阿克达拉大气本底站臭氧浓度变化特征分析

利用阿勒泰平原地区阿克达拉大气本底站2010年1月1日—2016年12月31日的臭氧质量浓度数据与PM_(10)等相关气象资料相结合,对臭氧质量浓度的日、周、月、季节、年变化特征以及影响臭氧浓度变化的主要因素进行了分析。结果分析表明:臭氧每小时平均质量浓度日变化规律呈显著单峰型,夜晚的变化较小,白天变化较大,01:00前后达到最小值,16:00左右达到峰值;臭氧每日平均质量浓度变化不具有较为明显的"周末效应"现象,峰值出现在星期六,日平均质量浓度为63.2μg·m~(-3),最低值出现在星期一,日平均质量浓度为60.0μg·m~(-3),日平均质量浓度最高值和最低值仅相差3.2μg·m~(-3);臭氧月平均质量浓度最高出现在2014年5月,为85.1μg·m~(-3),最低月平均质量浓度出现在2015年11月,为32.2μg·m~(-3);春、夏季臭氧质量浓度较高,秋季和冬季明显低于春季和夏季;2010—2016年臭氧浓度趋势线整体呈下降趋势,其中2012—2014年臭氧浓度连续月变化有明显的单峰型年度变化规律;臭氧浓度与PM_(10)质量浓度变化具有明显的逆向变化趋势,同时存在时间变化上的延迟性,并且臭氧的浓度变化早于PM_(10)质量浓度的变化。     

北京市夏季臭氧变化特征的观测研究

利用2002年7月至8月325m气象塔资料研究了北京市夏季近地层臭氧浓度变化特征及其与气象因子的关系。结果表明：北京市夏季边界层臭氧浓度日变化显著．臭氧浓度随高度增加而增加；臭氧多数为单峰型分布，双峰型仅分布在底层；臭氧峰值出现时间与气温峰值出现时间基本一致，或略有落后。     

河北廊坊近地面层O_3特征及其影响因素

利用2013—2015年廊坊市环境监测数据及同期气象资料,采用相关分析等统计方法,分析廊坊市臭氧浓度的日变化特征、超标规律以及气象因素对其的影响。结果表明:臭氧浓度的日变化特征明显,为"1谷1峰"型,每日07:00—08:00左右达到谷值,15:00—16:00达到峰值;臭氧超标只集中出现在春季、夏季与秋季的部分月份,1—3月、11—12月不存在臭氧超标情况,超标现象日变化特征明显,主要出现在11:00—20:00。气象因素对臭氧浓度的影响很大,风向为西南风与东南风时臭氧超标率较高;臭氧超标时,地面天气类型主要为高压后部或高压底部,高空天气类型主要为脊前西北气流或平直西风环流;臭氧浓度与相对湿度呈显著负相关,与温度、日照呈显著正相关。     

2015-2019年成都夏季地面臭氧浓度与气象要素关系及臭氧污染天气分型

利用2015-2019年夏季地面臭氧浓度和常规气象观测资料,分析了成都夏季地面臭氧浓度的变化特征及其与气象要素的关系,并基于大气环流形势进行了分型。研究结果表明：(1)地面臭氧浓度有明显的日变化,呈单峰特征,最小值出现在清晨08:00左右,上午浓度迅速增加,午后15:00左右达峰值,随后浓度缓慢下降。(2)臭氧污染日与非臭氧污染日的地面臭氧浓度日变化趋势较为一致,但数值有所差异。两者深夜浓度值相当,08:00以后差值逐渐增大,至14:00达最大值93μg·m^-3,随后差值逐渐减小。(3)最大8 h滑动平均地面臭氧浓度与最高气温、最小相对湿度、紫外辐射强度相关性较好,相关系数分别为0.80、-0.76、0.74;臭氧污染易发生在气温高、湿度较低、紫外辐射强的气象条件下,在日最高气温大于30℃、最小相对湿度小于50%、平均紫外辐射强度大于20 W·m^-2的条件下,易出现臭氧污染。(4)根据臭氧污染时500 hPa天气形势,可将臭氧污染过程天气背景分为大陆高压型、脊前西北气流型、副高西部型、副高边缘型,成都夏季出现臭氧污染事件时最主要的天气类型为脊...     

