大气污染过程中气溶胶辐射反馈效应的数值模拟研究

发布时间：2023-08-18 17:31

　　本文利用WRF-Chem模式结合FINN生物质燃烧资料,模拟了一次大气污染过程,并由此探讨气溶胶辐射效应对气象要素和大气污染物浓度的影响,得到以下主要结论： (1)总体而言,模式较好地模拟了各站点平均温度,平均偏差为1.66℃：模拟的平均温度暖偏差导致多数站点的平均相对湿度出现了负偏差,平均偏差为-6.74%；各站点的模拟平均风速值均大于观测结果,平均偏差为1.37m/s；模式的人为排放源过低导致了多数城市的模拟空气污染指数均小于观测值； (2)在南京地区,模拟风速与观测风速较为贴近,但随着时间推移,模拟风速明显增加；温度的模拟值与观测值变化趋势较为吻合,且模拟的峰值和谷值位置也相对一致,两者相关系数为0.9021；观测臭氧浓度和模拟臭氧浓度在变化趋势上具有较好的一致性,而观测和模拟的二氧化氮浓度均具有较大的波动性。 (3)火点燃烧造成的污染天气过程中,无论是气溶胶直接、半直接效应还是间接效应,都将使污染区域近地面温度下降、边界层高度降低以及近地层风速衰减,这些气象条件均不利于空气污染的扩散。因此,气溶胶的辐射反馈效应将使空气污染地区进一步加重污染。 (4)气溶胶总辐射效应使近地层PM...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外的研究进展
    1.3 本文主要研究内容
    参考文献
第二章 模式介绍
    2.1 WRF模式简介
        2.1.1 微物理参数化方案
        2.1.2 边界层参数化方案
        2.1.3 积云参数化方案
        2.1.4 陆面过程
        2.1.5 辐射参数方案
    2.2 WRF-Chem简介
        2.2.1 传输过程
        2.2.2 干沉降
        2.2.3 气相化学机制
            2.2.3.1 RADM2机制
            2.2.3.2 CBM-Z机制
        2.2.4 气溶胶参数化方案
            2.2.4.1 MADE/SORGAM方案
            2.2.4.2 MOSAIC方案
        2.2.5 光解作用
            2.2.5.1 TUV方案
            2.2.5.2 Fast-J方案
    参考文献
第三章 污染天气过程的数值模拟与检验
    3.1 污染天气的背景分析
        3.1.1 背景天气分析
        3.1.2 探空资料分析
        3.1.3 小结
    3.2 数值模式设计
        3.2.1 模拟区域设置
        3.2.2 模式输入资料
        3.2.3 参数化方案选取
    3.3 模拟结果检验
        3.3.1 温度、湿度和风速的检验
        3.3.2 空气污染指数的检验
        3.3.3 南京地区气象要素的检验
        3.3.4 南京地区O₃和NO₂的检验
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 气溶胶辐射反馈效应的影响
    4.1 实验设计
    4.2 气溶胶辐射效应对气象要素的影响
        4.2.1 气溶胶辐射效应对地表短波辐射的影响
        4.2.2 气溶胶辐射效应对2m高度处温度的影响
        4.2.3 气溶胶辐射效应对大气边界层高度的影响
        4.2.4 气溶胶辐射效应对10m高度处风速的影响
        4.2.5 气溶胶辐射效应对南京地区气象要素垂直廓线的影响
    4.3 气溶胶辐射效应对大气污染物的影响
        4.3.1 气溶胶辐射效应对近地层PM₁₀的影响
        4.3.2 气溶胶辐射效应对近地层NO_x的影响
        4.3.3 气溶胶辐射效应对近地层O₃的影响
        4.3.4 气溶胶辐射效应对南京地区PM₁₀、NO_x和O₃垂直廓线的影响
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 结论与讨论
    5.1 主要结论
    5.2 主要创新点
    5.3 展望
致谢
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本文编号：3842634