基于MM5-CALPUFF耦合體系研究關(guān)中城市群對西安市SO2濃度貢獻(xiàn)特征.pdf

1、隨著近年來西安市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市化和工業(yè)化水平不斷提高,城市規(guī)模不斷擴(kuò)大,能源消耗量和機(jī)動車保有量的日益增多,空氣質(zhì)量污染日趨嚴(yán)重。
　　本文采用中尺度氣象模型(MM5)和空氣質(zhì)量預(yù)測模型(CALPUFF)對西安市2011年夏冬兩季SO2濃度進(jìn)行模擬,并對影響模擬結(jié)果的主要因素進(jìn)行分析。為考慮西安市本地源對SO2濃度的貢獻(xiàn),將西安市SO2排放量較大且排放高度較高的源設(shè)為點源,將排放量較小、排放高度較低且排放較為集中的源按區(qū)縣劃

2、分為面源,分別分析點源和面源對濃度的貢獻(xiàn);為了考慮區(qū)域污染物中尺度傳輸對西安的影響,收集關(guān)中5市(渭南、咸陽、寶雞、銅川和商洛)的SO2的排放源數(shù)據(jù),將排放量較大且排放高度較高的源設(shè)為點源,將關(guān)中5市內(nèi)排放量較小、排放高度較低且排放較為集中的源按各市區(qū)縣劃分為面源,分別分析各城市對西安的貢獻(xiàn);利用MM5和CALMET研究模擬區(qū)域內(nèi)氣象場,并對2011年夏冬兩季關(guān)中氣象特征進(jìn)行分析。使用CALPUFF對西安市2011年特征時段SO2濃度進(jìn)

3、行數(shù)值模擬,并對濃度特征以及濃度與氣象的關(guān)系進(jìn)行分析。
　　氣象場模擬結(jié)果顯示:夏冬兩季關(guān)中區(qū)域風(fēng)場受南北山脈阻隔,主導(dǎo)風(fēng)向為東北風(fēng);夏季風(fēng)向角較多且風(fēng)速較小,在西安和咸陽附近易形成大范圍旋轉(zhuǎn)風(fēng),不利于中遠(yuǎn)距離傳輸。冬季風(fēng)向角集中且風(fēng)速較大,利于中遠(yuǎn)距離傳輸;西安市夜晚易形成逆溫,夏季地面輻射對空氣的最大影響高度為500m,冬季最大影響高度280m左右;關(guān)中各市夏季混合層高度最高為2000m左右,冬季最高為800m左右;關(guān)中各市夏

4、季穩(wěn)定程度排序:商洛>寶雞>西安>咸陽>銅川>渭南,冬季穩(wěn)定程度排序為:西安>寶雞>渭南>商洛>銅川>咸陽。夏季和冬季夜間均以穩(wěn)定的E和F為主,冬季白天以中性的C和D為主,夏季白天以不穩(wěn)地的A和B為主。
　　濃度場模擬結(jié)果顯示:在夏季,西安市本地污染源對其地面SO2濃度貢獻(xiàn)為79.85％,其中點源和面源所占比例分別為47.52%和32.33%。關(guān)中其他五市中尺度傳輸對西安市地面SO2濃度的貢獻(xiàn)為20.15%,咸陽、渭南、寶雞、銅川

5、和商洛對西安的貢獻(xiàn)分別為10.59%、7.31%、1.4%、0.29%和0.54%。各市貢獻(xiàn)效率順序為:西安>咸陽>商洛>渭南>寶雞>銅川。在冬季,西安市本地污染源對其地面SO2濃度貢獻(xiàn)為65.72%,其中點源和面源所占比例分別為41.71%和24.01%。關(guān)中其他五市的傳輸貢獻(xiàn)為34.28%,咸陽、渭南、寶雞、銅川、商洛對西安市地面SO2濃度的貢獻(xiàn)分別為11.58%、21.17%、1.99%、0.51%和0.95%。各市貢獻(xiàn)效率順序為

6、:西安>咸陽>渭南>商洛>寶雞>銅川。
　　在夏季代表日,西安市本地源貢獻(xiàn)為91.55%,其中點源和面源的貢獻(xiàn)分別為64.01%和27.54%。關(guān)中傳輸貢獻(xiàn)為8.45%。各市貢獻(xiàn)效率順序為:西安>咸陽>商洛>渭南>寶雞>銅川;在冬季代表日,西安市本地源貢獻(xiàn)為54.94%,其中點源和面源的貢獻(xiàn)分別為34.39%和20.55%。關(guān)中傳輸貢獻(xiàn)為45.06%,其中咸陽為30.84%,渭南為12.52%。各市貢獻(xiàn)效率順序為:西安>咸陽>渭南