基于GIS的污染天气下大气边界层高度特征研究

发布时间：2017-05-13 21:18

  本文关键词：基于GIS的污染天气下大气边界层高度特征研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,我国经济的高速发展,伴随着工业发展、城市人口的增长,机动车数量迅猛增加,能源不断集中消耗,交通设备和污染物处理等技术的严重落后,使得城市以及城市群形成的地区性大气污染日渐严重,表现为大气能见度下降,霾锁城事件频频发生,已直接影响到生态环境、经济发展和人类自身的身体健康。因此破解经济发展和大气环境演变间的矛盾已迫在眉睫。解决大气环境污染问题,首先需要研究大气污染问题,而分析大气边界层高度是研究大气污染问题的重要途径。本文首先利用2011年1月1日-2013年12月31日的全国探空资料采取温度廓线法,计算我国119个探空站点的大气边界层高度,研究了全国大气边界层高度的时空分布特征。然后,利用全国地面观测数据,采用统计分析的方法,研究了我国污染天气的时空分布特征,分析了大气边界层高度与污染天气之间的相关性。其次,选定我国典型的四个重污染区域(京津冀、长三角、珠三角和四川盆地)进行具体分析,并研究了污染天气对大气边界层的影响。最后利用.NET平台、C#与Arcobject开发了一个基于ArcGIS的污染天气下大气边界层影响信息系统,该系统集模型求解、专题地图与空间分析等功能为一体,实现了对我国污染天气对大气边界层影响的动态管理与分析。通过位温廓线法计算可知,全国大气边界层高度值在一个完整的气象周期下具有一定的稳定性,年际差别小。常规的污染天气判定方法统计结果显示,邢台污染总天数最多,是名副其实的污染城市之首;全国污染最严重的城市主要集中在京津冀和长三角两个经济发达地区;全国大部分地区夏季污染最轻,其次是秋季,污染最重在冬季。由广义污染天气判定方法统计结果可知,清洁天气下的边界层高度值要明显高于污染天气,边界层高度值与能见度有很好的正相关。通过建立典型区域的广义污染天气判定标准模型,研究发现京津冀、四川盆地、长三角和珠三角污染天气的能见度分别低于7.2km、6.5km、5.8km和8.8km,区域年平均污染天数分别为105天、88天、96天和88天。可见京津冀地区污染天数最多,但是能见度最低却在长三角。对四个典型区域清洁天气和污染天气下边界层高度概率分析显示,清洁天气对应的边界层高度值都为2.5km,污染天气对应的边界层高度值在0.5km处出现峰值。清洁天气情况下相对较大概率分布对应的边界层高度值要高于污染天气。
【关键词】：GIS 污染天气 大气边界层 高度特征 气溶胶
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X51;P208
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 论文主要研究内容12
• 1.4 技术路线与论文框架12-14
• 第二章 大气边界层高度时空分布14-27
• 2.1 探空数据来源14-18
• 2.2 大气边界层高度计算方法18-22
• 2.3 边界层高度空间分布特征及影响因素22-24
• 2.4 边界层季节变化及影响因素24-26
• 2.5 本章小节26-27
• 第三章 污染天气统计的时空分布27-38
• 3.1 地面数据来源27-29
• 3.2 污染天气的判定29-34
• 3.3 污染天气分布及影响因素34-36
• 3.4 本章小节36-38
• 第四章 污染天气的大气边界层高度特征38-43
• 4.1 研究方法介绍38-39
• 4.2 数据处理39
• 4.3 大气污染与边界层相关性39-42
• 4.4 本章小节42-43
• 第五章 典型区域污染天气的大气边界层高度特征43-58
• 5.1 研究区域的选取方法及概况分析43-46
• 5.2 研究区域大气边界层高度的日变化和季节变化46-50
• 5.3 分析研究区域污染和清洁天气下的大气边界层高度特征50-57
• 5.4 本章小结57-58
• 第六章 基于GIS的污染天气下大气边界层影响信息系统58-67
• 6.1 信息系统的设计58-59
• 6.2 信息系统数据准备59-60
• 6.3 信息系统的实现与演示60-66
• 6.4 本章小结66-67
• 第七章 总结与展望67-70
• 7.1 总结67-68
• 7.2 展望68-70
• 参考文献70-73
• 致谢73-74
• 攻读学位期间的研究成果74-75

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