季平均浓度分别为67.81μg/m3和57.23μg/m3;凉山州PM10的浓度分布受气象条件、地形和污染源的地理位置的综合影响.     

城市化对石家庄站近地面风速趋势的影响

利用1972—2012年石家庄城市站和4个乡村站地面风速资料,采用城乡对比方法,对石家庄城市站地面风速序列中的城市化影响进行分析,结果表明,石家庄站年和季节平均地面风速和平均10 min最大风速的长期下降趋势,主要是由城市化因素引起。具体结论如下：(1)石家庄站年和四季平均风速、平均10 min最大风速和大风日数均呈极显著的减少趋势,年平均减少速率分别为-0.15 (m/s)/10a、-1.05 (m/s)/10a和-2.90 d/10a;乡村站年平均风速呈微弱下降趋势,年平均10 min最大风速减少较为明显,年大风日数减少趋势非常显著,减少速率分别为-0.02 (m/s)/10a、-0.21 (m/s)/10a和-2.19 d/10a。(2)石家庄站年平均风速下降趋势中的城市化影响为-0.13 (m/s)/10a,城市化影响非常显著,城市化贡献率达到86.0%。该站春、夏、秋、冬季平均风速变化的城市化影响分别为-0.16 (m/s)/10a、-0.10 (m/s)/10a、-0.13 (m/s)/10a和-0.15 (m/s)/10a,城市化贡献率分别为82.8%、87.6%、88.6%和85.4%。(3)石家庄站年平均10 min最大风速变化趋势中的城市化影响为-0.84 (m/s)/10a,城市化贡献率为79.7%;春、夏、秋、冬季平均10 min最大风速变化趋势中的城市化影响分别为-0.94 (m/s)/10a、-0.80 (m/s)/10a、-0.60 (m/s)/10a和-1.01 (m/s)/10a,城市化贡献率分别达到90.4%、78.6%、64.9%和79.1%。(4)城市化对石家庄站年大风日数减少的影响不显著,但冬季大风日数减少仍明显与城市化过程有关。     

南京市郊雾水中重金属和大气污染物的观测分析

利用2006年12月南京市北郊雾水样品化学分析资料和同期气象资料研究郊区雾水中重金属和雾天大气污染特征。结果表明,郊区出现雾天时,不利于大气污染物的扩散,造成较严重的大气污染,污染物浓度变化与雾的生消基本同步;大雾期间PM10浓度比起雾前高2．5倍。雾水中重金属浓度在0．0205—1．8248mg／L范围,平均1．32mg／L;对重金属与大气污染物作相关分析,除类金属As外,Cd、Cr、Cu、Mn和Fe浓度两两之间相关系数均大于0．91,说明重金属排放具有同源性。     

通辽市可吸入颗粒物质量浓度变化监测分析

文章基于通辽市2011年6月至2013年5月可吸入颗粒物质量浓度(PM10)资料数据,统计结果表明:(1)PM10年均质量浓度为85.92μg·m-3,未达到国家环境空气质量二级标准;(2)PM10季均质量浓度特征是春季冬季秋季夏季,PM10月平均质量浓度与季节分布基本一致;(3)PM10质量浓度在一周中呈现出单峰变化的特点,不同季节PM10质量浓度周变化不同;(4)PM10质量浓度日变化呈现双峰型分布。PM10浓度峰值从夏季到冬季逐渐推迟,这主要与日出日落时间和其他气象条件,以及上下班交通高峰相关;春季峰值还与沙尘天气发生时间有关。     

大气扩散模型在气象应急保障中的应用

根据2008年11月12日广州市气象局在从化市举行的气象应急保障演习,利用气体扩散模型和事故现场气象参数,对污染事故的环境影响进行评估,为发生有毒有害化学品泄漏或爆炸期间气象应急保障提供技术支持,以便采取有效的措施,令污染事故对周围环境的影响和人员的伤亡降至最低。     

Measurement of Carbon Dioxide Emissions Plumes from Prudhoe Bay, Alaska Oil Fields

Large carbon dioxide plumes with concentrations up to 45 ppm aboveambient levels were measured about 15 km downwind of the Prudhoe Bay, Alaskamajor oil production facilities, located at 70° N Lat. above the ArcticCircle. The measured emissions were 1.3 × 10³ metrictons (C) hour^-1 (11.4× 10⁶ metric tons(C) year^-1), six times greater than the combustion emissionsassumed by Jaffe and coworkers in J. Atmos. Chem. 20 (1995), 213–227,based on 1989 reported Prudhoe Bay oil facility fuel consumption data, andfour times greater than the total C emissions reported by the oil facilitiesfor the same months as the measurement time periods. Variations in theemissions were estimated by extrapolating the observed emissions at a singlealtitude for all tundra research transect flights conducted downwind of theoil fields. These 30 flights yielded an average emission rate of1.02 × 10³ metric tons (C) hour^-1 with astandard deviation of 0.33 × 10³. These quantity ofemissions are roughly equivalent to the carbon dioxide emissions of7–10 million hectares of arctic tussock tundra (Oechel and Vourlitis,Trends in Ecol. Evolution 9 (1994), 324–329).     

