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。      

地理位置和盛行风向对惠州市空气质量的影响

利用惠州市区2013—2016年逐时的风向风速和大气污染物浓度资料,分析了风向风速与污染物质量浓度的关系、地理位置和盛行风向对惠州市空气质量的影响。结果表明:①惠州市污染物质量浓度与风向风速密切相关。当风向为ESE、SE、SSE、S、SSW时,SO_2、CO、NO、NO_2、NO_x、PM₁₀和PM_2.5的全年平均质量浓度最低;当风向为SW、WSW、W、WNW、NW时,全年平均质量浓度最高。O_3在风向为WSW、W、WNW、NW时,全年平均质量浓度明显高于其他风向,均在72μg/m^3以上。在冬半年,当风向为偏西北风时,SO_2、CO、NO、NO_2、NO_x、O_3、PM₁₀和PM_2.5质量浓度与年平均相比增加了5%～33%;当风向为偏南风时,SO_2、CO、NO、NO_2、NO_x、PM₁₀和PM_2.5质量浓度与年平均相比减少了3%～17%。②地理位置、盛行风向和周边城市分布与惠州市空气质量密切相关。位于惠州市国控点东侧的河源市和汕尾市或南海海域环境空气综合质量指数低,空气质量优良率高,惠州市东北风和东南风全年出现频率分别为40.3%和27.3%;而位于惠州市国控点偏西侧的广州市和东莞市环境空气综合质量指数较高,空气质量优良率较低,惠州市偏西风全年出现频率(有W的合计)仅17.8%。     

三种方法统计肇庆灰霾日数的结果比较和特征分析

分析了用单次法、未剔除降水日均法、日均法得到的肇庆灰霾日数变化趋势和合理性,用M-K法、累积距平曲线方法,研究了灰霾天气的变化特征及其和气象因子、污染源分布、地理环境的关系。结果表明:2006年以后,单次法统计的灰霾日数明显偏多,日均法较为科学、合理。灰霾日数与平均风速、相对湿度的变化趋势呈反相关,受地面风速、逆温层的影响最明显。1991年是灰霾天气发生突变的年份。肇庆地势西北高,东南低,主要工业区和污染排放源集中分布在东部和南部,常年盛行东北风,处于珠江三角洲的下风向,污染物容易输送影响肇庆,利于灰霾天气的形成。     

统计软件SPSS在气象中的应用

首先介绍统计分析与预报在气象业务和研究中的作用,指出当前气象部门普遍缺少统计工具;然后简要介绍了统计软件SPSS,并以相关分析(双变量相关分析和偏相关分析)为例,简要介绍了应用SPSS统计分析的过程;最后指出功能强大、易学易用的统计软件SPSS在气象业务和科研中有着广阔的应用前景,对于提高气象工作者的统计分析和预报能力,提高气象部门多轨道服务能力都有较大帮助.     

基于GRAPES模式的广州地区大气输送扩散参数及其对PM2.5预报的应用

利用2010年11月—2011年11月广州地区PM2.5逐时监测资料以及GRAPES模式计算的四种大气输送扩散参数预报值,分析评估模式描述四种大气输送扩散参数的性能及其预报广州地区PM2.5浓度的可行性,结果表明:GRAPES模式不同时刻起报的地面通风系数、平均通风系数和湍流动能的预报稳定性与一致性较好,而垂直交换系数相对较差。垂直交换系数、地面通风系数、平均通风系数和湍流动能的量级分别为101、103、103和10-1～100。PM2.5浓度与大气输送扩散参数呈显著负相关,其中PM2.5与14时起报的垂直交换系数相关性最好。使用临界成功指数CSI对PM2.5浓度进行预报检验,得到垂直交换系数对PM2.5的预报稳定性较好,垂直交换系数能大概判别PM2.5为“污染”与“清洁”情况,临界成功指数部分可达70%。垂直交换系数与PM2.5浓度存在显著的超前滞后相关,预报PM2.5浓度是否为“污染”与“清洁”可同时参考原序列及滞后序列的预报效果。      

STUDY OF THE VERTICAL WIND FIELD STRUCTURE AND ITS RELATIONSHIP WITH PM2.5 AIR POLLUTION OVER THE PEARL RIVER DELTA IN AUTUMN