惠州市臭氧污染特征及其与气象条件关系研究

利用广东省惠州市区2013—2016年逐日、逐时的环境和气象资料, 研究了珠江三角洲(简称“珠三角”)东侧惠州市臭氧污染特征及其与气象条件关系。结果表明:惠州市臭氧污染具有明显的月和季节变化特征, 10月臭氧平均浓度最高, 臭氧超标日和污染日主要出现在7—10月。惠州市臭氧浓度日变化呈单峰变化, 06—08时最低, 最大值出现在午后14—15时。臭氧浓度变化和气象条件关系密切, 低浓度臭氧大多出现在气温较低、相对湿度和风速较大、云量较多伴有降水、日照时数较小的天气, 臭氧浓度超标多出现在气温较高、相对湿度和风速较小、云量较少一般无降水、日照充足的天气。惠州市臭氧超标主要出现在地面和低空偏西风下, 这可能与惠州市处于珠三角城市群下风向的区域污染输送有关。      

福建省近地层臭氧时空分布与超标天气成因

该文利用2015—2016年福建省9个设区城市和平潭综合实验区环境监测臭氧小时浓度观测资料,采用统计学方法,归纳臭氧的时空分布规律,开展臭氧超标的天气学成因分析。结果表明,福建省沿海地区的臭氧年平均浓度高于内陆地区,沿海地区又以宁德—厦门一线为高值中心,其中平潭综合实验区(位于福建中部沿海的海岛)臭氧浓度全省最高,年平均浓度约为其他城市的1.5~2.5倍。不同城市臭氧季节分布呈现出一定的差异性,有的是春季最高,有的是秋季最高,但一般都是冬季最低;沿海和内陆地区9—10月是臭氧平均浓度最高的月份,其次是4—5月,低值在12—1月;各市臭氧日分布规律较一致呈现"单峰型",午后是臭氧浓度高值区,夜晨处于低值区。以福州市为例,对2013年1月—2017年7月臭氧超标个例进行天气成因分析,臭氧超标主要有光化学反应型、本地积累型、水平输送型、垂直输送型等4种,对比分析不同类型下臭氧超标的气象要素、大气扩散条件、颗粒物浓度、高发月份和主导天气形势等特征,并列举臭氧超标的典型个例,为高浓度臭氧的预报预警和天气成因分析提供技术支持。     

重霾天气气溶胶辐射效应对近地面臭氧峰值的影响

重度灰霾(或重霾)条件下,大气气溶胶颗粒物显著衰减到达地表的太阳紫外辐射,对臭氧O3光化学过程形成产生重要影响。通过对2013年12月1-10日发生在长三角地区的一次重霾过程进行详尽分析,结合对流层紫外和可见光模型(TUV)及NCAR箱式模型(MM),探讨气溶胶辐射效应对地面臭氧形成和浓度峰值的影响。研究表明,区域输送、稳定边界层累积和二次气溶胶过程等是导致本次重霾发生的主要原因;重霾条件下,臭氧光化学反应明显减弱,臭氧日峰值明显降低,但光化学反应仍缓慢进行;受各种因素如区域输送、边界层累积效应及二次气溶胶等过程影响,臭氧浓度随细颗粒物PM10浓度升高而缓慢上升。TUV和MM模拟结果与观测吻合较好,模拟结果进一步显示,当气溶胶光学厚度AOD由0.8增加到2.0时,到达地表的紫外辐射衰减63%,地面臭氧峰值浓度降低近83%,表明随着灰霾污染加重,近地层臭氧浓度有所降低。     

边界层臭氧浓度变化特征及相关因子分析

根据广州市城区麓湖、郊区花都测站的2004年污染物监测数据和气象资料,采用统计分析软件SPSS和Excel分析了广州市臭氧浓度的时间变化特征,包括臭氧浓度的年季变化、周变化及日变化特征,并分析了O3与污染物CO、NOx（NO和NO2）、SO2、PM10以及与气象条件之间的相关性。结果表明：广州市臭氧浓度一年出现2个峰值,分别为6月和10月并且郊区浓度大于城区;一周之中最大浓度出现在周末;O3日平均浓度与NOx、NO、CO、相对湿度负相关性较显著,与PM10和气温正相关性较显著;在气温较高、湿度较低的晴朗少云天气时,易造成广州市臭氧的高浓度。     

