关中地区大气污染特征分析

基于2014-2018年关中区域西安、咸阳、渭南、铜川、宝鸡等5个主要城市6种大气污染物(PM10、PM2.5、SO2、CO、NO2、O3)的逐日平均质量浓度和气象探空资料,分析了关中地区大气污染物时空分布特征、重污染过程持续性特征及逆温发生频率.结果表明:关中地区大气污染超标日达31％以上,西安最多为47％,其中颗粒...     

关中区域主要大气污染物时空分布特征分析

利用关中区域西安、咸阳、渭南、铜川、宝鸡五个主要城市2014-2018年PM2.5、PM10、SO2和NO2四种主要大气污染物逐日平均质量浓度,统计分析了关中区域近5年环境空气质量时间变化特征和区域分布特征。结果表明:关中区域颗粒物PM2.5、PM10和SO2年平均质量浓度呈逐年下降趋势;西安、咸阳和渭南NO2年平均质量浓度呈逐年上升趋势,宝鸡和铜川相对较低且变化趋势不明显;区域大气环境质量总体在不断改善。关中区域4-10月尤其是夏季6-9月空气质量状况较好,7月最好;采暖期空气污染较为严重,其中1月环境空气质量最差,其次是2月。近5年以颗粒物PM2.5和PM10为主要污染物,年平均值均超标,而SO2质量浓度相对较低;从区域分布来看,中部环境空气质量最差,其中PM2.5、PM10和NO2质量浓度明显较高,东部次之,北部和西部相对较好。咸阳中度以上污染日数明显较多,其次为西安,渭南居第三,铜川最少;咸阳、西安和渭南中度以上污染日数呈逐年增加趋势,咸阳增加趋势最为显著,而宝鸡和铜川呈逐年减少趋势。     

西安冬季不同环流形势下大气细颗粒物 的输送特征研究

基于2018—2020年西安市冬季的ERA5再分析资料、大气污染监测资料以及地面气象资料,采用客观天气分型方法PCT将西安地区冬季的海平面气压场和10 m风场分成6种天气类型,对不同天气类型下的空气污染状况及大气边界层污染气象参数特征进行了研究,结果表明：西安地区在冷高压前部型、冷高压后部型、均压场型、高压底部型中PM25污染加重,污染日出现频率高,属于污染型天气类型;在污染型天气类型下,西安地区混合层高度较低、通风系数较小、大气自净能力较弱均不利于PM25的扩散稀释;对污染天气类型下西安地区的PM25污染输送与潜在来源进行研究,认为西安本地及周边地区、陕南地区对西安PM25的质量浓度均有明显的影响,另外甘肃东部、宁夏及河南西部地区也是西安重要的细颗粒物污染源地,不同的污染天气类型下,污染输送通道和源区存在差异性。     

关中地区PM_(10)质量浓度及MODIS气溶胶光学厚度时空特征分析

利用2014—2016年西安、咸阳、宝鸡、渭南、铜川的逐日PM_(10)质量浓度和同期美国国家航空航天局(NASA)的MODIS气溶胶产品(3 km),提取有效的气溶胶光学厚度(AOD)数据并进行标高及湿度订正,得到近地面"干"消光系数(AODSEC-RH),分析关中及5个地市PM_(10)质量浓度、AOD、AODSEC-RH的月、季、年时空变化特征。结果显示:近3 a关中及5个地市PM_(10)质量浓度均呈递减趋势;1月为峰值,7月为谷值,全年呈波动变化,冬季最大;3月较厚的逆温层及较稳定的大气致使污染不易扩散,PM_(10)质量浓度下降缓慢;4—5月降水开始增多,PM_(10)质量浓度下降较快;夏季PM_(10)质量浓度最低;10月雾和霾天气活跃,PM_(10)质量浓度迅速回升。西安年平均PM_(10)质量浓度较其他4市偏高,关中四季的PM_(10)质量浓度高值区均位于西安、咸阳、渭南市。近3 a关中整体AOD有所下降,高值区也位于西安、咸阳、渭南。夏季高温高湿,气溶胶吸湿强,AOD最大;其次为春季,气温回升、空气干燥、植被稀少,大风为沙尘天气提供了充分的动力,AOD次高;秋冬季AOD整体偏小。经标高及湿度订正的AODSEC-RH夏季明显降低,冬季明显升高,时空变化特征更接近于PM_(10)质量浓度,能充分体现近地面污染特征。     

