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基于区域传输矩阵和PM_2.5达标约束的大气容量计算方法

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环境科学 2018年第8期39卷 3485-3491页

作者：李敏辉廖程浩杨柳林曾武涛唐喜斌广东省环境科学研究院广州510045 广东省区域大气环境质量科学研究中心广州510045 广东省环境保护大气环境管理与政策模拟重点实验室广州510045

大气环境容量是环保规划中的重要参考指标.为满足PM_(2.5)的达标,在传统的容量计算方法基础上,筛选不利气象年份,结合CAMx-PSAT模式计算的区域传输结果,优化广东省各城市的大气环境容量分配,并综合分析各城市超载情况,模拟容量情景下的P... 详细信息

大气环境容量是环保规划中的重要参考指标.为满足PM_(2.5)的达标,在传统的容量计算方法基础上,筛选不利气象年份,结合CAMx-PSAT模式计算的区域传输结果,优化广东省各城市的大气环境容量分配,并综合分析各城市超载情况,模拟容量情景下的PM_(2.5)浓度.结果表明,在全省各地市PM_(2.5)≤35μg·m-3的约束下,广东省SO2容量约为68万t;NOx约为135万t;NH3约为46万t;PM_(2.5)约为51万t.2014年广东省SO2排放超出容量10%,NOx超出12%,NH3超出9%,一次PM_(2.5)超出20%.污染物种超载数量较多的城市有广州、佛山、中山、清远.当实现容量情景时,全省PM_(2.5)年均浓度约在30μg·m-3,各城市年均值都达到国家空气质量二级标准.

关键词：大气环境容量空气质量模拟区域传输超载率广东省

长江中游地区PM_(2.5)重污染过程的典型天气环流分型及区域传输影响

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环境科学 2022年第8期43卷 3913-3922页

作者：王莹智协飞白永清董甫张玲南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心气象灾害教育部重点实验室南京210044 天气在线气象应用研究所无锡214000 中国气象局武汉暴雨研究所暴雨监测预警湖北省重点实验室武汉430205

作为一个新的区域性霾污染中心,长江中游地区地理位置特殊,是我国中东部地区大气污染物区域传输的重要枢纽,天气环流对该区域不同传输和累积型PM_(2.5)重污染的形成机制还不甚了解.利用T-mode斜交旋转主成分分析法(PCT),对2015~2019年... 详细信息

作为一个新的区域性霾污染中心,长江中游地区地理位置特殊,是我国中东部地区大气污染物区域传输的重要枢纽,天气环流对该区域不同传输和累积型PM_(2.5)重污染的形成机制还不甚了解.利用T-mode斜交旋转主成分分析法(PCT),对2015~2019年采暖季长江中游地区74 d PM_(2.5)重污染事件进行天气环流分型,得到:PCT1高压底部传输型(天数:41 d,占比:55.4%)、PCT2低压辐合累积型(天数:12 d,占比:16.2%)、PCT3高压静稳累积型(天数:11 d,占比:14.9%)和PCT4高压后部传输型(天数:10 d,占比:13.5%)这4种主要的大气环流类型.区域传输型污染(PCT1和PCT4)占比高达69%,是长江中游地区PM_(2.5)重污染发生的主导因素,突显了地域特殊性.其中,PCT1是最主要的环流型,冷锋南侵伴随强偏北风驱动上游地区污染物快速传输,使得PM_(2.5)浓度暴发式增长.境内传输通道城市襄阳、荆门和荆州PM_(2.5)传输过程具有12 h滞后特征,其PM_(2.5)影响源区主要分布在上游的河南中北部、山东西部和华北大部分地区.PCT4传输型受低层偏东风输送影响,污染上升速率也相对较快.PCT2和PCT3为静稳天气环流型,地面风速较小,低层水平辐合和下沉运动有利本地PM_(2.5)重污染累积,污染上升速率和持续时间都相对传输型更长.