基于机器学习分类算法的臭氧浓度等级预报在长沙的应用

为准确预报臭氧浓度等级,基于EC＿THIN全球天气模式产品和我国自主研发的CMA＿GFS全球天气数值预报产品以及华南GRACEs大气成分模式输出产品,融合气象和环境观测数据,使用6种机器学习智能算法,构建耦合数值预报模式和机器学习的混合模型,旨在充分发挥数值预报与机器学习智能算法的优势和互补协同作用,实现臭氧浓度等级预报准确度的跨越式提升。共设置4个控制试验,选取不同的特征产品,依次使用机器学习经典分类算法对长沙市未来4天的臭氧浓度等级进行分类预报,取测试准确度最高的模型输出结果作为结果统计。发现：最优模型1～4天的测试准确度分别为81.7%、81.7%、78.3%、60.9%,大大高于大气成分模式预报和预报员经验,达到预期设计目标;高质量的天气模式产品对模型贡献大,而大气成分模式产品对模型贡献有限;模型3天以内预测性能较好,低等级预测性能较好,高等级预测性能一般。提出解决方案供讨论：增加高等级样本数量,增强模型对此类事件的识别能力;加强高等级臭氧污染的机理分析,组合出更精炼的因子供模型使用。     

边界层臭氧浓度变化特征及相关因子分析

根据广州市城区麓湖、郊区花都测站的2004年污染物监测数据和气象资料,采用统计分析软件SPSS和Excel分析了广州市臭氧浓度的时间变化特征,包括臭氧浓度的年季变化、周变化及日变化特征,并分析了O3与污染物CO、NOx(NO和NO2)、SO2、PM10以及与气象条件之间的相关性。结果表明:广州市臭氧浓度一年出现2个峰值,分别为6月和10月并且郊区浓度大于城区;一周之中最大浓度出现在周末;O3日平均浓度与NOx、NO、CO、相对湿度负相关性较显著,与PM10和气温正相关性较显著;在气温较高、湿度较低的晴朗少云天气时,易造成广州市臭氧的高浓度。     

拉萨地区夏季地面臭氧的观测和特征分析

1998年 6～ 9月 ,在西藏拉萨郊区 (海拔 36 5 0m ,2 9.6 5°N ,91.16°E)对地面臭氧进行了连续观测。该地区夏季地面臭氧日平均浓度在 10～ 6 0nL/L ,夏初的浓度较高于夏季后期。地面臭氧浓度的日变化呈单峰型 ,峰值出现在当地时间 10～ 18时 ,具有光化学过程臭氧生成的典型变化特征。局地风速、降水、太阳总辐射等气象因素的变化对地面臭氧浓度具有不同程度的影响。拉萨地区大规模宗教活动中的露天生物体燃烧 ,对地面臭氧浓度的增加有十分明显的贡献     

江苏臭氧污染特征及其与气象因子的关系

本文利用2013—2017年江苏70个环境监测站资料和13个国家气象观测站常规观测资料,研究江苏臭氧污染特征及其与气象因子的关系。结果表明:江苏臭氧质量浓度和超标率逐年增长,其空间分布特征由东部沿海城市大于西部内陆城市逐渐转为东西部城市差异不明显,南部城市超标率总体高于北部;4—9月臭氧质量浓度处于较高水平,夏季超标占一半以上;日变化呈"单峰单谷"型,15时(北京时间)前后超标率最大,O_(3-8 h)较O_(3-1 h)峰值推后3—4 h;O_3对空气质量不达标的贡献率呈逐年上升趋势;臭氧质量浓度与颗粒物和前体物NO_x日变化呈反相关,且存在"周末效应"。江苏地区臭氧质量浓度总体与气温正相关,相对湿度负相关,气温高于25℃、相对湿度30%～50%区间、风速低于4 m·s~(-1)以下易出现高浓度臭氧;苏南的城市主要在东南风向对应较高的值,而苏北城市多在西南风向对应的较高臭氧质量浓度值。     

江门市城区臭氧浓度变化特征及气象影响因素分析

基于2015—2017年广东省江门市城区臭氧浓度监测数据和气象观测数据,结合应用统计分析、聚类分析等方法,分析了江门臭氧浓度特征及气象影响因素,探讨了2017年江门臭氧严重超标的气象成因。2015—2017年,江门臭氧污染程度逐年加重,秋季臭氧浓度均值高于其它季节;37%的臭氧浓度超标日与西北太平洋或南海热带气旋活动有关,显著高于其它天气类型下超标日占比。臭氧浓度与白天气象要素相关性高于夜间,对臭氧浓度影响较大的气象要素有日照、相对湿度、气温。聚类分析得到6类气流轨迹,当气流轨迹为偏东(陆地)和偏北路径时,其受体臭氧浓度均值和污染气流轨迹占比显著高于平均值。2017年臭氧严重超标的气象成因是达到利于臭氧生成的气象条件阈值时数和日数显著高于以往,且途经江门以北和以东陆地的气流数目明显多于以往。      

