北京地区SO_2污染的长期模拟及不同类型排放源影响的计算与评估

采用分行业、分季节、高分辨的北京市SO2排放源清单,和NCEP气象分析场资料,用HYSPLIT-4(HybridSingleParticleLagrangianIntegratedTrajectory)污染扩散模式,计算了北京2000年和2001年地面SO2逐日变化,分析了北京当地及周边地区不同类型排放源对北京地面SO2的影响.与实测值对比表明,模式能够较好的模拟出北京地面SO2的逐日变化特点和季节分布.计算的各种排放源对北京的影响说明,总体上,北京当地排放影响较大,周边源影响大约占20%左右,但在一定天气条件下,周边源贡献仍可超过30%以上,甚至个别时候超过40%;如果考虑周边源的采暖期源强增大一倍,则采暖期周边源平均贡献2000年和2001年分别增加到35%和40%.对北京市划分的7类排放源分别计算其对北京地面SO2的浓度贡献率发现,在北京市区的各类排放源中,占北京市区排放量较少部分(不到三分之一)的工业面源和锅炉面源对北京市区的SO2贡献很大,是北京市SO2污染治理的关键.     

EOF模型分析北京周边气溶胶影响域气候变化显著性特征

利用1979~2000年TOMS气溶胶光学厚度和华北地区气象站日照时数、雾日数、低云量等资料以及EOF模型综合统计分析方法,研究冬季北京及周边城市群落的气溶胶分布特征及其对区域气候的影响效应问题,重点探讨了北京周边区域气候EOF模型特征向量变化显著区与气溶胶影响效应的相关联系.分析多年平均冬季TOMS气溶胶光学厚度的区域分布,发现北京及其南部周边地区“马蹄型”大地形谷地内存在南北向带状大范围相对稳定的气溶胶浓度高值区空间分布;冬季气溶胶光学厚度在北京与周边地区存在高相关影响区,在此气溶胶相互影响显著区,冬季气溶胶光学厚度与雾日数、低云量呈年际变化“同位相”特征,表明特定区域大气环流背景下,北京及周边地区气溶胶变化对该地区低云量、雾日数的年际变化存在影响效应.进一步通过EOF模型特征分析,揭示出华北地区冬季日照时数减少、低云量和雾日数增多气候变化区及其长期演变趋势,尤其EOF模型第一特征向量中日照时数、雾日数及低云量变化显著区与其20世纪80~90年代偏差显著区近似重合,且这些变化特征显著区域均与北京周边南北向带状气溶胶光学厚度高值区及其高相关区呈对应关系;日照时数、雾日数、低云量EOF模型第一特征向量时间系数与区域平均气溶胶光学厚度年际变化呈“同位相”特征,且均呈长期演变上升趋势.EOF模型分析描述出北京南部周边地区冬季日照时数减少、低云量和雾日数增多的区域气候变化主体特征,揭示出区域气溶胶影响效应,即多年平均冬季气溶胶光学厚度高值区以及日照时数、低云量和雾日数EOF模型第一特征向量变化显著区均位于北京南部周边城市群落区域,上述相关分布特征揭示出北京南部周边城市群落影响域存在气溶胶气候效应区域性增强的变化趋势.     

气象条件和排放变化对2020年春节前后华北地区重污染过程的影响

以2020年1～2月华北地区的大气重污染过程为对象,在WRF-CMAQ模型模拟的基础上,分析了气象条件和排放变化对此次重污染过程的影响,并量化分析了为消除PM2.5重度污染,区域主要大气污染物需要进一步减排的力度.研究结果显示,与2015年以来另外两次典型重污染过程相比,京津冀及周边“2+26”城市2020年1～2月期...     

北京城市及周边热岛日变化及季节特征的卫星遥感研究与影响因子分析

以EOS-MODIS遥感信息反演的地表温度、土地覆盖类型、植被覆盖、地表蒸散,结合常规气象资料,并采用GIS空间分析技术和多元统计相关,对北京城市及周边2001年城市热岛(UHI)空间分布的季节规律和日变化及影响因子进行研究.分析北京地区的土地覆盖、地形高程、植被绿地状况、城市和郊区地表蒸散与热岛时空分布状况的关系.揭示出北京UHI主要特征为:(ⅰ)北京城市下垫面的高热容和密集建筑物的多次发射,加之北京特殊的三面环山地形特征,使得北京城区一年四季均存在明显的热岛分布,并以夏季最为明显,UHI与城市结构的轮廓相一致;北京城区与地势相对平坦的近郊区的地表温度差异在4~6℃左右,与地势较高的西北远郊区的地表温度差异在8~10℃左右;(ⅱ)北京地区日间和夜晚的UHI的季节分布和程度不同,以夜间UHI明显;夏季白天郊区地表比城区蒸散量大,潜热交换明显,反映出城市与郊区的温度差异显著;(ⅲ)地表覆盖类型对UHI的效应明显,北京地区植被绿地状况与UHI呈现明显反相关分布;夏季地表NDVI与下垫面的温度散点图的回归方程的负相关系数的平方R2达到0.6481,即植被覆盖好,则UHI不明显;揭示出植被绿地对降低UHI具有重要的作用.大范围的绿地建设能有效降低UHI.     

重污染和新粒子生成过程中城市大气颗粒物数谱分布演变过程

使用双电迁移性颗粒物粒径谱分析仪和空气动力学颗粒物粒径谱分析仪对北京城市大气颗粒物（3nm~10μm）数浓度谱分布进行长期观测.选取2006年春节期间出现的一次重污染事件和一次新粒子生成过程,对期间颗粒物数谱分布特征及演变过程进行分析.在重污染事件中3~10nm颗粒物（平均数浓度46cm？3）几乎在大气中消失,而新粒子生成事件中核模态颗粒物数浓度最高达到3.5×104cm？3.这种现象可以通过颗粒物的碰并汇和低挥发性气态前体物的凝结汇从颗粒物的汇和源两个角度进行解释：重污染事件中,3~10nm颗粒物的碰并汇为1.1×10？2~1.2×10？3s？1,显著高于新粒子生成过程（9.9×10？4~1.4×10？4s？1）;在新粒子生成过程中,参与成核的低挥发性气态前体物的凝结汇为0.01s？1,显著低于重污染事件（0.13s？1）.研究结果表明在分析极端大气环境中的颗粒物数谱分布时,除交通和气象因素外,碰并和凝结过程的影响也需要给予足够的重视.