关键词： PM_(2.5) 长江中游地区区域传输 T-mode斜交旋转主成分分析法(PCT) 环流分型

长三角地区典型 PM_(2.5)污染过程和跨区域传输对宁波污染贡献评估模拟

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环境科学 2023年第2期44卷 634-645页

作者：潘勇郑捷肖航中国科学院城市环境研究所区域大气环境卓越研究中心厦门361021 中国科学院城市环境研究所宁波观测研究站浙江省城市环境过程与污染控制重点实验室宁波315800 中国科学院大学北京100049

利用WRF模式和嵌套网格空气质量模式(NAQPMS)对长三角地区2015年1月一次典型PM_(2.5)区域重污染事件进行数值模拟.结果表明,NAQPMS模拟再现了长三角地区PM_(2.5)重污染的发展过程,外来区域污染输送是导致长三角地区发生重污染的一个重... 详细信息

利用WRF模式和嵌套网格空气质量模式(NAQPMS)对长三角地区2015年1月一次典型PM_(2.5)区域重污染事件进行数值模拟.结果表明,NAQPMS模拟再现了长三角地区PM_(2.5)重污染的发展过程,外来区域污染输送是导致长三角地区发生重污染的一个重要因素,主要受3条通道传输影响:内陆(河南-安徽-江苏)通道、沿海(京津冀-山东-江苏)通道和海洋(京津冀-山东-黄海-江苏)通道.以宁波为对象评估污染跨区域输送贡献的解析结果表明:污染发生阶段以沿海通道输送为主,外来区域输送江苏贡献率较大(36.51%);重污染阶段以内陆通道和海洋通道为主,主要外来区域贡献为浙江北(25.55%)、安徽(12.33%)和海洋(16.92%);污染消散主要受海洋通道影响,外来输送主要为江苏(14.74%)和海洋(31.43%).

关键词： PM_(2.5) 重污染数据值模拟 NAQPMS模式区域传输源解析

基于空间密集传感器解析城市本地排放和区域传输贡献方法初探

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环境科学学报 2021年第9期41卷 3683-3695页

作者：张成影廖婷婷孙扬韩琳孟祥来张琛成都信息工程大学大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室成都610225 中国科学院大气物理研究所创新转化基地淮南232000

为了对城市污染物进行详细区域来源解析,基于长沙市低成本传感器监测网络,收集了2019年10月PM_(2.5)、PM_(10)、SO_(2)、NO_(2)的高空间分辨率监测数据,对污染特征进行分析.同时,根据本地排放和背景浓度变化的不同相对频率,基于小波分... 详细信息

为了对城市污染物进行详细区域来源解析,基于长沙市低成本传感器监测网络,收集了2019年10月PM_(2.5)、PM_(10)、SO_(2)、NO_(2)的高空间分辨率监测数据,对污染特征进行分析.同时,根据本地排放和背景浓度变化的不同相对频率,基于小波分析提取了污染物背景浓度并结合空间密集监测量化了城市环境中监测点的近场、远场及区域传输贡献.结果显示,2019年10月长沙市4项常规污染物中,PM_(2.5)浓度较高,SO_(2)浓度较低.小波分析提取各监测点背景浓度结果表明,部署在乡村的监测点PM_(2.5)、PM_(10)和NO_(2)背景浓度平均水平较低,而城市总体数据分布更分散,存在明显的本地排放源.估计近场、远场及区域传输对城市监测点总污染水平贡献发现,研究期间,区域传输对监测点污染贡献最大.其中,PM_(2.5)的区域贡献、远场贡献和近场贡献占比分别为43%、24%和17%;PM_(10)的区域贡献占比较高为59%,远场贡献和近场贡献分别占比14%和16%;NO_(2)的区域贡献、远场贡献和近场贡献占比分别为45%、24%和19%;而SO_(2)主要以区域贡献为主,占比达78%.

关键词：小波分析传感器污染物本地排放区域传输长沙

南京冬季一次重霾污染事件PM_(2.5)区域传输收支分析

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环境科学学报 2018年第12期38卷 4605-4611页

作者：唐兆康吴峡生高嵩李杰徐敏辉祝莹颖李秋阳欧阳礼玺赵天良王振会南京信息工程大学大气物理学院南京210044 江苏省电力公司电力科学研究院南京211103 南京信息工程大学大气科学学院南京210044 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

利用WRF-Chem模式对2015年12月21—23日南京一次重霾污染过程进行模拟.基于合理的模拟评估,采用大气传输通量计算法,着重分析了此次霾污染过程中模拟的南京地区PM_(2.5)的传输收支特征,以及周边地区大气污染物传输对南京市PM_(2.5)变化... 详细信息

利用WRF-Chem模式对2015年12月21—23日南京一次重霾污染过程进行模拟.基于合理的模拟评估,采用大气传输通量计算法,着重分析了此次霾污染过程中模拟的南京地区PM_(2.5)的传输收支特征,以及周边地区大气污染物传输对南京市PM_(2.5)变化的贡献.结果表明,此次霾污染过程中,本地源与外来源区域传输共同影响着南京市的空气质量.PM_(2.5)的跨区域传输是此次重霾污染发生和消亡的重要因素.在霾污染事件的形成维持阶段,南京地区是作为周边地区PM_(2.5)的接收区,大气污染物主要由南京的西边界输入,大气污染物的外源输入是南京PM_(2.5)污染的主要贡献来源,占南京PM_(2.5)污染的84%.在霾污染事件的消亡阶段,南京地区则是作为周边地区PM_(2.5)的源,大气污染物主要由南京的东边界持续向外输出.

