关键词：
四川盆地
污染物时空分布
区域性大气污染
典型重污染过程分析
WRF-Chem模式模拟
摘要：
四川盆地受特殊的盆地地形影响,在经济发展过程中,其空气污染问题一直备受关注。随着近些年来大气污染防治工作的开展,盆地内颗粒物污染情况已经有所改善,但是颗粒物年平均浓度仍高于国家标准,而O3和NO2的年平均浓度则有增大趋势。且由于单个城市或局部地区的污染防控治理措施对进一步降低污染物浓度的效果有限,有必要从盆地尺度进一步开展区域性大气污染联防联控。同时考虑到大气污染防治工作的经济效益和长期开展,在盆地空气污染治理工作中不同地区和不同时段应当有所侧重。因此,本文利用2015～2018年四川盆地大气污染物监测数据,首先分析盆地不同时间尺度污染物的时空分布特征;其次根据四川省重污染应急预案,结合四川盆地实际情况,对四川盆地区域性大气污染过程进行统计分析;并选取了污染时间最长,污染物浓度最高的区域性大气污染过程进行分析;最后进一步使用WRF-Chem模式该过程进行数值模拟,同时检验其模拟效果。以下是主要结论:（1）2015～2018年期间四川盆地主要受颗粒物和O3污染,严重污染主要由细颗粒物污染造成,其中自贡市更容易出现严重污染。近4年来,PM10、PM2.5、CO和SO2年平均浓度均明显下降,但颗粒物年平均浓度仍然高于国家标准,而光化学污染物（NO2和O3）年平均浓度有所上升。冬季（尤其是1月份）颗粒物污染最严重,成都市、自贡市、达州市和重庆市是污染物浓度日变化高值中心。（2）2015～2018年期间四川盆地出现21次区域性大气污染过程,其中19次发生于冬季,主要为细颗粒物污染。区域性大气污染过程AQI分布主要有西部型、全域型和U型三种空间分布;其中成都市、自贡市和达州市为区域性大气污染过程的重污染中心。（3）对2017年12月19日2018年1月3日期间四川盆地污染过程进行分析,结果发现19～28日期间盆地500hPa受弱偏西风影响,700hPa受重污染天气型控制,低层850hPa温度和相对湿度稳定上升,垂直温度层结稳定;在本地大气污染源过量排放和气象场的共同作用下,PM10、PM2.5和CO浓度稳定持续上升,粗颗粒物占比值维持在低值范围,具有显著的静稳型和慢变化污染特征。29日在冷空气活动和北方沙尘输送的共同作用下,PM10浓度大幅度升高,PM2.5和CO浓度则明显下降,具有沙尘型和快变化污染特征。沙尘影响期间广元市、绵阳市和德阳市出现沙尘天气现象,成都市的颗粒物离子质谱分析结果同样具有显著的沙尘天气影响特征;盆地内颗粒物浓度的变化受沙尘输送和气象场共同影响,在盆地不同地区具有明显区别。（4）由WRF-Chem模式对本次重污染过程模拟结果显示,2m温度和10m风速的模拟均值比实测均值偏大;而颗粒物浓度的模拟均值比实测均值偏小。2m温度的相关系数高达82.62%,10m风速模拟相关性较低;沙尘活动前PM10和PM2.5相关系数均为42%左右;外来沙尘输送使PM10全时段相关系数大幅度下降至7.65%;冷空气过程则使PM2.5全时段的相关系数上升到55.59%。盆地西北部的成都市、德阳市、绵阳市和资阳市区域颗粒物模拟相关性较低,雅安市PM10模拟相关性为79.68%,PM2.5为77.62%,模拟效果较好,表明WRF-Chem模式具有一定的模拟能力。以上研究探明了四川盆地大气污染的时空分布特征,并总结出盆地的重污染区域和时段,可以为四川盆地区域性大气污染联防联控工作的开展提供科学依据,具有一定的科学意义和实用价值。
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