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辽东半岛一次湿下击暴流过程分析

高原气象 2024年第2期43卷 411-420页

作者：贾旭轩梁军刘晓初冯呈呈张子莹中国气象局沈阳大气环境研究所辽宁沈阳110166 大连市气象台辽宁大连116001

2020年9月11日辽东半岛南部发生了一次强对流天气,并出现了湿下击暴流,大连金州得胜站地面最大阵风达到21.7 m·s^(-1)。本文利用常规气象资料、大连多普勒天气雷达资料、欧洲中期天气预报中心第5代全球再分析资料和高分辨率中尺度数值... 详细信息

2020年9月11日辽东半岛南部发生了一次强对流天气,并出现了湿下击暴流,大连金州得胜站地面最大阵风达到21.7 m·s^(-1)。本文利用常规气象资料、大连多普勒天气雷达资料、欧洲中期天气预报中心第5代全球再分析资料和高分辨率中尺度数值模拟资料,对此次湿下击暴流天气过程的环流背景、对流风暴发生发展环境及其回波特征等进行分析。结果表明:(1)此次强对流天气发生在北上台风变性形成的高空冷涡东部西南风与东南风的切变线上,地面辐合线和低空急流是触发初始对流的直接系统,初始对流在高空辐散耦合作用下发展加强;对流系统西移登陆至地面冷池与其东部暖空气之间形成锋生带上,辐合抬升作用加强,促使对流系统组织化程度更高、强度更强。(2)高温、高湿、对流不稳定层结是对流系统发生发展的有利环境条件。强对流发生前,探空曲线“上干下湿”、呈“V”型分布,抬升凝结高度明显下降;湿下击暴流发生时,径向速度垂直分布为中层径向辐合、低层辐散;瞬时大风出现前后,大连多普勒天气雷达在高、低仰角均探测到超过45 dBZ强反射率因子缺口,高仰角强反射率因子缺口先于低仰角出现,通过监测高仰角强反射率因子的变化,对湿下击暴流有一定的预警作用。

关键词：湿下击暴流低空急流冷池强反射率因子缺口

超低排放燃煤电厂烟气中可凝结颗粒物的迁移变化规律研究

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环境工程技术学报 2024年

作者：续鹏马京华杜谨宏刘妍张皓薛志钢中国环境科学研究院大气环境研究所

超低排放燃煤电厂排放的总颗粒物（TPM）既包含可过滤颗粒物（FPM）也包含可凝结颗粒物（CPM）。为探究国内超低排放燃煤电厂CPM的排放特征及其水溶性离子在废气治理设施中的迁移变化规律，利用稀释冷凝法对5家超低排放燃煤电厂湿法脱... 详细信息

超低排放燃煤电厂排放的总颗粒物（TPM）既包含可过滤颗粒物（FPM）也包含可凝结颗粒物（CPM）。为探究国内超低排放燃煤电厂CPM的排放特征及其水溶性离子在废气治理设施中的迁移变化规律，利用稀释冷凝法对5家超低排放燃煤电厂湿法脱硫系统（WFGD）进口、出口和湿式静电除尘（WESP）出口进行CPM平行取样，并分析其质量浓度和水溶性离子浓度。结果表明，烟气中的CPM质量浓度显著高于FPM，WFGD进口、出口和WESP出口CPM质量浓度分别是FPM的5.3、4.19、9.13倍，WFGD和WESP对CPM的去除率分别为8.3%～45.3%和30.9%～45.0%。其中SO42-是WFGD进口、出口和WESP出口CPM中主要的水溶性离子，占全部水溶性离子的比例分别为42.8%、60.5%和42.6%。WFGD和WESP对水溶性离子也具有协同去除作用，去除率分别为28.10%～63.50%和78.96%。因此，建议未来强化固定源CPM排放管控，考虑制定相应的检测方法和排放标准。

关键词：超低排放稀释冷凝法可凝结颗粒物(CPM) 湿法脱硫(WFGD) 湿式电除尘(WESP)

2017~2018年冬季菏泽大气PM_(2.5)中金属元素特征及健康风险评估

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环境科学 2024年第3期45卷 1361-1370页

作者：杜虹萱任丽红赵明升韩慧霞徐义生中国环境科学研究院大气环境研究所北京100012 兰州理工大学石油化工学院兰州730050

于山东省菏泽市采集了2017年10月15日至2018年1月31日期间菏泽学院、华润制药和污水处理厂共3个采样点的大气PM_(2.5)样品,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定PM_(2.5)中21种金属元素的浓度,并讨论元素富集程度、评估重金属的健康... 详细信息