关键词： PM2.5 霾污染 WRF-Chem 大气传输通量区域传输

唐山PM_(2.5)污染特征及区域传输的贡献

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北京工业大学学报 2017年第8期43卷 1252-1262页

作者：张晗宇郎建垒温维程水源王刚北京工业大学区域大气复合污染防治北京市重点实验室北京100124 北京市气象局北京100089

为研究唐山PM_(2.5)污染特征及区域传输贡献,对唐山冬夏2季PM_(2.5)环境样品进行测试分析,并采用WRFCAMx对京津冀地区PM_(2.5)及二次离子进行定量模拟,获取了PM_(2.5)成分谱数据,估算了PM_(2.5)和二次离子的区域传输贡献.唐山冬夏2季PM_... 详细信息

为研究唐山PM_(2.5)污染特征及区域传输贡献,对唐山冬夏2季PM_(2.5)环境样品进行测试分析,并采用WRFCAMx对京津冀地区PM_(2.5)及二次离子进行定量模拟,获取了PM_(2.5)成分谱数据,估算了PM_(2.5)和二次离子的区域传输贡献.唐山冬夏2季PM_(2.5)平均质量浓度分别为(117.9±56.6)、(77.3±29.8)μg/m3,超标率分别为65.0%和41.7%;水溶性离子的平均质量浓度分别为(58.4±17.9)和(42.6±23.6)μg/m^3,分别占PM_(2.5)的49.4%和55.0%,是PM_(2.5)的主要成分.Cu、Zn、As、Sr、Cd、Sb、Pb主要来自人为源,Na、Mg等其余元素主要来自地壳源.冬夏2季PM_(2.5)受外来源贡献分别为26.9%和31.1%,二次无机气溶胶(secondary inorganic aerosol,SIA)传输作用较PM_(2.5)更为显著,夏季PM_(2.5)和SIA外来源贡献高于冬季,高质量浓度时段外来源贡献会有一定幅度的上升.稳定的大气环流背景场、低风速等气象条件和燃煤排放源的增加是造成冬季重污染发生的重要原因.

关键词： PM2.5 组分特征重污染区域传输

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冬季若干典型城市大气污染模式及跨区域传输

环境科学与技术 2016年第S1期39卷 193-198页

作者：曹治国沈墨海李田田陈惠鑫石玉盟任浩闫广轩王春峰王学锋席本野河南师范大学环境学院黄淮水环境污染与防治教育部重点实验室河南省环境污染控制重点实验室河南新乡453007 清华大学环境学院新兴有机污染物控制北京市重点实验室北京100084 北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083

伴随城市化进程,中国大气污染问题正日益凸显,并受到了全社会的广泛关注。根据2014年12月到2015年3月的空气质量指数(air quality index,AQI)监测数据,该文探究了14个典型城市的大气污染特征及日内、日间变化规律,对影响城市大气污染特... 详细信息

伴随城市化进程,中国大气污染问题正日益凸显,并受到了全社会的广泛关注。根据2014年12月到2015年3月的空气质量指数(air quality index,AQI)监测数据,该文探究了14个典型城市的大气污染特征及日内、日间变化规律,对影响城市大气污染特征及变化规律的关键因素进行了分析。结果表明,我国南方城市的空气质量总体优于北方城市。城市空气质量随时间变化的波动性在不同城市间存在显著差异。相邻城市的大气污染程度和时间变化规律都呈现出较高的相似度。大气污染在城市间存在长距离跨区域传输现象。

关键词：空气污染时间变化区域传输

典型区域传输过程关键源区减排对天津无机气溶胶及PM2.5的影响研究

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气候与环境研究 2023年第6期28卷 583-598页

作者：卢苗苗韩素芹唐晓吴倩孔磊丁净刘可欣王自发天津市环境气象中心天津300074 中国气象局-南开大学大气环境与健康研究联合实验室天津300074 中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室北京100029 湖北省生态环境科学研究院武汉430070 南开大学环境科学与工程学院国家环境保护城市空气颗粒物污染防治重点实验室天津300350 中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

