河北沧州市臭氧质量浓度与气象因子的关系分析

利用2014—2020年河北沧州逐小时气象与环境监测数据,对沧州市臭氧(O_(3))污染加剧现状及其与气象因子的关系进行分析。结果表明:(1)沧州地区O_(3)污染呈加剧态势,且O_(3)已上升为该地区首要污染物;O_(3)污染集中出现在5—9月,O_(3)质量浓度日变化呈单峰单谷型,最大浓度出现在16:00前后;(2)5—9月O_(3)日最大8 h平均质量浓度(简称“O_(3)-8 h”)所处时段,平均气温、最高气温、相对湿度、总辐射辐照度与O_(3)质量浓度的相关性较好,本站气压、水汽压和平均风速与O_(3)质量浓度的相关性未通过显著性检验;(3)5—9月O_(3)-8 h时段,当同时满足8 h平均气温高于30.9℃、最高气温高于32.7℃、平均相对湿度低于42.1%、平均总辐射辐照度高于505.8 W·m^(-2)时,出现O_(3)污染的概率达84%;(4)气象因子不是O_(3)小时质量浓度快速增长的充分条件。     

汾渭平原夏季近地面臭氧统计预报方法

运用2017—2020年5—8月城市空气质量数据和地面气象数据,筛选出对O3日最大8 h滑动平均质量浓度（以下用C8h(O3)表示）影响较大的气象因子,建立了近地面C8h(O3)主要气象条件判定标准——高质量浓度O3潜势指数（IHPP）,进一步拟合得到汾渭平原夏季C8h(O3)多元逐步回归预报方程,并进行效果检验。结果表明：汾渭平原IHPP由日最高气温（Tmax）、日均相对湿度（HR）、日照时数（t）、日主导风向（WD）和降水量（P）5个气象因子构成,其值介于-1～6之间,值越大则该日近地面O3超标可能性越大;经检验,C8h(O3)多元逐步回归方程预报结果与实况较吻合,汾河平原（特别是运城）预报效果总体较好,临汾、吕梁和西安等级预报效果有待改进;预报检验时段咸阳和晋中等级预报准确率较国家气象中心的指导预报分别上升79%和289%,说明预报方程具有一定的业务应用可行性。     

影响汾渭平原地区臭氧污染的地面环流形势研究

基于2014—2018年4—10月汾渭平原空气质量监测数据及同步气象要素数据分析臭氧时空分布特征,利用Lamb-Jenkinson客观环流分型方法分析影响汾渭平原地区臭氧污染的主要环流形势,探讨环流型与臭氧质量浓度及气象要素之间的关系。结果表明：2014—2018年4—10月臭氧最大 8 h滑动平均质量浓度（用C8 h（O3）表示）呈波动增长,2017年污染最重;不同环流型出现的频率不同,且各环流型控制下C8 h（O3）有所差异,其中气旋型（C）、东北气流型（NE）、偏北气流型（N）及东北气旋型（CNE）控制时时易出现臭氧污染日,且对应的环流型出现频率和污染日数的乘积较大;C型及与C型混合的环流型控制时C8 h（O3）值均较高,A型及与A型混合的环流型控制时C8 h（O3）值均较低;风速与C8 h（O3）的相关性较差,日最高气温、日平均气温、相对湿度、风速及云量与C8 h（O3）的相关系数分别为094、087、-082、-033、-070。     

高温热浪下江苏省典型臭氧污染过程的特征及成因分析北大核心

基于环境空气质量监测数据,本文分析了2022年6月14—18日高温热浪期间江苏省臭氧污染过程的时空变化特征,并结合天气形势、WRF-CMAQ模拟和典型城市大气超级站挥发性有机物(VOCs)在线监测数据进行了成因分析。结果表明:高温热浪期间,江苏省13个地级城市臭氧污染超标率达96.9%,中度污染超标率为27.6%,臭氧日最大8 h(MDA8 O 3)峰值质量浓度高达260.0μg·m^(-3)。南通市、无锡市、苏州市3个典型城市臭氧质量浓度的日变化特征显示,07—13时臭氧质量浓度增长率在27.9%~46.7%,多个时段净增量超过40.0μg·m^(-3)。利用WRF-CMAQ模型对污染过程进行了数值模拟、过程分析和溯源分析。结果显示,典型城市白天小时平均光化学贡献在24.5~33.0μg·m^(-3)之间,稳定高值的光化学贡献,叠加持续稳定或突发的传输贡献,导致此次高温热浪下臭氧质量浓度爆发式升高,出现峰值污染。在偏南风的影响下,省外污染源来自浙江省贡献最高,在13.9%~33.8%,其中无锡市和苏州市受浙江省外源影响较大。此外南通市大气超级站VOCs在线监测结果显示,臭氧污染期间逐日VOCs体积分数在45.5×10^(-9)~83.6×10^(-9)之间,整体处于高值水平,臭氧生成潜势(OFPs)贡献排名前十的物种以烯烃和芳香烃物质为主。     