Meteorological conditions, particularly the vertical wind field structure, have a direct influence on the PM2.5 concentrations over the Pearl River Delta (PRD). In October 2012, an exceptional air pollution event occurred in the PRD, and a high concentration of PM2.5 was registered at some stations. During days with PM2.5 air pollution, the wind speed was less than 3 m s-1 at the surface, and the vertical wind field featured a weak wind layer (WWL) with a thickness of approximately 1000 m. The mean atmospheric boundary layer height was less than 500 m during pollution days, but it was greater than 1400 m during non-pollution days. A strong negative correlation was detected between the PM2.5 concentration and the ventilation index (VI). The VI was less than 2000 m2 s?1 during PM2.5 air pollution days. Because of the weak wind, sea–land breezes occurred frequently, the recirculation factor (RF) values were small at a height of 800 m during pollution days, and the zones with the lowest RF values always occurred between the heights of 300 and 600 m. The RF values during PM2.5 pollution days were approximately 0.4 to 0.6 below a height of 800 m, reducing the transportation capacity of the wind field to only 40% to 60%. The RF and wind profile characteristics indicated that sea–land breezes were highly important in the accumulation of PM2.5 air pollution in the PRD. The sea breezes may transport pollutants back inland and may result in the peak PM2.5 concentrations at night.     

深圳356米气象塔观测数据的质量控制方法和空气动力学参数研究

气象高塔数据资料弥足珍贵, 对其进行质量控制将为后续科学研究和业务工作的开展提供便利; 此外, 利用塔基观测资料计算空气动力学参数有助于校正模式空气动力学参数理论值。对2017-2018年深圳356 m气象梯度观测塔共13层的每10 s风速、风向、相对湿度、温度探测资料进行数据质量控制, 基于莫宁-奥布霍夫相似理论和数据质量控制后的气象梯度观测塔近地层(10 m、20 m、40 m、50 m和80 m) 1分钟平均的风温资料, 利用最小二乘法拟合迭代计算了近中性条件下深圳气象梯度观测塔下垫面空气动力学粗糙度(z₀)和零平面位移(d)。结果表明:深圳气象梯度观测塔的气象探测资料数据质量很高, 连续两年平均数据缺失率为1.28%, 数据错误率为0.01%。近中性边界层条件下, 深圳气象梯度观测塔下垫面空气动力学粗糙度均值为0.35 m, 零平面位移均值为5.33 m, 结果合理可信。研究表明空气动力学参数受下垫面非均匀性、植株柔软性、气流来向、风速等的共同影响。      

珠三角地区日最大混合层高度及其对 区域空气质量的影响

大气混合层高度是影响大气扩散的主要因子之一,其对空气质量评估与污染物的存储量及分布起着重要作用。利用2014年4月至2018年3月珠三角地区香港（沿海站点）和清远（内陆站点）气象探空数据,采用干绝热曲线法估算代表大气垂直方向上大气混合能力的最大混合层高度,探讨沿海与内陆地区混合层高度的差异性,并将最大混合层高度估算值与地面观测的污染物浓度进行相关性分析。结果表明：珠三角沿海与内陆地区的混合层变化具有典型局地特征,沿海日最大混合层高度普遍低于内陆,两地平均高度分别为982 m和1198 m。区域混合层高度的空间差异性由多方面原因造成,其中温度日较差起到关键作用。由于海洋水体的气温调节作用,沿海地区温度日较差较小,因此混合层发展相对较低。珠三角地区各污染物浓度与混合层高度的相关性有较大差异,其中以CO为代表的一次污染物与混合层高度间呈显著负相关,以O₃为代表的二次污染物与混合层高度间则呈显著正相关,而颗粒物作为多源性污染物（既有一次排放,又有二次生成）,其与混合层高度之间的相关性较弱。     

珠江三角洲中小城市大气环境规划初探

分析中小城市大气环境规划的特点，采用总量控制和总量控制指导下的Ａ－Ｐ值法研究广东顺德市大气环境规划问题：用总量控制Ａ值法从宏观上控制区域总允许排放量，再用Ｐ值法控制每个单源的排放，通过影响系数研究工业区的布局方案，从而给出顺德市区域大气污染物允许排放量的典型分析和最大允许排放量的合理布局规划，指导未来污染源的选址，排放高度和排放量的确定。     

2006—2008年秋季广州市重大气污染过程特征研究

利用地面图、高空天气图(850 hPa、500 hPa)以及气象要素对2006—2008年秋季(9—11月)广州市4次典型的大气污染过程进行研究,分析其大气污染过程的特征及其相对应的天气系统、与气象要素之间的关系。结果表明,广州市秋季重大气污染多数发生在:(1)广州受冷空气影响或回暖期,持续小风或出现静风会导致污染物大量积聚,且多出现能见度明显下降;(2)由于偏北风的输送作用,处于下风向的万顷沙站较易出现重大气污染过程,表现出明显的区域性污染输送特征;(3)冷高压脊、回流天气形势、台风外围下沉气流影响期间;(4)近地面层出现逆温层或等温层。