陕西关中地区大气环境承载力研究

以陕西省关中地区大气环境中SO2和PM10作为评估对象进行大气环境承载力研究,基于关中5市共46个地面气象台站的逐时气象观测资料和2010—2013年污染物排放资料,采用烟云足迹分析法计算了各市2010—2013年环境容量系数A值和SO2、PM10大气环境承载力的时空分布状况。结果表明:关中地区5市中铜川和咸阳的A值相对最大,渭南、宝鸡、西安的A值较小,且呈现出逐年下降的趋势。2010—2013年关中地区SO2环境承载力已无余额,PM10环境承载力仍有余额。SO2环境承载力西安市和渭南市4年均无余额,其他市均有余额且呈逐年上升趋势;PM10环境承载力除渭南市2013年无余额外,其他市4年均有余额且年际变化较为平稳。     

陕西关中地区冬季一次重霾污染过程及气象条件影响分析

利用陕西关中多站气象观测资料和颗粒物浓度监测资料,对2013年12月16—26日关中一次持续多日重霾污染天气过程的颗粒物污染特征及气象条件进行统计分析。结果表明,此次重霾污染事件主要是由细粒子PM_(2.5)造成。关中各站颗粒物浓度在污染过程中的变化具有区域同步性特征,各站PM_(2.5)浓度日均值的相关系数达0.71~0.96,且严重超标,区域最高小时浓度均值达508μg·m~(-3),污染非常严重。关中盆地特殊的喇叭口地形以及关中东部持续的强东风使得区域污染传输叠加本地污染循环累积,是17日关中各站PM_(2.5)浓度剧增的主要原因。污染严重阶段,西安和渭南持续的弱风和静风使得局地排放的污染物聚集,引起PM_(2.5)浓度振荡上扬;宝鸡21日PM_(2.5)浓度的爆发式增长则是由上游西安和渭南储备的高浓度PM_(2.5)在持续偏东风作用下远程传输所致;而铜川受山谷风影响,PM_(2.5)浓度具有显著日变化特征。长时间贴地、悬浮的多层逆温和低混合层高度的存在,抑制了污染物的垂直扩散,也造成低空水汽聚集在近地层,是PM_(2.5)浓度持续累积增长的重要原因。关中此次重霾污染的快速有效清除最终依赖于冷高压加强南下。     

2014—2016年开封市空气污染特征及重污染过程气象成因分析

利用2014-2016年高空、地面气象资料和大气环境监测资料,分析了开封市空气质量特征及10次连续性重度污染过程天气形势。结果表明:2014-2016年,开封市空气质量整体呈转好趋势,优良率由53%增加到67%,污染时数由47%下降至33%,轻度污染和中度污染时数下降明显;重污染日主要出现在1月、11月和12月,其中1月出现重污染日和连续性重污染过程次数最多;3年内共出现连续性重污染过程23次,最长持续日数达6 d;开封市重污染天气主要受PM2.5和PM10浓度变化影响,PM2.5和PM10浓度具有明显的季和日变化特征,平均浓度最高值主要出现在秋冬季和09时。重污染过程期间的500 hPa形势中,平直纬向环流型出现次数最多,占总次数的63%;其次为低槽型,出现次数占21%;西北气流型出现次数最少,占16%。地面气压场形势主要分为4类:1)高压前部型,出现重污染次数最多,占总次数的55%;2)均压场型,出现次数占25%;3)低压带型占16%;4)高压后部型出现次数最少,仅占4%。当上游地区有较严重污染时,本地污染物浓度将快速升高,区域传输作用明显。     

