删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

基于数值模拟和统计拟合分析华北冬季一次大范围重污染过程的形成机理

本站小编 Free考研考试/2022-01-02

摘要
摘要:基于WRF/Chem(Weather Research Forecasting/Chemistry)模式对2015年11月25日至12月2日我国北方一次大范围PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5 μm的颗粒物,即细颗粒物)重污染过程进行了模拟。与观测资料对比表明,模式能够较好地模拟出PM2.5浓度及气象因素的变化趋势,结果适用于此次污染事件的机理分析。动力、热力条件及化学转化等因素对此次强污染事件形成的机理分析表明,动力因子主要通过表面风和垂直风切变的减弱对此次污染事件造成影响,边界层逆温等热力因子促进了大气稳定性的增强,不利于污染物扩散。依据PM2.5组成成分变化分析可知,硝酸盐、硫酸盐和有机碳在此次事件中含量增加,说明机动车汽车尾气和燃煤排放所致的二次气溶胶生成对PM2.5污染加剧起重要贡献。多元线性回归分析和多因子相对贡献率量化解析结果表明,热力因子在此次污染过程中起主要作用,方差贡献率为52%,动力因子次之,方差贡献率为34%,而化学转化方差贡献率约为14%,说明气象条件,尤其是热力条件是引起此次污染事件的主要原因。
关键词:WRF/Chem模式/
重污染/
动力因子/
热力因子/
化学因子
Abstract:Using the WRF/Chem (Weather Research Forecasting/Chemistry) model, a large-scale PM2.5 heavy pollution process in northern China from 25 November to 2 December 2015 was simulated. Comparisons to observations show that the model can realistically capture the magnitude and variation of PM2.5 and meteorological factors, and can be used for the mechanism analysis of this pollution event. This paper further analyzed the mechanism of the strong pollution event from the aspects of dynamics, thermo-meteorological conditions, and chemical transformation. The results show that the dynamic factors mainly affect the pollution event through weakening of the surface wind and vertical wind shear. Thermal factors, such as a boundary layer inversion, promote the enhancement of the atmospheric stability, which is not conducive to pollutant diffusion. Based on the analysis of the PM2.5 composition, the nitrate, sulfate, and organic carbon content increased in this event, indicating that the secondary aerosol formation caused by vehicle exhaust and coal combustion contributes greatly to the PM2.5 pollution. To identify the main factors causing this pollution event, we used multiple linear regression and relative contribution rate accounting methods to quantify the multi-factor analysis. The results show that the thermal factors play a major role in the pollution process, with a variance contribution of 52%, dynamic factor of 34%, and a chemical transformation variance contribution of 14%, indicating that adverse meteorological conditions, especially thermal conditions, are the main causes of the pollution event.
Key words:WRF-Chem model/
Heavy pollution/
Dynamic factors/
Thermal factors/
Chemical factors



PDF全文下载地址:

http://www.iapjournals.ac.cn/qhhj/article/exportPdf?id=20200207
相关话题/污染 动力 化学 过程 大气

