京津冀地区大气污染云下湿清除作用研究

发布时间：2020-08-31 17:32

　　采用京津冀地区13个城市环境监测站点的2014～2016年六种大气污染物逐小时浓度资料,结合中国气象局地面观测逐小时降水资料,利用统计学和天气学分析方法,探讨降水对京津冀地区大气污染物浓度变化的影响,并重点讨论了降水过程中降水与PM10、PM2.5清除率的关系和主要影响要素对PM10、PM2.5湿清除的作用,得到初步结论。并使用常规气象观测资料、探空资料、空气质量监测资料、FNL再分析资料和EC数值模式细网格资料,结合统计结论,对比分析了 2015年2月19-21日和2016年2月10-13日两次京津冀地区污染天气下降水湿清除过程的环流背景、边界层气象要素配置特征、静稳天气条件和传输条件。结果表明,京津冀区域大气污染物浓度与降雨量存在明显的负相关,降水对大气污染物浓度的降低有着重要作用。六种大气污染物(SO2、NO2、CO、03、PM10、PM2.5)降雨时次后浓度降低个例所占比例在45%～60%之间,降雨时次后PM10浓度降低个例所占的比例最大,PM2.5次之。六种大气污染物浓度在降雨时次后的变化量随雨强的增加而减小。大气污染物浓度在降雨时次后减少个例所占的比例均随降雨量等级的增加而增大,这个现象在PM10和PM2.5的浓度变化上更加明显,降水对PM10、PM2.5浓度变化影响显著。降水过程中,PM10对降水引起的浓度变化更为敏感,PM2.5较PM10对将水引起的浓度变化敏感度不高,但降水对其浓度的变化依旧有作用。湿清除效果随平均雨强、降水持续时间及降雨总量的增加而加强。不同等级降雨总量、平均雨强和降水时长对PM2.5的清除率较PM10小。降雨总量、平均雨强、降水时长与清除率之间并不完全是非线性的正相关。当降雨总量超过10mm、平均雨强达到1mm·h-1、降水持续10h时,降水对PM10、PM2.5才能达到最为理想的湿清除状态。降水前后PM10、PM2.5浓度有明显的正相关,PM10、PM2.5清除率与其质量浓度呈非线性关系。清除率随降水前污染物浓度的增大而增大,逐渐趋于稳定,呈非线性关系。当降水前PM10、PM2.5浓度超过115μg·m-3时,PM10、PM2.5清除率均有所增长,但PM10清除率的增幅明显大于PM2.5。降水过程中,除了降雨总量、平均雨强、降水时长对PM10、PM2.5浓度产生影响外,大气扩散条件也至关重要,风速风向就是一个重要的因素。降水过程中京津冀地区受北风控制时,此时PM10、PM2.5浓度是四个风向中最低,当风速达到4m·s1时,PM10、PM2.5浓度降至最低值。降水时京津冀地区受南风控制时,风速小于4m·s-1对PM10、PM2.5浓度没有任何影响,大于4m·s1时,PM10、PM2.5浓度突然上升,出现污染物的南风输送,此时南风的加强只会增加地区大气污染,加重污染天气。针对典型污染天气过程进行诊断分析,对比分析了 2015年2月19-21日和2016年2月10-13日两次京津冀地区的污染天气过程,结果表明:前期稳定的环流背景是造成两次污染天气的根本原因,后期不同的环流演变造成降水过程的差异,2016年清除过程呈现持续性强降雨特征,2015年清除过程呈现间断性弱降雨特征。两次降水过程对污染物湿清除效果与统计结论一致。诊断分析两次湿清除过程发现,除降水以外,造成2015年2月清除过程效果不佳的原因还包括,长时间的高湿静风与低混合层高度的边界层物理量配置,大气静稳条件长时间维持,以及清除过程中存在污染物的南风输送,致使污染物的近地面层堆积。而2016年2月过程中良好的大气扩散条件与降水配合,达到良好的湿清除效果。
【学位单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X51
【部分图文】：

粒子污染物,水汽凝结,途径,气体

第一章绪论在（ｘ，ｙ，Ｚ）位置，ｔ时刻的平均浓度为ｑ邋（Ｘ，ｙ，ｚ；ｔ），而平Ｆ邋（Ｄｐ；Ｘ，ｙ，ｚ，ｔ）。在许多情况下，作为一阶过程可由湿沉除率，即Ａ邋（ｚ，ｔ）邋ｑ邋（ｘ，ｙ，ｚ，ｔ）和Ａ邋（Ｄｐ；ｚ，ｔ）邋Ｆ邋（Ｄｐ；ｘ，ｙ，ｚ，ｔ；ｚ，ｔ）则分别为气体的和粒子的冲洗系数（ｗａｓｈｏｕｔ邋ｃｏｅｆｆｉｃ高度和时间有关的。这种一阶表示式适用于不可逆的清或高可溶性气体，在这种情况下清除率与气悬物质的浓的物质的量无关。图为气体污染物和粒子污染物发生干些途径，由图可见清除过程中的各种形式的作用。逡逑逦＊

创新点,主要技术,路线,降水过程

南京信息工程大学硕士论文上不足，本文利用京津冀地区２０１４至２０１６年气象要素观测统计分析上述地区不同过程降水量、降水强度、相态与污染合降水及降水过程中其他边界层气象要素，分析降水过程对因。选取２０１５年２月和２０１６年２月两次典型的污染天气下统计结论进行深入分析，探究造成两次过程降水湿清除效果不气学原理的解释和总结，为以后进行降水与污染物影响机理

国控,站距,气象观测站,主要城市

地区１３个主要城市气象观测站点与环境监测国控站点大致象站与环境站距离较近，无法分开表示）逡逑自于美国国家环境预报中心（ＮＣＥＰ）的ＦＮＬ邋（Ｆｉｎａｌ邋Ｏｐｅ析资料，一日四个时次，间隔６小时，水平分辨率为Ｐａ共２６个标准气压层、对流层顶等的信息，涵盖常面气压、位势高度、温度、海表温度、土壤状况、冰直运动、涡度以及臭氧等。另外，数值模式预报产品Ｆ，简称ＥＣ）细网格资料，水平分辨率为０．邋２５°Ｘ０．描述因子逡逑Ｍ２．５浓度及降水量的年、月、日均值（累计值）均由

【参考文献】