京津冀地區(qū)氣態(tài)污染物夏季空間分布特征.pdf

1、本文通過(guò)系留氣球與飛機(jī)觀測(cè)相結(jié)合的研究手段對(duì)京津冀地區(qū)大氣中的氣態(tài)污染物在夏季的空間分布特征進(jìn)行了研究，根據(jù)邊界層的日變化特點(diǎn)在天津武清區(qū)的高村選擇清晨、中午和傍晚三個(gè)不同的時(shí)間段對(duì)氣態(tài)污染物（O3、NO、CO和VOCs）進(jìn)行了垂直觀測(cè)，以北京為中心，對(duì)其西南部（航線Ⅰ）、南部（航線Ⅱ）、東部（航線Ⅲ）分區(qū)域進(jìn)行飛機(jī)航測(cè)，同時(shí)進(jìn)行了系留氣球和飛機(jī)的綜合觀測(cè)，得到以下主要結(jié)論:
　　(1)O3的垂直分布特征與邊界層條件有很大關(guān)系，在

2、清晨和傍晚出現(xiàn)明顯的分層現(xiàn)象，而中午時(shí)段因?yàn)橥牧鞯幕旌献饔脧?qiáng)，O3濃度的垂直分布較為均勻。清晨和傍晚出現(xiàn)分層的位置在近地面層層頂附近，但是近地面層內(nèi)O3的垂直分布有不同，清晨呈現(xiàn)出均勻的垂直分布特征，而傍晚O3在近地面邊界層內(nèi)隨高度的增加而增加。另外，不同于中午和傍晚的是清晨時(shí)段O3的濃度在相同高度上隨時(shí)間的變化不大。對(duì)于區(qū)域傳輸，來(lái)自南部氣團(tuán)會(huì)導(dǎo)致觀測(cè)點(diǎn)O3濃度的升高。
　　(2)NO作為一次污染物，其垂直分布受到的影響因素較多

3、，除了與邊界層有關(guān)之外，還與人為活動(dòng)有密切關(guān)系。NO在清晨和傍晚同樣出現(xiàn)明顯分層現(xiàn)象，在中午時(shí)段沒(méi)有出現(xiàn)。從整體垂直分布特征來(lái)看，清晨NO呈現(xiàn)出隨高度增加而下降的趨勢(shì)，在中午時(shí)段分布較均勻，而在傍晚日落之后會(huì)有較大的波動(dòng)。通過(guò)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)NO與O3在垂直方向上沒(méi)有明確的相關(guān)性，而在同一高度上兩者有明顯的正相關(guān)性。不同來(lái)向的氣團(tuán)對(duì)NO濃度的影響不明顯。
　　(3)CO整體上在垂直方向上的分布比較均勻，沒(méi)有明顯的分層特點(diǎn)。CO中午時(shí)

4、段和清晨相似，垂直分布均勻，而傍晚的分布特征有兩種類型，一種與清晨中午一樣，垂直方向上均勻分布，另一種是隨高度的增加濃度逐漸下降，這樣的分布特征可能與地面人為排放有關(guān)，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)CO與NO之間有正相關(guān)的關(guān)系，說(shuō)明兩者可能具有相同的來(lái)源。CO與O3在垂直方向上相關(guān)性較為復(fù)雜，同一高度上有明確的相關(guān)關(guān)系。
　　(4)在VOCs(Volatile organic compounds，揮發(fā)性有機(jī)化合物)的垂直分布中，地面的濃度相對(duì)偏低，

5、濃度的相對(duì)高值出現(xiàn)在低空100m和300m處，100m和300m高濃度物種相似，另外傍晚TVOCs(Total volatile organic compounds，總揮發(fā)性有機(jī)化合物)的濃度總體上要低于清晨。
　　(5)對(duì)于京津冀區(qū)域內(nèi)VOCs的水平分布特征，600m高度上濃度最高的點(diǎn)出現(xiàn)在京津之間的廊坊，1200m的VOCs污染較重，濃度最高的采樣點(diǎn)同樣是位于廊坊，其他包括北京的郊區(qū)（東北部）以及天津的郊區(qū)（西部）以及保定的南

6、部郊區(qū)和唐山等地VOCs污染相對(duì)較輕，2400m高空的VOCs污染要低于1200m和600m，保定的污染相對(duì)天津較重。觀測(cè)發(fā)現(xiàn)丙酮是研究區(qū)域內(nèi)一種濃度較高的VOCs物種，無(wú)論在低空還是高空。VOCs的濃度與O3濃度具有正相關(guān)性，VOCs濃度的增加會(huì)導(dǎo)致O3濃度的上升。
　　(6)航線Ⅰ所在的飛行區(qū)域高空O3濃度清晨時(shí)段要低于下午，濃度較高的位置出現(xiàn)在北京南部包括北京-保定方向和北京-廊坊方向。航線Ⅱ所在的區(qū)域O3濃度分布比較均勻，

7、在保定以南、滄州以西的區(qū)域O3的濃度相對(duì)較低。對(duì)于航線Ⅲ，呈現(xiàn)出明顯的北低南高、東低西高的特點(diǎn)，濃度高值出現(xiàn)在京津之間和天津西北部的廊坊。觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，O3在高空的水平分布受到區(qū)域傳輸?shù)挠绊?，?jīng)過(guò)O3濃度較高的保定地區(qū)的氣團(tuán)導(dǎo)致其下風(fēng)向區(qū)域的O3濃度升高。
　　(7)NO的水平分布有很明顯的區(qū)域特征，大城市的輻射效應(yīng)明顯。濃度較高的區(qū)域出現(xiàn)在北京和天津兩個(gè)特大城市及其周邊，在北京-廊坊-天津一帶高空NO的濃度比保定要高，呈現(xiàn)出北部和東

8、部高，西部和南部低。另外，NO的水平分布表現(xiàn)出明顯的晝夜變化特征，與人為排放直接相關(guān)，在清晨時(shí)段NO的濃度相對(duì)均勻，濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于白天。
　　(8)CO的濃度水平分布較為均勻，對(duì)于航線Ⅰ所在區(qū)域濃度的高值出現(xiàn)在北京南-廊坊-天津所在的區(qū)域。航線Ⅱ區(qū)域內(nèi)高值區(qū)出現(xiàn)在天津至保定，而對(duì)于航線Ⅲ的區(qū)域CO濃度呈現(xiàn)出東高西低、南高北低，高值區(qū)出現(xiàn)在天津至唐山。CO濃度在高空的水平分布會(huì)受到區(qū)域傳輸?shù)挠绊憽?br>　　(9)飛機(jī)與系留氣球同步綜