利用嵌套网格空气质量数值预报模式NAQPMS探究一次典型区域传输过程关键源区气态前体物减排对天津无机气溶胶(IA)及PM2.5的影响。大尺度区域高精度的IA模拟数据显示,华北平原地区生成了高浓度的IA,向华东地区传输后,按顺时针方向又返回... 详细信息

利用嵌套网格空气质量数值预报模式NAQPMS探究一次典型区域传输过程关键源区气态前体物减排对天津无机气溶胶(IA)及PM2.5的影响。大尺度区域高精度的IA模拟数据显示,华北平原地区生成了高浓度的IA,向华东地区传输后,按顺时针方向又返回华北平原地区。这一往返式区域传输过程导致天津出现两次污染时段。利用耦合在NAQPMS中的在线污染物来源追踪方法量化了不同源区对天津IA的贡献,识别出华北平原地区是关键源区,日均贡献为57.6%~100%。在天津污染前1天和污染天对华北平原地区SO_(2)、NH3和NO_(x)减排30%分别开展敏感性试验,研究表明NH3减排导致天津IA和PM2.5最大下降率分别为30.8%和13.3%,是SO_(2)减排对IA和PM2.5最大下降率的16倍和26.6倍,是NO_(x)减排情景对IA和PM2.5最大下降率的7倍和6.4倍,成为降低天津污染水平最显著的前体物。SO_(2)减排造成天津硝酸盐浓度上升,最大增长率为3.5%,根据热动力学平衡原理,SO_(2)减排导致生成的硫酸铵减少,气态NH3增加又引起更多的HNO_(3)被中和,生成硝酸盐。NO_(x)减排对华北平原不同地区硝酸盐产生增加/降低两种效应,双效应沿着传输路径依次向下游传播,造成天津硝酸盐、IA及PM2.5浓度先降低后增加。研究结果高度强调了在污染传输过程,关键源区正效应的传播会加快降低气溶胶浓度,但负效应的传播会增加大气污染联防联控的难度。

关键词：无机气溶胶 PM2.5 前体物减排数值模拟区域传输

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宝鸡城郊灰霾与非灰霾天大气颗粒物中水溶性无机离子的粒径分布特征及区域传输

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环境化学 2019年第3期38卷 565-571页

作者：周变红武洋洋刘雅雯张容端曹夏闫昕张欢赵阿玲史利辉宝鸡文理学院地理与环境学院陕西省灾害监测与机理模拟重点实验室宝鸡721013 中国科学院地球环境研究所中国科学院气溶胶化学物理重点实验室西安710061 陕西省扶风县国土资源局宝鸡722200 陕西省咸阳市道北中学咸阳712000 陕西省扶风县农业局宝鸡722200

本文采用安德森大气颗粒物分级采样器分别采集了宝鸡城郊灰霾天和非灰霾天的大气颗粒物,利用离子色谱仪进行水溶性无机离子组分的分析,探讨了宝鸡城郊大气颗粒物中离子组分的粒径分布特征;结合风向及气团后向轨迹,分析了大气污染物的区... 详细信息

本文采用安德森大气颗粒物分级采样器分别采集了宝鸡城郊灰霾天和非灰霾天的大气颗粒物,利用离子色谱仪进行水溶性无机离子组分的分析,探讨了宝鸡城郊大气颗粒物中离子组分的粒径分布特征;结合风向及气团后向轨迹,分析了大气污染物的区域传输对宝鸡大气颗粒物的影响.结果显示,灰霾天城区昼夜的颗粒物污染程度重于郊区,非灰霾天相反.宝鸡城郊灰霾天细粒子(PM_(2.1))污染严重,城区高于郊区;总水溶性离子(TWSIs)对灰霾天颗粒物质量浓度的贡献率高于非灰霾天;城郊灰霾天昼夜二次离子(SNA)浓度均高于非灰霾天;灰霾天城区夜间是二次离子的重污染时段,二次离子中NO^-_3的浓度最高.城郊灰霾天昼夜Ca^(2+)的浓度均低于非灰霾天.二次离子均呈双峰分布,主峰值均在细粒子中(0.43—1.1μm粒径段),属于液滴模态.K^+呈双峰分布,峰值分别在0.65—1.1μm和2.1—10.0μm粒径段,K^+的粗细粒径分布在城郊昼夜存在着一定关联的转化.灰霾天和非灰霾天Ca^(2+)的粒径分布均呈单峰分布,峰值在4.7—5.8μm粒径段.灰霾天宝鸡东部地区污染物自东向西的区域传输是宝鸡重污染发生的重要条件.

关键词：灰霾天与非灰霾天水溶性离子粒径分布区域传输宝鸡城郊