于山东省菏泽市采集了2017年10月15日至2018年1月31日期间菏泽学院、华润制药和污水处理厂共3个采样点的大气PM_(2.5)样品,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定PM_(2.5)中21种金属元素的浓度,并讨论元素富集程度、评估重金属的健康风险和潜在生态风险.结果表明,采样期间3个采样点中ρ(PM_(2.5))范围为26.7~284.1μg·m^(-3)且浓度值差别不大,均处于较高污染水平;3个采样点金属元素中K浓度最高,分别占总量的31.03%、39.47%和38.43%,主要由于菏泽作为较大农业城市,其秋冬季生物质燃烧贡献率较高;3个采样点微量元素中ρ(Zn)最高,分别为89.70、84.21和67.68 ng·m^(-3).富集因子结果表明,Zn、Pb、Sn、Sb、Cd和Se的富集因子值均高于100,其中Cd和Se的富集因子分别高于2 000和4 000,受人为活动影响显著,可能与工业生产、金属冶炼、道路源和燃煤排放等有关.健康风险结果表明,As存在一定的潜在非致癌风险(儿童和成人HQ>0.1),3个采样点对儿童和成人均存在综合潜在非致癌风险(HI>0.1)和一定的潜在致癌风险(CRT>1×10^(-6)),其中污水处理厂对成人的致癌风险较为显著(CRT>1×10^(-4)),成人的致癌风险略高于儿童可能与成人室外活动时间较长和PM_(2.5)暴露量更高有关.潜在生态风险值最高的元素为Cd、As和Pb,其中Cd表现为极高的潜在生态风险,应引起重视;3个采样点均呈现出极高的综合潜在生态风险,强度在空间上表现为:菏泽学院>华润制药>污水处理厂.

关键词： PM_(2.5) 重金属富集因子健康风险评估潜在生态风险

植被覆盖度增加对辽宁地区气温变化的影响研究

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大气科学 2024年第2期48卷 463-479页

作者：易雪李得勤杨森李涛公颖潘晓崔锦中国气象局沈阳大气环境研究所沈阳110166 东北冷涡研究重点开放实验室沈阳110166 西安财经大学统计学院西安710010

植被覆盖度(Fractional Vegetation Coverage,简称FVC)是陆面参数中重要的参数之一,植被覆盖度变化直接影响地表能量的再分配进而影响区域乃至全球气候变化,研究植被覆盖度增加对区域气候的影响对未来区域气候变化的预估具有重要意义,... 详细信息

植被覆盖度(Fractional Vegetation Coverage,简称FVC)是陆面参数中重要的参数之一,植被覆盖度变化直接影响地表能量的再分配进而影响区域乃至全球气候变化,研究植被覆盖度增加对区域气候的影响对未来区域气候变化的预估具有重要意义,这对适应和缓解全球气候变暖至关重要。本文利用2001~2018年中分辨率成像光谱仪(MODIS)产品的植被归一化指数(Normalized Difference Vegetation Index,简称NDVI)数据制作植被覆盖度,在辽宁地区分别进行了WRF模式默认植被覆盖度和实际植被覆盖度的长时间(2001~2018年)模式模拟试验,结论如下:(1)辽宁地区因植被覆盖度增加全省年平均气温降低了0.48℃,其中夏季降温幅度最大,降温0.71℃,春、秋两季平均降温0.35℃和0.66℃,冬季降温幅度最小0.2℃。植被覆盖度增加对日最高、最低气温也有明显的降温作用,其中日最低气温对植被覆盖度增加的响应大于最高气温,且植被覆盖度增加与气温降温的空间分布具有较好一致性。(2)2001~2018年年均和四季植被覆盖度的显著增加对年均和四季平均气温、日最高气温、日最低气温均有降温趋势,尤其是对日最低气温降温作用更明显。(3)植被覆盖度增加导致气温降低的主要原因是由于蒸散发的增加导致潜热通量增加,感热通量减少;而对于日最低气温降低,主要是由于植被覆盖度增加导致地表温度降低进而引起夜间向上长波辐射减少。总体而言,植被覆盖度增加越多降温效果越明显,进而减缓辽宁省气候变暖。