A determination of the CH4, NO x and CO2 emissions from the Prudhoe Bay,Alaska oil development

In this paper we quantify the CH₄, CO₂ and NO _x emissions during routine operations at a major oil and gas production facility, Prudhoe Bay, Alaska, using the concentrations of combustion by products measured at the NOAA-CMDL observatory at Barrow, Alaska and fuel consumption data from Prudhoe Bay. During the 1989 and 1990 measurement campaigns, 10 periods (called events) were unambiguously identified where surface winds carry the Prudhoe Bay emissions to Barrow (approximately 300 km). The events ranged in duration from 8–48 h and bring ambient air masses containing substantially elevated concentrations of CH₄, CO₂ and NO _y to Barrow. Using the slope of the observed CH₄ vs CO₂ concentrations during the events and the CO₂ emissions based on reported fuel consumption data, we calculate annual CH₄ emissions of (24+/–8)×10³ metric tons from the facility. In a similar manner, the annual NO _x emissions are calculated to be (12+/–4)×10³ metric tons, which is in agreement with an independently determined value. The calculated CH₄ emissions represent the amount released during routine operations including leakage. However this quantity would not include CH₄ released during non-routine operations, such as from venting or gas flaring.     

山东省设施农业生产季连阴天时空演变特征及其影响

利用山东省59个国家级气象观测站1961—2018年逐日日照时数及32个设施农业小气候观测站2008—2018年逐日气温观测资料,采用线性回归法、Mann-Kendall突变检验法及反距离权重插值法等分析了设施农业生产季连阴天时空分布和变化规律及其对设施内气温条件的影响。结果表明,时间上,过去58 a山东省连阴天年总发生次数和总连阴天数分别以1.7次·a-1和6.5 d·a-1的趋势增加,且年总发生次数在1999年发生突变;空间上,过去58 a连阴天总发生次数和总连阴天数均呈“东北—西南”向增多分布,聊城和德州地区的增加较其他区域更为明显,单站年发生次数和连阴天数增加超过0.06次·a-1和0.2 d·a-1,且变化趋势在聊城等15个和13个站点通过显著性水平为0.05的显著性检验;随着连阴天数增加,设施内气温降温幅度会增大;相同连阴天数时,平均气温和最低气温降幅春秋季大于冬季,分析其原因可能是春秋季基础温度高于冬季,从而更容易引起温度的剧烈变化所导致。研究结果可为有关部门研究设施农业种植布局和指导设施农业生产及防灾减灾提供理论支持。     

2017年漳州海陆风特征与冬春季污染物浓度关系

利用2017年福建漳州和南部海岛气象观测资料,通过统计分析和人工订正判识海陆风日,再结合天气形势和污染物浓度资料分析海陆风日的天气特征及其与污染物浓度的关系。结果表明：漳州海陆风日是海岛站的2.2倍,春夏季是海陆风的高发季节,秋冬季相对较少。冬季海陆风日主导天气形势为变性冷高压、高压后部、锋前暖区等,气象要素场配置为气压梯度小、气温高、风速小、日照时间长、湿度低、云量少,气象条件不利于污染物的稀释、扩散;海陆风影响下除了O₃,其他5种污染物浓度均高于系统风日2—3倍,其中颗粒物浓度明显偏高。与冬季不同,春季海陆风不仅对颗粒物浓度升高有利,对O₃浓度升高贡献更加明显,主导天气形势、气象要素场配置与冬季类似;海陆风影响下所有污染浓度均高于系统风日1—2倍,且易出现O₃超标现象。研究显示,漳州的海陆风全年发生频率虽然不到30%,但其特有的日变化规律和局地环流结构对污染物累积、输送具有重要的影响。     

银川市路面温度预报与爆胎指数预报方法研究

利用7月份银川市沥青、水泥2种路面温度实测资料,研究了银川市水泥、沥青城市道路路面温度特征及其与气温、相对湿度、风等气象要素的关系,采用统计回归方法,建立了路面温度统计预报模型。在此模型基础上,分析了气温、车速和路面温度之间的关系,继而建立了爆胎指数分级预报方法和标准。结果表明：导致汽车爆胎的因素有很多,但当气温低于25℃时,即使是高速行驶的汽车,也不易因路面温度导致爆胎;而当气温高于35℃时,路面温度可高达70℃以上,此时车速在66km／h以上就有可能爆胎,车速超过82km／h时,爆胎的可能性非常大。通过对路面温度预报模型的检验表明,尽管建立的模型比较简单,也不能完全反应气象要素和路面温度之间更深层的关系,但是该模型的求解过程简单易懂,输人参数少且易于获得,可操作性强,预测精准度已满足业务需要,值得在业务中使用,在以后的业务中,通过不断的改进和完善,预报效果将得到进一步提升。