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 一个适用于地球系统模式(<bold>CAS-ESM</bold>)的在线气溶胶与大气化学分量模式(<bold>IAP-AACM</bold>)的发展与评
    摘要摘要:地球系统模式是研究全球气候与生态环境变化问题的重要工具,气溶胶与大气化学模式负责为其中的大气环流模式提供与气候效应有关的气态化学物质和气溶胶成分。本文在全球嵌套网格空气质量预报模式系统的基础上发展了一个适用于中国科学院地球系统模式(CAS-ESM)耦合计算的气溶胶与大气化学分量模式(IAP ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 青藏高原一次冰雹强对流天气过程的诊断及雷达回波特征分析
    摘要摘要:利用青藏高原第三次科学实验的C波段双偏振雷达(C-POL)的观测资料、ERA-Interim0.125°(纬度)×0.125°(经度)气象再分析资料、常规气象探空资料,对2014年7月30日午后发生在西藏那曲地区的冰雹强对流天气过程进行了天气诊断及雷达回波特征分析。结果表明:1)此次冰雹强 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 基于多属性决策的区域大气复合污染多目标优化控制方法研究
    摘要摘要:大气复合污染是我国目前面临的主要大气环境问题。科学减排对大气复合污染形成起主要作用的一次污染物和二次污染的前体物,是治理大气复合污染的有效手段。本文提出了一种新的区域大气复合污染多目标优化模型,并结合多目标进化算法和基于决策者偏好的多属性决策技术,寻找治理大气污染的最优控制策略。与传统的单 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 华南汛期旱涝急转及其大气环流特征
    摘要摘要:利用国家气象信息中心提供的1960~2015年中国753站汛期(4~9月)逐日降水资料,对华南地区汛期旱涝急转现象进行了分析,定义了一个旱涝急转评价指标,分析了旱涝急转事件的特点及其大气环流特征。结果表明:华南在56年汛期中共发生了17次旱涝急转事件,发生频率由1960年代的3次下降到19 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 曹妃甸工业区空气污染来源及其对周边地区污染贡献的数值模拟研究
    摘要摘要:为了深入研究曹妃甸工业区的建立和大型工业企业的迁入对京津冀地区空气质量的影响,利用嵌套网格空气质量预报模式系统NAQPMS(NestedAirQualityPredictionModelingSystem)研究该工业区和周边地区在2016年秋、冬季空气质量状况,并对PM2.5(空气动力学当 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • <bold>21</bold>世纪初澜沧江流域夏季降水的突变及相应的大气环流异常特征
    摘要摘要:基于台站资料和三套格点化降水资料,分析了21世纪初澜沧江流域夏季降水的年代际变化特征,并着重研究了其在不同月份的特点以及可能带来的旱涝风险。分析结果发现:澜沧江流域夏季降水发生了显著的年代际变化,在2002年前后,澜沧江流域夏季降水量经历了由多到少的年代际突变,且该突变主要发生在流域的中、 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 云凝结核数浓度对华东地区一次飑线过程发展的影响
    摘要摘要:利用WRF模式对2016年5月2日华东地区的一次飑线过程进行数值模拟,通过开展5组不同初始云凝结核数浓度的数值试验,讨论了污染对飑线发展的影响,并用Q矢量散度进行分析,结果表明:轻度污染下飑线线状结构最完整,强对流组织形式最紧密,而污染过重或过轻均导致飑线强对流组织分散甚至断裂;轻、中度污 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 邢台沙河市冬季大气污染特征与潜在源区分析
    摘要摘要:为了解邢台沙河市冬季大气污染特征,选取2017年12月至2018年2月沙河市区3个省控站点(司法局、市政府、宣传中心)的逐时监测数据,分析了沙河市主要污染物的时空分布特征和潜在源区。污染物浓度特征分析表明:整个冬季司法局、市政府和宣传中心站点的细颗粒物(PM2.5)平均浓度分别为118.0 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 华北背景地区大气能见度变化特征及影响因素分析
    摘要摘要:基于1980~2014年上甸子国家级地面气象台站人工观测的大气水平能见度数据和大气成分站资料,采用Mann-Kendall趋势分析及突变检验法对大气能见度进行分析,并结合气象和污染要素进行相关性检验,以了解华北背景地区大气能见度的变化趋势及其影响因素。结果表明:上甸子地区年均能见度呈下降趋 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 北京地区一次PM2.5重污染过程的边界层特征分析
    摘要摘要:利用北京市环境保护监测中心和美国大使馆的细颗粒物(PM2.5)逐时监测数据,中国科学院大气物理研究所325m气象梯度塔资料以及实况天气图和探空资料,对2015年11月27日至12月1日北京的PM2.5重污染过程的边界层特征进行了分析。研究发现:这次重污染过程持续时间长、强度大,其中PM2. ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-02