关键词： 大气重污染   气象模拟   参数化方案   敏感性试验   WRF模式  

摘要： 气象预报是影响大气重污染预报精度的关键所在。针对2016年12月16~21日北京市一次重污染过程,开展了中尺度气象模式WRF的参数化方案配置敏感性试验。对微物理过程、长波辐射过程、短波辐射过程、陆面过程、边界层过程、近地面过程以及积云对流参数化过程进行组合优选,共设计51组参数化方案组合,分析不同模拟方案下北京市8个气象站点温度、相对湿度、10 m风速的模拟精度及其敏感性。试验结果表明:温度模拟对长波过程参数化方案最为敏感,集合离散度达2.4~7.4℃,再次是短波过程参数化方案;相对湿度模拟也对长波过程参数化方案最敏感,再次是陆面过程;风速模拟对不同过程参数化方案的敏感性程度差异不大。通过模拟结果与观测的统计对比,优选出模拟误差最小的方案组合为Lin微物理方案、RRTMG长波方案、RRTMG短波方案、Tiedtke积云对流方案、Noah陆面方案、MYNN 3rd边界层方案和MYNN近地面方案,并将其与集合平均、基准方案进行对比。对于集合平均来说,其温度模拟与观测相关系数为0.69,高于基准方案,其模拟偏差与均方根误差比基准方案低25%和11%;集合平均的相对湿度和风速模拟相比基准方案变化较小。与集合平均相比,优选方案能同时改进温度、相对湿度和风速模拟,使温度模拟偏差和均方根误差比基准方案下降35%和17%,使相对湿度模拟偏差和均方根误差下降43%和13%,使风速模拟偏差和均方根误差下降33%和24%。以上结果表明,参数化方案的敏感性试验和优选能显著减小重污染期间气象要素的模拟误差,重污染预报改进需重点关注参数化方案模拟上的不确定性。本研究也发现MYNN3rd边界层方案在这次重污染过程的气象要素模拟上具有良好性能,可为未来重污染预报改进提供参考。

关键词： 大气污染   防治建议   污染危害   环境保护  

摘要： 本文对大气污染的危害进行分析,并探索大气污染的防治技术,希望对相关工作人员提供参考。

关键词： PM2.5   大气重污染   减排方案   协同减排  

摘要： 为评估长三角区域大气重污染应急减排方案的效果,依据上海市环境科学研究院编制的2015年长三角区域高分辨率大气污染源排放清单设计了3级减排方案,利用本地化的WRF-CMAQ模式对长三角区域一次重污染过程进行了模拟验证,并评估了各减排方案的效果.结果显示:①如各城市单独进行减排,在一级、二级和三级减排方案下ρ(PM 2.5)分别降低0~7.2、0~20.6和0.1~34.8μg m^3,降幅分别为0~11.7%、0~19.5%和0.2%~28.0%,长三角区域空气质量优良率未见明显上升.②如进行区域协同减排,在一级、二级和三级减排方案下ρ(PM2.5)分别降低0.5~10.0、2.7~30.2和4.3~51.8μg m^3,降幅分别为1.8%~12.8%、9.3%~23.5%和14.7%~37.0%.对于多数城市,区域协同减排效果比单独减排效果显著,其中舟山市、连云港市和常州市的区域协同减排效果最突出.在三级减排方案下的区域协同减排会使空气质量优良率明显提升,空气质量优良的城市从6个升至10个,中度以上污染城市从12个降至2个.③工业源减排是应急减排的重点,其减排效果可占整体减排效果的50.0%~93.0%.研究显示,要在重污染期间达到较好的减排效果,需要进行区域协同减排,但针对不同城市需要协同进行污染控制的范围具有明显差异,因此,为实现精准管控,未来在开展重污染应急区域协同控制时,需根据实际情况进行协同控制关系的预测.

关键词： 重污染天气   大气污染问题   防治  

摘要： 随着经济的不断发展与进步,工业经济的发展也在逐渐提升,与此同时对于周围环境尤其是空气质量的影响也在加重,虽然我国在大气污染方面已经提出了一定的缓解措施,但是效果并不是十分明显,尤其是在秋冬时期,取暖季的来临、工业污染的加大从而出现重度污染环境,因此需要通过一定的解决措施进行治理。通过对污染情况进行分析,找出污染的原因并及时进行治理,从而优化大气污染环境,促进生态文明建设。