高陵区近5年臭氧污染变化及输送路径分析

利用西安市高陵区2018—2022年臭氧(O3)逐小时质量浓度资料,统计分析O3质量浓度（用C(O3)表示）的年、月、日变化特征,并利用Mann-Kendall检验法和Theil-sen斜率法分析C(O3)年际变化趋势;基于HYSPLIT-4后向轨迹模式,研究以高陵为受点的O3输送特征。结果表明：（1）近5 a高陵C(O3)呈波动升高趋势, O3日最大8 h平均质量浓度（用C8 h(O3)表示）呈波动下降趋势,C8 h(O3)超标日数呈减少趋势。（2）C(O3)日变化呈“单峰型”,午后高,凌晨低;C(O3)和C8 h(O3)月均最高值出现在6月,最低值在12月。（3）近5 a高陵O3质量浓度评价值和年均值增加趋势不显著,背景值升高趋势显著,平均每年增加28 μg/m3;C8 h(O3)年际变化趋势表现为秋冬季升高趋势显著,春夏季升高趋势不明显。（4）经聚类分析得到晴天到达高陵的气团输送路径共4条,分别来自西北、东南偏南、东南三个方向,其中东南偏南与东南方向两类气团出现频率最高,分别为 4315%和2054%,且该来向气团对应的C(O3)较高,对高陵O3污染贡献较大。     

近4年早春宝鸡市区气象条件对空气污染的影响

利用2015-2018年3月宝鸡市区气象监测站地面观测资料与环境监测站空气质量数据进行对比分析,结果表明:①早春宝鸡市区首要污染物为PM2.5、PM10和O3。2016年与2018年3月污染日数多,主要气象因素是降水量偏少,连续无降水日数持续时间长,东风日明显多于西风日。②PM10质量浓度(C(PM10))变化与日平均气压、日降水量关系密切,且均为反相关;PM2.5质量浓度(C(PM2.5))与日最小相对湿度正相关特征明显;臭氧质量浓度(C8h(O3))与日最小相对湿度呈显著反相关,与日平均气温的正相关特征明显。③气压升高,连续性降水越多,西风日越多,越有利于污染物质量浓度的下降。C(PM10)大值区多出现在偏南风或偏东北风时;C(PM2.5)和C8h(O3)在偏东风时较大。④C8h(O3)主要出现在前期日最高气温突然增加5~8℃的当天和日最高气温为近期极值后的1~2 d。⑤沙尘天气使C(PM10)与C(PM2.5)明显升高;早春影响宝鸡市区的沙尘天气主要有蒙古气旋东移和冷空气东移南下两种地面形势。     

低纬高原城市紫外辐射变化特征分析

利用昆明2000年紫外辐射实测资料,研究了昆明紫外辐照度的变化特征.主要结果是:位于低纬、高原地区的昆明,紫外辐射最强的时段出现在5月,其平均紫外日曝辐量达2.11 MJ·m;最弱的时段出现在1月,其平均日曝辐量仅为0.75 MJ·m,约为5月相应值的1/3;居中的时段出现在8月,其平均日曝辐量达1.11 MJ·m2,约为5月相应值的1/2.紫外日曝辐量在日总辐射日曝辐量中所占的百分率不是常数,它随季节有明显变化:1月平均为7.75%,5月平均为12.72%,8月则为8.4%.       

西宁近地面臭氧特征及其影响因素

利用青藏高原东北部城市西宁2015—2017年O_3质量浓度和各气象要素数据(紫外辐射、最高气温等),分析近地面O_3变化特征及其影响因素,结果表明:该地区臭氧平均质量浓度呈现单峰型日变化规律。每年6—8月O_3质量浓度最大,12月至翌年2月最小。依据环境空气质量指数AQI统计分析,6—8月污染天气O_3占首要污染物总天数的72%。O_3与NO_2、CO呈极显著负相关,臭氧日最大1 h平均质量浓度与紫外辐射、日最高气温呈极显著正相关,与日平均气压、日最高气压、日最低气压呈极显著负相关,与日平均相对湿度相关性不显著。不同季节不同高度风速大小和风向频率对O_3质量浓度影响不同,500 h Pa盛行风向以WNW为主时有利于扩散。2017年青海省大部地区O_3月平均质量浓度总体呈先增加后减小变化趋势。纬度越低,海拔越高的地区,O_3质量浓度升高越早。降水量的差异对O_3质量浓度影响较小。     