重庆市臭氧污染及其气象因子预报方法对比研究

利用2014年1月1日至2018年12月31日的重庆市空气质量日均值资料,分析了重庆近5 a臭氧污染的特征。发现重庆市臭氧是除PM_2.5以外的第二大大气污染物,具有较强的季节变化特征,主要污染时段位于夏半年,在7—8月臭氧污染程度明显超过了PM_2.5。臭氧年平均浓度呈现逐年增加的趋势,首要污染物为臭氧的日数在2018年首次超过PM_2.5,臭氧成为2018年重庆市的第一大污染物,表明重庆正在由一个以颗粒物污染为主的城市转变为臭氧污染为主的城市。通过对同期逐日气象资料与臭氧8 h滑动平均日最大值相关性分析发现,大气温度、湿度及气压均为影响臭氧污染的重要气象因子。利用气象影响因子,采用逐步回归、支持向量机、神经网络方法对臭氧8 h滑动平均日最大值进行预报实验表明,三种预报模型均具有较强的预报能力,但总体来看预报均比实况略偏小。支持向量机方法的预报效果要稍好于逐步回归和神经网络方法,可为重庆市臭氧浓度预报提供参考。     

宁波地区不同季节不同强度霾天气变化特征

利用2014—2016年宁波市镇海地区逐时气象观测资料和大气成分监测资料,对宁波地区霾天气的变化特征进行统计分析。结果表明:2014—2016年宁波地区霾天气小时出现频率为28.8%,湿霾出现频率为61.0%。近3 a宁波地区霾天气小时出现频率呈下降趋势,秋冬季(11月至翌年1月)霾天气小时出现频率较高,夏季(6—8月)霾天气小时出现频率较低;从日变化来看,霾天气小时出现频率峰值集中出现在上午09时和夜间20—23时。宁波地区重度霾的PM_(2.5)、PM_(10)颗粒物浓度为轻微霾的2.13倍和1.92倍,干霾颗粒物浓度高于湿霾,宁波地区霾天气的颗粒物组成较稳定,PM_(2.5)/PM_(10)比重为0.7左右。宁波地区颗粒物浓度与风速和降水量的相关性较好,春季和夏季风速与PM_(2.5)浓度的相关性较高,秋季和冬季风速与PM_(10)浓度的相关性较高;降水与PM_(10)浓度的相关性高于PM_(2.5)浓度。静稳天气时地面风速小易造成细颗粒物浓度的积累增长,冬季西北偏北风和东北风是影响宁波地区PM_(2.5)浓度变化的重要输送路径,当风向为西北风时,冬季和春季PM_(10)浓度增加明显。     

基于天气分型和物理量诊断西北地区东部雷暴预报方法研究

利用2008—2013年西北地区东部169个气象观测站的天气实况资料和NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料计算的对流参数对西北地区东部雷暴日进行了天气分型,并应用分型统计的参数阈值对2013年西北地区东部雷暴日进行了试预报。结果表明:2008—2013年西北地区东部雷暴日集中出现在5—9月,占雷暴总日数的85.9%;雷暴日发生的天气形势可分为低涡型、低槽型、西北气流型和西南气流型4种。引入天气型强度指数,研究4种雷暴天气型的自动识别方法,通过天气分型检验表明,天气型自动识别方法可准确的识别雷暴发生的天气形势,且漏报较少。在天气型识别的基础上,进一步进行雷暴物理量诊断表明,消空效果明显。2008—2012年西北地区东部雷暴日回代预报的TS评分为54.1%,漏报雷暴日为4 d;2013年雷暴日试预报的TS评分为51.8%,漏报雷暴日为10 d;雷暴日回代预报与试预报的TS评分均超过气候概率,预报效果较理想,可为西北地区东部雷暴天气预报研究提供参考。     

