基于WRF-Chem模式对西安雾霾气溶胶分布及输送特征的数值模拟研究

发布时间：2023-04-09 23:04

　　随着社会经济的发展,雾霾逐渐成为我国环境污染的主要问题,以西安为中心的关中地区大气污染问题日趋加重。同时大气污染也是一个区域性的环境污染问题,在一定的气象条件与地理位置共同影响下相邻区域会存在污染物输送。雾霾气溶胶会受本地污染物排放和跨区域输送影响,该问题是当前空气污染的两个重要来源,也是对雾霾气溶胶的研究热点,而数值模拟作为非常有效的研究手段也得到了越来越多的重视与发展。因此,必须对西安地区雾霾气溶胶的分布与输送特征进行综合分析研究。本文利用WRF-Chem模式对西安雾霾进行数值模拟研究,选取全国大气污染重点区域之一的西安地区的一次雾霾个例,通过调整模式模拟方案对雾霾全过程进行数值模拟。分别对模拟数据进行定性、定量评估并综合对比,结果表明:WRF-Chem模式基本成功复制了本次雾霾过程,模拟数据可用于气溶胶特征的研究中。利用模拟数据结合地面监测站观测数据对雾霾分布及输送特征进行分析可知,雾霾气溶胶各组分均随高度增加而递减,垂直分布最高均为5km左右,在近地面浓度最高。本次雾霾消散期间污染物存在铜川-西安-山阳输送路径。考虑到对雾霾的研究还应从整体三维分布结构以及四维时空演变分析,设计...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 雾霾气溶胶常规观测研究进展
        1.2.2 雾霾气溶胶数值模拟研究进展
        1.2.3 雾霾气溶胶激光雷达研究进展
    1.3 论文的主要工作及研究内容
2 雾霾气溶胶研究方案及分析数据
    2.1 WRF-Chem模式西安雾霾分布及输送特征研究方案
    2.2 WRF-Chem模式模拟及其数据
        2.2.1 模式介绍
        2.2.2 模式运行流程
        2.2.3 微物理过程方案与化学参数方案
        2.2.4 排放源数据
        2.2.5 模式数据
    2.3 HYSPLIT模式模拟及其数据
        2.3.1 模式介绍
        2.3.2 模式运行流程及参数设置
        2.3.3 模式数据
    2.4 其它研究数据
        2.4.1 地面空气质量数据
        2.4.2 米散射激光雷达与多波长激光雷达探测数据
        2.4.3 粒径谱仪数据
        2.4.4 能见度仪数据
    2.5 本章小结
3 西安雾霾数值模拟研究
    3.1 模拟效果定性、定量评估
        3.1.1 模拟效果定性评估
        3.1.2 模拟效果定量评估
    3.2 雾霾特征
        3.2.1 消光廓线时空分布特征
        3.2.2 碳气溶胶组分、分布特征
        3.2.3 PM_2.5传输特征
    3.3 本章小结
4 模式数据可视化方法研究
    4.1 可视化方案设计
        4.1.1 模式数据特征分析及初步设计
        4.1.2 整体方案设计
    4.2 模型构建及优化
        4.2.1 模型构建与阈值设置
        4.2.2 HGT地形高度叠加
    4.3 数据三维结构及四维时空演变显示
    4.4 本章小结
5 可视化分析及验证
    5.1 外部三维结构及内部剖面结构分析
        5.1.1 外部三维结构分析
        5.1.2 内部剖面结构分析
    5.2 四维时空演变分析
        5.2.1 雾霾形成期时空演变分析
        5.2.2 雾霾维持期时空演变分析
        5.2.3 雾霾消散期时空演变分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果



本文编号：3787891