关键词：植被覆盖度气温 WRF 模式辽宁

口罩污染物苯甲醛的光化学氧化反应的直接质谱监测

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质谱学报 2024年第1期45卷 157-164,I0005页

作者：易曼董淞斌胡斌暨南大学质谱仪器与大气环境研究所广东省大气污染在线源解析系统工程技术研究中心广东广州510632

苯甲醛化学性质活泼,是口罩原料及制造过程中容易产生的有机污染物。本文采用直接质谱技术监测口罩中苯甲醛在光照与臭氧条件下发生的光化学氧化反应中间体及产物,并用全二维气相色谱-质谱进行验证,探究苯甲醛的光化学反应和氧化反应机... 详细信息

苯甲醛化学性质活泼,是口罩原料及制造过程中容易产生的有机污染物。本文采用直接质谱技术监测口罩中苯甲醛在光照与臭氧条件下发生的光化学氧化反应中间体及产物,并用全二维气相色谱-质谱进行验证,探究苯甲醛的光化学反应和氧化反应机制。结果表明,经日光照射、紫外光照射或臭氧处理之后,口罩污染物苯甲醛可以生成二苯甲酮、4-戊烯酸、苯甲酸甲酯和苯甲酸等产物和中间体。口罩中苯甲醛的光化学氧化过程的质谱监测,有望为不同环境条件下口罩污染物的研究与控制提供新途径。

关键词：质谱口罩苯甲醛光化学氧化反应

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盘锦水稻田碳通量变化特征研究

中国稻米 2024年第1期30卷 84-92,97页

作者：邹旭东李荣平曹士民蔡福米娜王笑影盘锦市气象局辽宁盘锦124010 中国气象局沈阳大气环境研究所沈阳110166

为了揭示我国北方水稻田生态系统的碳通量动态特征及其对气象因子的响应,利用盘锦市水稻田生态系统观测站2018—2020年净碳交换量(NEE)观测数据,分析盘锦市水稻田NEE年变化、日变化特征,以及植被总初级生产力(GPP)日变化和季节变化;对比... 详细信息

为了揭示我国北方水稻田生态系统的碳通量动态特征及其对气象因子的响应,利用盘锦市水稻田生态系统观测站2018—2020年净碳交换量(NEE)观测数据,分析盘锦市水稻田NEE年变化、日变化特征,以及植被总初级生产力(GPP)日变化和季节变化;对比NEE与风向、净辐射关系,最后按季节对比地温对植被呼吸(Reco)的影响,计算生态系统呼吸温度敏感性(Q_(10))。结果表明,NEE的年总量都为负值,其中2018年NEE总量最大,为-574.09 g C/(m^(2)·y);NEE的年变化与风速呈正相关,与日照呈负相关;NEE的日变化为“U”型,GPP的日变化为倒“U”型,中午达到峰值,日变化值在夏季最大;NEE高值对应的风向是W、WSW、SW和NE、ENE;NEE低值对应的风向是SSE、S和NNW、NW;NEE绝对值随净辐射的增加而增大,有时出现NEE峰值滞后于净辐射的情况。GPP年值呈下降趋势,Reco年际变化较小。夏季Reco比其他季节高2.0~6.0倍。2019夏季呼吸强度随地温增值达到0.85 g C/(m^(2)·d)。计算2019年夏季Q_(10)值达到4.84。2018年夏季平均气温较高、温度日较差较小、风速较大共同促成了NEE2018年高值。而2020年6—7月降水量偏少造成2020年NEE值偏低。Reco与土壤温度存在明显的指数关系。Q_(10)值在夏季最高,是其他季节的1.9~2.6倍。

关键词：水稻田碳通量变化特征气象因子盘锦市

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基于用电数据的潍坊市工业污染源冬奥会管控效果评估

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环境监测管理与技术 2024年第1期36卷 37-42,48页

作者：李政陈建华刘翰青高健杨艳中国环境科学研究院大气环境研究所北京100020

利用潍坊市安装用电监控的工业企业在冬奥会前和会中的生产用电数据及部分企业大气污染物排放在线监测数据,分析企业生产用电量和排放量的变化特征及潜在的相关性,评估管控措施落实状况及减排效果。结果表明:管控期间,潍坊市工业企业用... 详细信息