2015-2019年贵港市臭氧污染特征及其与气象要素的关系

为研究贵港市O₃(臭氧)污染特征及其与气象要素的关系,对2015—2019年贵港市国家空气自动监测站和同期贵港国家气象观测站逐日、逐时气象资料进行了研究和分析。结果表明:近5a来贵港市O₃污染日趋严重;O₃污染存在明显的季节变化,秋>夏>春>冬;O₃浓度日变化特征呈单峰型,8:00出现谷值,15:00—16:00出现峰值;O₃浓度变化与气温、日照时数呈正相关,与相对湿度负相关,当日照时数大于8h、相对湿度40%~70%时易出现高浓度O₃;不同季节出现O₃浓度高值时的风向不尽相同。     

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。     

承德市臭氧污染气象条件预报方法研究

利用2014-2016年承德市环境监测站和气象站的数据,分析了气象条件对承德市O₃-8h浓度的影响,探讨了臭氧污染气象条件的预报方法。结果表明：4-7月是承德市O₃-8h浓度较高的月份,O₃浓度的日变化特征为午后浓度高而夜间浓度低;O₃污染的天气形势为500 hPa受高压脊和偏西气流影响,850 hPa有强暖平流和20℃以上的高温,地面受低压前部和高压后部之间的偏南气流影响;有利于O₃-8h出现高浓度的气象因子为日平均气温大于23℃、日最高气温大于28℃、日平均海平面气压995-1007 hPa、日平均水汽压18-28 hPa、偏南风大于1 m·s^-1。利用气象因子综合评分建立臭氧污染指数,与O₃-8h浓度的相关系数高达0.7553,说明臭氧污染指数能较好地预报臭氧污染天气。     

鼎湖山森林地区臭氧及其前体物的变化特征和分析

通过对鼎湖山森林地区近地面O3和NOx浓度、太阳辐射、气象参数等为期一年的观测和资料分析,给出了地面O3和NOx浓度、太阳辐射的变化规律及其相互之间的关系.地面O3、NOx、CO、SO2浓度以及紫外辐射、太阳总辐射等有明显的日变化和季节变化.不同因子对O3的敏感性试验结果表明,晴天和实际天气,O3浓度对NO、NO2浓度的变化最为敏感,其次是水汽、气溶胶,最后是紫外辐射.所有因子的变化均引起O3在湿季比干季更大的变化率,因此在研究臭氧化学和光化学时,应该考虑水汽以及OH自由基的重要作用.对于晴天和实际天气的逐时值和日平均值而言,O3浓度与NO2/NO之间存在很好的正相关关系,比值NO2/NO可以作为判断O3峰值出现的一个指标.O3极值的出现既受NO和NOx影响,也受气象因素(温湿度、云、风、雾、降雨)和辐射的影响.周末O3、NOx浓度及NO2/NO有规律的增大,表明实验地点的大气受到人为污染源的影响.     

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。     

近地面臭氧研究进展

近地面臭氧是空气中氮氧化物和挥发性有机物发生光化学反应的产物,其浓度与气象条件密切相关。晴天少云、紫外辐射较强、温度较高、相对湿度较低以及风速较小的天气,均有利于臭氧的生成,其中紫外辐射是产生臭氧最关键的因素。臭氧前体物（氮氧化物和挥发性有机物）的浓度及其比值是影响近地面臭氧浓度的另外三个重要因素。我国大多数城市的O3处于VOC控制区,即NOx浓度的增加会引起O3浓度的降低,而VOCs浓度的增加则会使其浓度升高。因而VOC源解析问题成为近年来O3研究的一个热点问题。同时,由于气溶胶可以直接吸收、散射太阳紫外辐射、短波辐射以及大气长波辐射,因此气溶胶的存在会影响大气中光化学反应的进程,从而影响臭氧的光化学生成,气溶胶对近地面臭氧的影响已成为目前大气环境的前沿课题。     

郴州市区大气臭氧污染特征 及气象条件分析

利用郴州市区2017-2020年臭氧（O3）观测资料及地面气象资料,分析O3浓度时空分布特征及其与气象因子的关系,结果表明：郴州市区O3质量等级以优为主,占全年的62 %~73 %,相比2017-2019年,2020年受新冠疫情影响污染物排放有所降低,但O3作为首要污染物总天数明显上升,占全年51%;郴州市区2017-2020年O3-8h月均值浓度范围为32~175 μg/m3,月变化大致呈双峰型,出现在5月和10月,O3-8h浓度和NO2浓度月变化呈负相关关系。O3-1h日变化呈单峰型,白天浓度明显高于夜间,与NO2小时数据成显著负相关关系。O3浓度与温度、日照时数成正相关,与气压、湿度、降水成负相关,与日照时数相关性最好;风向的影响主要分布在偏南和偏北方向上;当郴州市区O3浓度出现超标时,气温的范围为22.7~34.5 ℃,本站气压变化范围为960.9~973.7 hPa,相对湿度变化范围为26 %~72 %,风速变化范围为1.7~10.2 m/s。以2020年4月27-30日郴州市区一次臭氧轻度污染过程为例,结合气象资料分析,结果表明：该次污染过程发生在高层为平直西风环流,低层处高压底部控制的天气形势下。温度偏高,湿度较低,日照时间长,近地面有风向辐合。此次O3污染过程主要受本地生成及南方外源输送的共同影响。     