关键词： 污染排放   气象条件   外因   扬尘   大气重污染   机动车   硫酸盐   硝酸盐  

摘要： 大气重污染成因及来源主要有三个方面:第一,污染排放。污染排放是主因和内因。在污染排放中间有四大主要来源:一是工业;二是燃煤;三是机动车;四是扬尘。这四大来源占比要达到90%以上,城市与城市稍微有点差别。另外,在PM2.5组分里主要是四大类,即硝酸盐、硫酸盐、铵盐和有机物,占比达到70%以上。第二,气象条件。气象条件尽管是外因,但外因的影响对大气重污染而言还是非常明显、非常大。气象条件的影响,年度与年度之间,上下10%。也就是说,同样的污染排放,不同年份气象条件有的可能拉高10%,有的可能拉低10%,个别城市可能还会达到15%。

关键词： 常熟   PM2.5   重污染过程   水溶性离子   污染特征  

摘要： 利用2018-11-21—12-05常熟市空气质量自动监测站点的常规参数逐时数据、细颗粒物化学组分数据及大气颗粒物激光雷达监测结果,对常熟地区秋冬季一次重污染过程中PM2.5及其主要化学组分(水溶性离子)的污染特征进行系统分析。结果表明:11-24—12-03常熟地区出现了一次持续重污染过程,PM2.5浓度高值主要出现于高湿、小风、低边界层的天气条件下,且PM2.5浓度与湿度呈显著正相关,受不利扩散条件下的局地污染累积及高湿状态下颗粒物二次转化影响较大。观测期间,二次离子(NO3^-、NH4^+、SO4^2-)在水溶性离子中占比较高,尤其是污染期,占比高达97%,受二次生成影响较大;其中,NO3^-在水溶性离子中占比最高。整个分析时段,SOR与NOR均值分别为0.38与0.22,污染期间SOR与NOR均值明显升高,分别达到0.47与0.32;4个阶段内仅有污染期时段的NO3^-、SO4^2-累积增长速率大于CO,此时NO3^->SO4^2-,该阶段主要受到NO2二次转化影响,常熟市重污染期间应着重加强工业源与移动源的管控。

关键词： 来源解析   细颗粒物   京津冀及周边  

摘要： 基于区域大气环境模拟系统RegAEMS开发了大气污染物来源解析模块APSA,以京津冀及周边“2+26”城市为研究对象,模拟2017年12月26日~2018年1月2日该地区一次PM2.5重污染过程,对PM2.5进行区域和行业来源解析.结果表明:本次污染持续时间长、影响范围广、污染程度重,“2+26”城市PM2.5小时最大值为201~507μg/m3,RegAEMS可较好模拟出PM2.5时空分布;区域来源解析表现为外围区域对“2+26”边界城市影响较大,贡献为15.3%~57.5%,“2+26”中部城市受外围区域影响较小,贡献为0.3%~8.4%,区域传输特征明显,受近地面风场影响较大;行业来源表现为区域内生活源、工业源贡献较大,分别为26.6%~45.8%、16.4%~37.8%,交通源占比13.0%~35.9%.本文研究表明RegAEMS可以实现重污染过程PM2.5的数值模拟和来源解析,在大气污染精准管控方面具有较好应用前景.

关键词： 川南城市群   南支槽   大气重污染过程   数值模式与模拟  

摘要： 针对川南地区大气污染防治工作需要,本文应用川南城市群（宜宾、自贡、泸州、内江、乐山）大气污染物浓度观测数据和气象数据,采用数理统计和污染天气诊断分析等方法,细致分析了2016年12月26日至2017年1月11日一次川南城市群跨年度空气重污染过程的污染变化特征及其气象成因。并在此基础上,运用WRF-Chem和WRF-CUACE耦合模式,在两套物理参数化方案下,模拟2016年12月15日至2017年1月11日发生在川南城市群的两次污染过程。通过观测与模拟结果的对比,找出模式的不足,提出改进建议。主要结论如下:（1）针对此次污染过程,南支槽对大气静稳（等温或逆温层）的形成和维持起到了关键作用。南支槽加强并引导其槽前西南干暖气流北上,致使当地低层大气增温,形成低空等温或逆温层,限制当地大气污染物扩散,是助长此重污染过程形成的主要天气系统。在此条件下,再配合高湿和低空风向辐合,形成重污染;然后,南支槽减弱,大气静稳减弱,低层风向辐合消失,大气扩散能力增强,污染浓度降低;最后,叠加了降水的湿清除作用使当地污染物浓度快速降低,污染过程结束。（2）通过对比模拟结果与观测值的差异,认为4组试验普遍对于2 m温度的模拟结果良好,高估10 m风速,高估PM2.5浓度峰值。气溶胶组分的模拟结果显示,NO3-占比偏高,NH4+占比明显偏低,BC占比偏高,OC占比略偏低,SO42-占比对物理方案变化的敏感性很高,其中物理方案2偏高,物理方案1偏低。模式高估了NO2到NO3-的转化,低估了SO2到SO42-的转化。此外,受非均相反应影响,SO42-浓度在污染加重初期阶段增加明显,并且该现象在CUACE的模拟结果中更明显。综合认为,模式需要在气象静风条件、PM2.5浓度峰值以及硝酸盐、硫酸盐与其前体物之间的相互转化机制上,做进一步的改进。（3）综合气象、PM2.5浓度和气溶胶组分的模拟结果来看,认为CUACE2的模拟结果最佳,此模拟结果在保证了较好的PM2.5浓度模拟结果的前提下,对硫酸盐的模拟结果在4组试验中也是最佳。虽然对于硫酸盐组分的模拟,Chem2也表现出相似结果,但对比发现,CUACE2表现出比Chem2更低的PM2.5浓度和SO2浓度。综合认为,在4组试验中,CUACE2的模拟效果最佳。本文通过对川南空重污染过程的的分析,发现了南支槽在污染过程中的关键作用。之后,通过数值模式模拟川南污染过程,分析了在川南效果较好的物理和化学模式,并针对模拟与观测的差异,找出了相关数值模式的不足。这对未来进一步分析和加深理解重污染过程的形成、维持机制,以及了解污染过程中气溶胶组分的变化机制,以及改进模式性能都具有重要科学意义。