惠州市春季臭氧污染和气象条件的关系

利用广东省惠州市2013—2018年逐日、逐时的环境和气象资料,研究了惠州市春季(3—5月)臭氧污染天气特征,并对2013年3月5—9日的一次臭氧污染过程进行了分析。结果表明:(1)惠州市春季臭氧质量浓度和臭氧污染日2015年起呈上升趋势,O_3-8 h平均质量浓度为92.0μg/m^3,年平均出现日数为4 d。(2)春季臭氧污染日出现在天气晴朗干燥、气温较高、日照充足且云量较少的情况下,臭氧污染日偏西风出现频率为22.4%,与无污染日相比偏高了13.1%;东南风出现频率为39.6%,与无污染日相比基本一致。(3)2013年3月5—9日臭氧污染期间,冷空气影响后惠州市出现晴朗干燥天气,有利于臭氧生成;地面到850 hPa均吹偏西风,惠州处于珠三角东侧,吹偏西风时处于城市群下风向,存在区域污染输送的可能。     

中国典型城市臭氧变化特征及其与气象条件的关系

利用不同气候背景代表城市北京、沈阳、银川、成都、南京和广州6个城市2014-2016年臭氧质量浓度和同期气象要素数据,对典型城市臭氧(O_3)浓度变化特征及其与气象条件的关系进行研究。结果表明:2014-2016年臭氧年平均浓度由高到低的顺序为南京沈阳北京银川成都广州,3年间广州臭氧浓度呈下降趋势,沈阳变化不大,其他城市总体呈上升趋势,其中,银川增幅最大,北京增幅最小;臭氧浓度月变化特征受纬度影响较大,随纬度增高单峰结构越明显,且各月郊区臭氧普遍高于市区;各城市臭氧日最大值出现在15:00(北京时,下同)-16:00,最小值出现在07:00-08:00,但其峰值、谷值及日变幅有明显差异,广州全天郊区臭氧都显著高于市区,其他城市则不同,11:00-17:00间两者差别较小,成都、南京、银川郊区峰值浓度甚至略低于市区,其余时段郊区高于市区;6个城市影响臭氧变化最主要的气象要素均是气温和日照时数,其次是相对湿度,再次是风速,气温高、日照长、湿度低有利于臭氧生成,相对而言,对于日照时间较长的北京、银川和沈阳,臭氧对气温的变化较其他城市更敏感,且与风速呈弱的正相关,而对于气温、湿度较高的广州、南京和成都,臭氧与日照时数和相对湿度的相关性较其他3个城市强,且与风速呈弱的负相关;城区臭氧与气象要素相关性普遍较郊区好。     

“13·12”西安重污染气象条件及影响因素

使用高分辨监测资料对2013年12月18—25日西安严重污染天气气象条件及影响因素进行分析。结果表明:严重污染期间,亚洲大陆中高纬度500 hPa呈一槽一脊经向环流型,陕西处于地面冷高压南部均压场控制下。空气质量转好时,高空锋区明显增强,地面冷锋快速东移、南压,边界层高度增大,近地层集聚污染物显著抬升。严重污染与非污染时段气象条件差异明显。除接地逆温外,近地层不同高度存在悬浮逆温,相对湿度呈湿-干-湿垂直分布,温湿条件有利于污染加强。严重污染属于以湿霾为主的重度霾天气,日平均能见度小于1.5 km,边界层高度小于0.7 km,郊区湿霾每日持续时间平均比市区长约5 h。严重污染期间,细颗粒物浓度远高于粗颗粒物,随时间增加趋势明显。颗粒物平均浓度在午后出现峰值,可能与边界层高度偏低、关中盆地地形因素密切相关,本地地面风场日变化对污染有加重效应。     

一次连续臭氧污染过程的气象条件分析

利用邢台市生态环境局的大气污染物监测数据和同期气象观测资料,对邢台市2018年6月10—24日的一次臭氧污染过程进行了分析。结果表明:(1)污染过程中邢台市4个监测点臭氧质量浓度变化趋势基本一致,邢师高专臭氧质量浓度最高,市环保局最低;臭氧质量浓度日变化呈单峰型,05:00—06:00最低,15:00最高,邢师高专臭氧质量浓度昼夜差最大,市环保局昼夜差最小。(2)晴天、阴天、雨天臭氧质量浓度变化趋势大致相同,日变化也呈单峰型,晴天臭氧质量浓度日变化剧烈,雨天则变化平缓。(3)臭氧质量浓度与平均气温、最高气温、最低气温、太阳辐射、平均风速均呈显著的正相关关系,其中与最高气温相关系数最高;臭氧质量浓度与NO_2、PM_(10)、CO、PM_(2.5)污染物之间呈显著负相关关系。(4)经过较强太阳辐射照射后,当最高气温在29℃及以上,相对湿度在30%～60%之间,风向为偏南风时,臭氧质量浓度在12:00—19:00时段易超标。