利用潍坊市安装用电监控的工业企业在冬奥会前和会中的生产用电数据及部分企业大气污染物排放在线监测数据,分析企业生产用电量和排放量的变化特征及潜在的相关性,评估管控措施落实状况及减排效果。结果表明:管控期间,潍坊市工业企业用电量相比管控前平均下降57.96%;完全停产类企业用电量下降75%以上,大气污染物(SO_(2)、NO_(x)、烟粉尘)排放量下降100%;限产类企业用电量降幅呈现随管控措施加严而增大的趋势;延迟复产类企业延迟复产率为47.83%~96.00%,用电量下降50.76%。根据管控期间各行业企业的用电量变化状况,判定各企业基本落实了减排要求。可见,企业用电数据在一定情况下,可以替代或辅助工业企业排放数据,反映企业管控措施落实状况及减排效果。

关键词：工业污染源用电量数据管控效果评估 K-means聚类算法北京冬奥会期间潍坊

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疫情期间人为源减排对城市大气氧化性的影响

环境科学 2024年第2期45卷 617-625页

作者：朱剑蓝秦墨梅朱嫣红胡建林南京信息工程大学环境科学与工程学院江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044

近年来,中国经济发达地区以细颗粒物(PM_(2.5))和臭氧(O_(3))共同引发的区域性复合型大气污染事件频发,大气氧化性(AOC)在其中发挥着重要作用.基于WRF-CMAQ模型,以2020年疫情管控期为案例探究人为源减排对AOC的影响,选取中国东部3个典... 详细信息

近年来,中国经济发达地区以细颗粒物(PM_(2.5))和臭氧(O_(3))共同引发的区域性复合型大气污染事件频发,大气氧化性(AOC)在其中发挥着重要作用.基于WRF-CMAQ模型,以2020年疫情管控期为案例探究人为源减排对AOC的影响,选取中国东部3个典型城市(石家庄、南京和广州)进行深入分析,量化排放变化及气象变化对氧化剂和AOC变化的贡献,探讨AOC变化对二次污染物生成的影响.结果表明,与2019年同期相比,2020年石家庄、南京和广州的城市平均AOC分别增加了60%、48.7%和12.6%;氧化剂臭氧、羟基自由基和硝酸根自由基的浓度均有不同程度的增加(1.6%~26.4%、14.8%~73.3%和37.9%~180%).排放变化使3个城市AOC分别增加了0.06×10^(-4)、0.12×10^(-4)和0.33×10^(-4)min^(-1),气象变化导致石家庄和南京AOC增加(分别为20%和17.9%),但在广州却相反(-9.3%).增强的AOC导致氮氧化速率和挥发性有机物氧化速率升高,即促进了一次污染物向二次污染物的转化,并抵消了部分一次减排的影响,造成了管控期间二次污染物相对排放的非线性变化.

关键词：大气氧化性 WRF-CMAQ模型减排疫情管控二次污染物

轴向应变作用下含腐蚀缺陷X80管道氢渗透的有限元分析

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表面技术 2024年第8期53卷 84-92,132页

作者：刘韦辰韦博鑫尹航许进于长坤孙成中国科学院金属研究所、辽宁沈阳土壤大气环境材料腐蚀国家野外科学观测研究站沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016

目的研究在役天然气管道掺氢输送条件下氢原子在管道腐蚀缺陷处的扩散和分布情况及应变对腐蚀缺陷处氢扩散行为的影响。方法利用COMSOL软件,将固体力学模型和扩散模型相结合,建立了基于有限元的氢原子扩散渗透模型,研究了在纵向拉伸应... 详细信息

目的研究在役天然气管道掺氢输送条件下氢原子在管道腐蚀缺陷处的扩散和分布情况及应变对腐蚀缺陷处氢扩散行为的影响。方法利用COMSOL软件,将固体力学模型和扩散模型相结合,建立了基于有限元的氢原子扩散渗透模型,研究了在纵向拉伸应变作用下X80钢制管道不同尺寸腐蚀缺陷处氢原子的分布情况。结果在没有拉伸应变的情况下,氢原子一旦进入管道内,在浓度梯度的驱动下,沿径向梯度扩散到管道内。当在管道上施加应变时,氢原子的扩散受到静水应力的驱动。氢原子在腐蚀缺陷处的最大浓度超过了进入管道的氢原子初始浓度。结论氢原子在腐蚀缺陷处聚集。此外,施加的拉伸应变也影响氢原子聚集的位置,随着缺陷长度的减小和深度的增大,在内壁腐蚀缺陷处,更多的氢原子会集中在缺陷中心和尖端。

关键词： X80管道氢扩散腐蚀缺陷应变有限元模拟点蚀