摘要： 9月2日,国务院总理李克强主持召开国务院常务会议。会议指出,治理大气污染、改善空气质量,是群众所盼、民生所系。近年来,大气污染防治取得积极成效。针对京津冀及周边地区秋冬季大气重污染问题,有关部门组织专家集中开展大气重污染成因与治理攻关项目研究,为推进科学治理提供重要支撑。

关键词： 华北平原   吸湿性增长   粒径分档   气溶胶重污染   液态含水量  

摘要： 本文利用加湿串联差分电迁移测量系统（H-TDMA）系统观测了2016年12月北京城区亚微米气溶胶（PM1）吸湿特征数据。H-TDMA系统运行的相对湿度（RH）为30-90%,颗粒物粒径范围为30-200 nm。主要通过对30、50、100、150、200 nm的环境气溶胶颗粒物在RH为70-90%下测量吸湿增长因子概率密度分布（HGF-PDF）,当RH≥70%,HGF-PDF一般存在两个吸湿性模态,分别为HGF<1.2的疏水性模态和HGF≥1.2的亲水性模态。老化气溶胶（100 nm以上）以亲水性模态为主。HGF与颗粒物粒径具有相关性并且受到颗粒物化学组分影响。HGF一般随着粒径的增大呈现增强趋势。体积权重平均HGF*对于气溶胶整体吸湿性和化学组分关系具有更好的代表性。小于100nm的颗粒物的混合状态受到交通等局地排放源的影响呈现为外部混合。在新粒子生成期间,30 nm颗粒物随着不断长大吸湿性呈现降低趋势,说明有机物质的参与削弱了气溶胶吸湿性。在重污染过程期间,随着环境气溶胶经历传输阶段和累积阶段,小粒径颗粒物受到一次排放源的影响逐渐趋于外部混合并且吸湿性逐渐降低。大粒径颗粒物（例如200 nm）趋向于准-内部混合状态且吸湿性增强,受到二次无机气溶胶（SIA）形成过程的影响,进一步加速了其水分吸收能力,并且硝酸盐和铵盐对气溶胶吸湿性的影响作用要高于硫酸盐。研究中发现二次无机气溶胶的形成和气溶胶吸湿性之间的正反馈效应加剧了累积阶段颗粒物质量浓度的爆发增长。利用气溶胶数谱（PNSD）、吸湿性参数（κ）和化学组分等观测数据,使用三种方法估算了2016年12月和2017年12月北京PM1中的液态含水量（ALWC）。包括:（a）利用PNSD和κ计算环境状态和干状态PM1体积差值,再乘以水的密度;（b）基于化学组分的热力学平衡模型（ISORROPIA II）;（c）基于化学组分体积混合的κ-K（?）hler理论。三种方法所计算气溶胶含水量的误差在～20%。经计算2016年冬季平均ALWC质量浓度为44.8μg/m3,接近2017年ALWC质量浓度（14.4μg/m3）的3倍。结合RH和PM1质量浓度,发现ALWC随着RH的增加而呈现指数增长趋势。通过κ-K（?）hler方法评估了不同化学成分对ALWC的贡献量,结果显示观测期间无机物和有机物的贡献率分别为～80%和～20%,在环境相对湿度下ALWC最大的贡献来自硝酸铵。当RH高于85%时,ALWC的质量浓度等于甚至要高于干PM1质量浓度。重污染过程中高浓度的ALWC有利于SIA的形成,SIA又进一步促进颗粒态通过非均相-液相反应吸收液态水,使得环境气溶胶质量浓度不断增大导致能见度恶化。