北京地区重空气污染天气分型及个例分析

利用2008年1月至2014年12月北京地区高空和地面气象观测资料及逐日大气成分监测数据,对北京地区空气质量≥5级重空气污染的持续时间、500 hPa高空环流形势、地面气压场及相应的边界层结构特征进行了统计分析。结果表明:2008年1月至2014年12月北京地区发生重空气污染时500 hPa以纬向环流为主,占重空气污染总日数的58.4%。从地面气压场来看,低压辐合区型重空气污染出现频率最高,为38.3%;其次为高压后部型重空气污染,出现频率为18.8%。北京地区出现重空气污染天气时500 hPa多为纬向环流,850 hPa为偏南暖平流,地面气压场为低压辐合区、高压后部、高压底部、弱气压场、高压前部、低压倒槽、弱高压、鞍型场及华北地形槽时均可出现重空气污染天气过程。配合以上天气形势,重空气污染天气出现时,边界层长时间存在逆温、低层风速较小且湿度大,并根据重污染天气特征建立了北京地区重空气污染概念模型。     

陕西省天然气公司全线防雷工程设计方案

陕西省天然气公司下属的天然气管道分为靖西、西宝、西渭三条主线.北起陕西靖边县,沿经延安、铜川,咸阳到达西安,东到渭南,西到宝鸡,全长1 060多km,向陕西关中及以北地区的各大、中城市提供天然气;天然气管道大多位于野外,易受雷击.陕西省防雷中心经过实地勘察,按国家标准要求综合设计天然气管道防雷措施.     

关中特殊地形下气象条件对重污染天气的影响

摘要：利用空气质量监测资料、常规气象观测资料以及FNL（1°×1°、6 h间隔）再分析资料等,对2018年1月发生在陕西关中特殊地形下持续时间长、污染等级高、影响范围大的一次重污染天气过程进行天气学分析,结果表明：重污染持续期间500 hPa陕西关中中东部维持很弱的西西北气流或者平直西风气流,没有明显的冷暖平流影响;关中盆地山谷风转化与温度的日变化叠加,导致了PM25和PM10午后和前半夜的两个日变化峰值的出现;关中盆地北部有台塬、南部有秦岭,特殊的地形导致关中有秦岭背风坡的下沉气流、盆地地面辐合线和中低层逆温的形成,这些气象条件相互作用,促成近地层垂直上升运动、中层下沉运动垂直结构的维持,这是造成污染物累积的重要动力原因。850 hPa风速达到8 m/s以上、850 hPa附近的垂直风切变突增到06×10-2 s-1以上使得污染物浓度迅速减小。地面风速≤2 m/s、逆温层以下湿度为50%～75%也是关中盆地持续污染天气形成的有利条件。     

2020年西安一次持续重污染过程成因及输送特征分析

利用中国环境检测总站环境数据、西安气象自动站逐时实况数据和探空数据、NCEP 25°×25°再分析资料以及GDAS 1°×1°数据,对2020年1月21—26日西安一次持续性重污染天气过程进行了环流背景、气象要素及输送特征分析。结果表明：500 hPa中高纬地区纬向环流,850 hPa暖平流,地面弱气压场是大气污染前期的典型天气形势。重污染期间24 h变压与污染物质量浓度呈6 h超前正相关,2 m气温与污染物质量浓度呈现一定同期正相关;高湿条件下,污染物粒子的吸湿增长作用使污染程度加重;污染物积累阶段,地面弱的偏东风使上游污染物向西安地区输送,受关中向东喇叭口地形影响污染物易在近地面层聚集,后期较长时间的偏东风的增强使污染物得到迅速扩散。此次重污染过程的输入污染主要来自河北、山西与河南一带,自东向西向关中平原地区输送污染物颗粒。     