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。     

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。     

洛阳市臭氧污染特征及其与气象因子的关系

为了了解洛阳市O_3污染特征及其影响因素,利用2017年洛阳市7个国控点监测到的O_3、NO_2浓度及气象要素逐时数据,统计分析了2017年洛阳市O_3及NO_2的时间分布特征及NO_2浓度、气象因子对O_3浓度的影响。结果表明,洛阳市2017年O_3日最大8 h第90百分位数浓度为200μg/m~3,是二级标准的1.25倍。O_3和NO_2浓度存在明显的季节性变化特征,O_3浓度夏季最高,冬季的最低;NO_2浓度冬季最高,夏季的则最低。O_3浓度的日变化呈现为单峰分布,午后浓度较高,峰值出现在15:00左右;NO_2受机动车早晚高峰影响,表现为双峰分布,峰值分别出现在08:00和21:00。O_3与NO_2浓度呈现出良好的负指数函数关系,当洛阳市NO_2浓度低于40μg/m~3时,存在着O_3浓度超标的风险。高温低湿条件下有利于O_3的生成,当温度超过27℃时,洛阳市O_3小时浓度开始出现超标现象,且温度越高,超标风险越大;当相对湿度低于40%时,O_3小时平均浓度超标率最高为63.30%,随着相对湿度的增加,超标率逐渐降低,当相对湿度大于70%时,未出现O_3小时浓度超标现象。     

中山市2015—2019年臭氧超标特征及其与气象条件的关系

利用广东省中山市2015—2019年的地面臭氧浓度及气象观测数据,分析了中山市近年来臭氧超标与气象条件的关系。结果表明,中山市2015—2019年臭氧超标天数从22天增加至66天,臭氧年评价值增长36%,中度污染以上天数占超标天数比例从9.1%增长至36.4%。臭氧超标主要集中在8—11月,其中9月超标天数最多。夏秋季节臭氧超标主要发生在气温高、湿度低、太阳辐射强、日间10—14时无明显降水、吹北风的气象条件下,臭氧的污染潜在源区主要位于中山西部到北部的城市。风向和气温是臭氧超标最重要的指标,夏、秋季日间吹北风且日最高气温在33 ℃或以上时超标率分别达到89.1%和78.6%。2017年和2019年在相同的最高温、相对湿度、太阳辐射强度、降水和风速条件下的臭氧超标率均远高于2015年。当臭氧起始浓度在10 μg/m3以下、11~30 μg/m3及30 μg/m3以上时,夏(秋)季从起始浓度达到超标分别用时7.1(6.9) h、6.2(6.2) h和5.8(5.9) h,相应气温上升7.2(7.1) ℃、5.8(5.8) ℃和4.7(5.1)℃,起始浓度增大时,超标耗时和气温变化均呈减小趋势。      

兰州主城臭氧污染特征及气象因子分析

基于2014—2017年兰炼宾馆、生物制品所、职工医院、铁路设计院4个国控站的监测数据,通过分析兰州市主城臭氧浓度变化时间分布特征以及气象指标对臭氧浓度的影响关系,进而通过遗传算法得到最优的气象因子范围,以此预测O_{3_8h}浓度的超标情况。结果表明:2014—2017年兰州市主城臭氧污染主要集中在4—8月,且每日14—16时处于高值区;对臭氧浓度变化起主导作用的气象因素有净地表太阳辐射、边界层高度、距地面2 m温度、西风、850 hPa相对湿度以及850 hPa垂直速度;采用遗传算法得到最优气象因子范围,据此判断气象条件是否处于高影响状态:当此时刻气象条件处于高影响状态时,下一时刻O_{3_8h}超标(O_{3_8h}大于160μg·m^-3)概率为42. 31%,O_{3_8h}超过130μg·m^-3的概率为99. 04%;当此时刻气象条件处于低影响状态时,下一时刻O_{3_8h}未超标概率为99. 87%。因此,在兰州市主城臭氧防治中,首先需要对未来的气象条件进行判断,进而在09时前人为操控一些主要气象因子或者控制臭氧前体物浓度,从而抑制臭氧浓度在09—14时快速上升,防止臭氧浓度超标。