冬季乌鲁木齐逆温时空变化特征及其大气环境效应

发布时间：2019-11-04 15:21

【摘要】：随着城市工业化的迅速发展,城市的大气环境污染问题已经对人类的生产生活产生了巨大的影响。乌鲁木齐作为新疆首府,承担着发展经济、政治和文化的重要责任。但随着这些年的发展,乌鲁木齐严重的大气污染问题越来越明显,甚至影响到了人民的生活,更为严重的是大气污染问题严重的影响着城市的发展。鉴于气象条件是影响大气污染物时空分布的关键因素,因此研究乌鲁木齐城市气象条件对大气环境影响有重要的意义。乌鲁木齐的大气污染问题与其特殊的地理环境、当地的气象条件和排放源状况关系密切。乌鲁木齐地形较为复杂,以往的研究多是基于个别污染物观测站点和地面气象站观测资料,只能限制在特定的时间和空间,难以耦合地形、气象及排放等方面分析该市大气污染成因。本文采用WRF数值模式与观测资料相结合的方法对乌鲁木齐2012年12月28日-2013年1月1日和2013年1月23日-2013年1月26日两个时段进行研究,通过模式模拟再现两个时段乌鲁木齐逆温强度和逆温厚度的时空变化,并分析逆温和地面风场的大气环境效应。结果表明：1、冬季乌鲁木齐近地面逆温有明显的时空变化特征。受特殊地形和气候的影响乌鲁木齐逆温持续时间较长,白天和夜间都有逆温层存在,逆温强度和厚度在夜间要大于白天,逆温强度最强区域出现在乌鲁木齐西北部,逆温厚度最厚区域出现在乌鲁木齐西北部和乌鲁木齐河谷地区。2、在市区上空持续存在一定强度、厚度的逆温层,不利于污染物的扩散,逆温持续时间越长、逆温强度越强、逆温厚度越厚和逆温层底高度越底为大气中污染物的积聚提供了有利的条件,严重影响了该市大气环境质量。3、地面风场对大气中污染物的扩散有重要影响,污染物浓度上升或峰值期间,城东、城北和城西气象站风向都有改变,多为爬坡风向,风速较低,不利于大气中污染物的扩散,导致污染物不断积聚；另外,城南和城北的相向风向会使得市区形成一个风向辐合带,加剧了大气污染状况。4、逆温和地面风场对大气污染物浓度的影响有一定滞后性。
【图文】：

海拔,山东段,喀拉扎,中温带

喀拉扎山、西山；南部有伊连哈比尔巧山东段、±格达坂塔格等。辖区地势由东南向西北逡逑降低，大致分为兰个梯级：第一级为山地，海拔２５００－３０００米或更高；第二级为山间盆地逡逑与丘陵，海拔１０００－２０００米；第兰级为平原，海拔在６００米下，如图２．１所示。逡逑乌鲁木齐是世界上离海洋最远的城市，属中温带大陆性干旱气候，最热的是７、８月，逡逑平均气湿２５．７‘Ｃ；最冷的是１月，平均气温－１５．２’Ｃ。逦逡逑Ｉ邋Ａ邋１逡逑役议【米）逡逑ｍｍ逦＇．色逦０邋５１０邋２０邋３０邋４０逡逑４邋} 逦ｍｚＨＫｒｒｓＭｉ邋ｒ邋米逡逑图２．１乌鲁木齐市ＤＥＭ图逡逑９逡逑

预处理系统,模式系统,同化系统

图２．１邋ＷＲＦ模式流程图逡逑ＷＲＦ模式系统包括如下几个主要部化ＷＲＦ预处理系统（ＷＲＦＰｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ巧ｓｔｅｍ）、逡逑ＲＦ参数同化系统、ＡＲＷ求解程序和后处理及可视化软件。逡逑ＷＲＦ预处理系统主要用于实时数值模拟，其中包括：１、定义模拟区域，将静态地理逡逑数据（如王地类型、地形Ｗ及止壤类型等）差值到模巧区域；２、从初始场ＧＲＩＢ文件中提逡逑出气象要素数据；３、将气象要素数据水平插值到模拟区域。逡逑ＷＲＦ参数同化系统是将实测数据融入到ＷＰＳ所产生的插值文件中，为ＷＲＦ模式提逡逑供更准确的初始条件。逡逑ＡＲＷ求解程序是ＷＲＰ模式最关键的部分，它由几个理想化，实时同化化及数值积分逡逑的初始化程序组成。主要对模拟区域的大气过程进行积分计算。后处理部分是对模式输出逡逑的模巧结果进行处理，，常用的后处理软件有：ＶＡＰＯＲ、ＮＣＬ、ＡＲＷｐｏ巧（ＧｒＡＤＳ）、ＲＵＭ逡逑等，其主要是对模式模拟结果中的各个物理量进行诊断分析和图形数据的转换等。逡逑
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X51;X16

【参考文献】