沙尘天气过程中颗粒物变化特征研究

发布时间：2020-08-26 07:04

【摘要】：随着社会的发展,人类的活动范围逐渐扩大,对生态环境系统的影响也越来越严重,尤其在生态环境极其脆弱的荒漠戈壁地区。人类的不合理扰动,使得地表状况发生严重的改变,同时由于原本的荒漠戈壁地带气候干燥,降水稀少,在地表状况改变后极易产生沙尘暴。我国西北地区分布着大面积沙漠和戈壁滩,在适当的条件下,地表沙粒被风吹起,然后在风沙移动的规律下,形成大范围的沙尘暴,向下风向传输。沙尘天气在对空气质量造成严重影响,同时也威胁到人类的身体健康。大气气溶胶中沙尘气溶胶所占的比例越来越大,而沙尘气溶胶也是影响气候变化以及预测气候的一个重要因素。随着沙尘天气对人类造成的危害越来越大,人类逐渐认识到沙尘天气已成为一个极其严重的环境问题。本研究通过对历年沙尘天气发生的原因分析,并结合典型沙尘暴天气过程的分析,利用全国各地气象监测站的监测数据,结合部分卫星图片,分析了2014年1-5月沙尘暴天气过程发生的逐时变化趋势、日平均变化趋势及月平均的变化;同时经过分析,阐述了沙尘暴天气过程当中TSP和PM10浓度的变化趋势以及TSP与相关影响沙尘天气的因子间的关系特征;在此基础上进一步分析了沙尘天气过程与空气质量之间的相关性,并对TSP和PM10之间的相关性做了分析,研究结果表明:1.我国沙尘天气的发生与西伯利亚冷空气频繁影响我国北方及西北大部分地区有着密切关系,由于在冷锋和蒙古气旋侵入的路径中,分布着大面积的沙漠、戈壁,同时冷锋多与蒙古气旋共同作用,导致了我国沙尘暴在春季频繁发生。2.沙尘天气影响过程中,各气象要素与TSP浓度有很大的相关性:湿度在沙尘天气过境前会有明显的下降,但在过境过程中,湿度可能会逐渐增大;能见度直接受到TSP浓度的影响,强沙尘过程中,能见度下降至1 km以内,能见度与TSP之间的变化具有时间差,但这种提前时差仅有1小时;风向决定着沙尘进一步的发展及其沙尘粒子的传输方向,在风向与风速的影响下,大量沙尘粒子在空气中传输,从而影响下风向地区。3.通过分析2014年沙尘天气的过程,可以发现,沙尘源区城市和影响区城市在沙尘天气发生前后,其TSP浓度有很大的差异性,沙尘源区各月TSP平均值只有4月超过国家二级标准浓度限值,而影响区4月和5月均超标。在沙尘源区随TSP浓度增大,PM10在TSP中所占比例也逐渐增大,在沙尘暴天气中,TSP和PM10的浓度值均大于国家二级浓度限值。由TSP浓度的日变化值,可以看出,我国现阶段沙尘天气的高发月份为4月,3月和5月次之。在沙尘源区,PM10在TSP中所占比例达到70%左右,但在沙尘影响区,无沙尘天气过境时,其所占比例不超过50%。分析可知,沙尘影响区都是大城市,城市化进程及人口等因素决定了污染物的构成;而源区都是小城市,处在沙漠和戈壁周边,颗粒物来源相对单一。4.通过分析沙尘粒子浓度的变化,结合我国国标对沙尘天气的定义,分析得出:在沙尘源区,浮尘天气时TSP浓度范围在0.5-1.5 mg/m3之间、扬沙天气时TSP浓度在1.6-3 mg/m3间,沙尘暴天气时TSP浓度在5-6 mg/m3之间、强沙尘暴时TSP浓度约为8 mg/m3。
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P425.55

【参考文献】