2010—2012年陕西日最高气温出现在夜间的统计特征

统计2010—2012年陕西十地市气象站逐时气温发现,全省十地市均有日最高气温出现在夜间的现象,出现日数占全年的10%~15%。陕北两地市日最高气温出现在夜间的日数约占全年的10%,主要发生在降雨和雨雪降温天气过程中。关中中东部的咸阳、西安和渭南约占全年的11%~14%,以降雨过程为主,雨雪降温和阴天等天气次之;关中北部铜川占全年的10%左右,其发生的天气类型介于陕北和关中中东部之间;宝鸡约占全年14%,其轻雾天气类型在所有站中出现频次最多。陕南西部的汉中和安康约占全年的13%~15%,绝大多数发生在降雨天气过程中,而东部的商洛发生的天气类型和频次更接近关中中东部地区。在冬半年降温过程中,当白天冷高压南下控制陕西,冷空气自北向南横扫陕西大部,带来降温天气,导致全省大部日最高气温出现在夜间;在夏半年降水过程中,当白天锋面过境,出现降水,气温迅速下降,天空状况以阴天为主,空气湿度较大,气温变化幅度减小,使日最高气温出现在夜间。     

关中5市环境空气质量特征与成因分析

基于国家生态环境部发布的环境空气质量监测数据等资料,采取调查研究与量化分析相结合的方法,对关中地区西安、渭南、咸阳、铜川、宝鸡5市空气质量的总体特征和空间差异进行研究.结果表明：颗粒污染物普遍严重超标,其中PM_2.5和PM₁₀分别超标91%和77%;空气污染具有明显的季节性,冬季的首要污染物是PM_2.5和PM₁₀,夏季的主要污染物是O₃;关中空气污染受地形、气象条件和工业排放、采暖、施工、道路扬尘、汽车尾气等人类活动综合影响,大气污染具有相似性,同时表现出一定的差异性.     

陕西关中两次霾重污染过程气象条件分析

应用常规观测资料、污染物浓度资料和NCEP 1°×1°再分析资料从环流形势、边界层特征和扩散条件等方面对2013年和2016年两次持续性霾重污染过程进行对比分析。结果表明:①2013年过程和2016年过程在500hPa高空上分别为阻塞环流型和纬向环流型,关中地区受偏西气流影响、地面气压场较弱、大气层结均比较稳定;②2013年过程西安贴地逆温层顶高度低、相对湿度大、气温低、不利于大气垂直湍流交换,污染物容易堆积,这也是2013年过程比2016年过程重污染持续时间长、污染浓度高的原因之一;③两次过程西安平均风速均小于2m/s,具有显著的低风速特征,且东北风为其主导风向。持续东北风引起上游污染传输和低风速导致的本地污染累积是造成2013年过程污染浓度更高的重要因素;④2013年过程结束是受强冷空气影响,来自高空的干洁大气下沉到地面,置换了边界层的污染空气,使空气质量得到根本改善;而2016年过程是受高原槽东移影响,雨雪天气的沉降作用使得霾消散。     

连续雾霾天气污染物浓度变化及天气形势特征分析

利用MICAPS资料、地面观测资料、NCEP资料和衡水市环境监测站细颗粒物(PM2.5)及PM10浓度资料,对2013年1月衡水市出现的连续雾霾天气从PM10及细颗粒物浓度演变、雾霾天气污染物浓度与地面要素关系、中低层环流形势特征进行了分析,结果表明:1)雾霾天气期间06:00(北京时间,下同)至07:00和16:00至21:00为PM10和细颗粒物浓度较低时段,PM10最大值出现在15:00,细颗粒物最大值出现在02:00,两者并不同时达到极值。2)雾霾天气污染物浓度与地面湿度并不是简单的正相关或负相关关系,还和许多其它因素有关。3)衡水市污染源主要来源于工业污染源、扬尘污染、冬季燃煤采暖、局部污染源及区域性污染。4)雾霾天气相对湿度和能见度基本呈负相关,气压变化不大,风向频率最多为北到东北风,平均风速一般都在2 m/s以下。雾日时大部分时段为雾和霾的混合物。5)重污染日期间500 hPa为平直偏西气流或西北偏西气流,没有明显的槽脊活动。而污染较轻的时段500 hPa为明显的西北气流控制或有槽脊活动。6)雾霾天气期间大部分日数08:00在850hPa以下都存在逆温层;地面气压场偏弱,尤其河北平原一带基本为均压场。最后对雾霾天气影响及对策进行了简单探讨。     

副热带高压影响下陕西关中强对流发生的环境场特征及触发机制

2015—2018年陕西关中出现了4次副热带高压(以下简称副高)影响下的强对流天气,造成局部地质灾害和城市内涝,全球模式对短时暴雨出现了漏报.利用ERA5再分析资料(0.25°×0.25°)、地面加密自动站和西安站多普勒天气雷达等资料,分析此类强对流的环境场特征和触发机制,为预报预警提供思路.分析结果表明:陕西关中副高...     

2013年冬季宝鸡重度雾霾污染分析

利用气象观测资料和PM2.5质量浓度资料,统计分析宝鸡市2013年冬季重度雾霾污染日时空特征,探讨雾霾污染日各气象要素的特征。分析发现:12013年12月—2014年2月宝鸡出现重度雾霾污染日28d,为近5a来最多。2重度雾霾污染天气过程多持续4~8d;污染严重时次出现在19—24时,具有显著日变化。3宝鸡市东部污染重于西部,弱东风利于重度雾霾污染出现(加剧),转为西风时污染减弱。4重度雾霾污染天气的主要成因包括,有利的天气形势(地面关中处于高压底部或后部)维持,大气混合层高度低,相对湿度较大(70%左右),风速较小(2m/s),连续无降水日长。5重度雾霾污染主要为本地污染物聚集所致。     

关中地区一次霾天气过程分析

利用常规地面观测资料及气象探空资料,分析了2016年11月3—5日关中地区霾天气过程,结果表明:高空500hPa锋区偏北,中纬度无明显冷空气活动,850hPa暖空气控制,地面弱气压场是导致关中地区霾出现的主要天气背景;近地层为正涡度平流,而925~850hPa为负涡度平流是大范围霾持续的动力结构;霾出现前有暖干空气向关中地区输送,而逆温层持续存在,是霾天气持续的重要原因;气压场稳定,风速偏小,大气混合层高度持续低于650m,致使大气水平和垂直交换能力弱,引发了此次霾天气。霾出现前后气象要素变化特征明显,可为霾的预报提供重要参考。     

基于自组织神经网络算法的重庆秋冬季空气污染与天气分型的关系

为了了解重庆秋冬季节空气污染天气的环流特征,利用NCEP再分析资料对污染天气过程地面气压场应用自组织神经网络算法(SOM)进行天气分型,并经过主观对比分析,总结出3类典型天气型:均压型、低压型、高压底部型;其中均压型分为2小类:两冷锋间的均压场、弱高压区的均压场;高压底部型按冷高压中心位置分为3小类:北方高压型、西北高压型、东北高压型。比较分析发现高压底部型大气污染物浓度最高,空气污染最为严重。应用常规观测资料和L波段探空资料分析发现:各类污染天气型表现为地面静风频率高,近地层水平风速小;逆温出现概率高,大气层结稳定,大气边界层高度低等特点。从大尺度环流背景、动力、热力气象条件及后向轨迹模拟分析了3类典型污染天气过程形成原因,为重庆地区空气污染潜势预报及浓度预报提供参考依据。     

关中作物生长季冰雹灾害变化特征及影响

采用1961—2008年陕西关中40个气象站的气象资料,运用线性趋势分析法,基于GIS技术分析了陕西关中冰雹气候变化特征及趋势,结果表明:关中北部多冰雹,南部最少;主要梯度方向呈明显的北—南走向。铜川市和渭南、咸阳北部要积极防御夏秋季的冰雹危害。夏粮、秋粮生长季冰雹灾害年出现频次总体呈下降趋势,对粮食安全的影响逐渐降低。关中中北部和西部冰雹灾害呈减少趋势,铜川等冰雹多发地区的冰雹灾害气候变化呈减少趋势,对当地秋粮作物的灾害程度相对减轻。夏粮生长季冰雹灾害的范围和强度大于秋粮生长季,要重视5月冰雹灾害的防御。