京津渤地區(qū)大氣污染物區(qū)域輸送研究.pdf

1、京津渤地區(qū)是我國政治、經(jīng)濟和文化中心，也是京津冀都市圈的核心區(qū)域，但該地區(qū)大氣區(qū)域性的環(huán)境污染問題日漸顯著，成為世界上大氣污染最嚴(yán)重地區(qū)之一。京津渤地區(qū)地形復(fù)雜，氣象場受山系地形及西風(fēng)帶的影響，由此帶來大氣污染成因和污染物的區(qū)域輸送極為復(fù)雜多變，探討區(qū)域大氣污染的成因和規(guī)律，已成為亟待之需。本研究利用中尺度氣象模式，歐拉模式和氣流軌跡模式，模擬研究區(qū)域氣象場及大氣污染物輸送場，結(jié)合2008年重點城市空氣污染指數(shù)(API)資料對模擬結(jié)果進(jìn)

2、行驗證分析。探討區(qū)域污染形成和消除的機制，主要研究結(jié)論如下： (1)對代表城市2008年1、4、7、10月份API指數(shù)的分析表明：京津渤地區(qū)各城市污染過程表現(xiàn)出較好的區(qū)域性、污染過程的一致性和同步性，各城市污染過程呈現(xiàn)出先后的順序特征。 (2)大氣環(huán)境質(zhì)量季節(jié)變化特征顯著：不同季節(jié)各級大氣質(zhì)量出現(xiàn)頻數(shù)不同；不同季節(jié)，各城市污染排名的變化反映出季節(jié)性風(fēng)場對下風(fēng)向城市空氣質(zhì)量的影響。2008年的四個代表月中，北京、濟南、石家

3、莊空氣質(zhì)量最差，春秋兩季各城市API指數(shù)變化幅度較大，夏季API指數(shù)變化最為平穩(wěn)。 (3)在京津渤地區(qū)MM5本地化參數(shù)選擇中，在選用的四種對流參數(shù)化方案中，Grell方案的模擬效果在與實測探空資料中點值對比中取得了最好的效果，且能模擬出京津渤地區(qū)的氣象場特征和典型污染過程的天氣特征。 (4)通過對研究地區(qū)氣象場模擬表明，得到研究區(qū)域典型的輸送風(fēng)場特征。冬季近地面高度上以西北氣流為主，貫穿整個京津渤。輸送氣流主要來自西部內(nèi)

4、陸地區(qū)，大氣輸送的通道是從西北到東南；春季，研究區(qū)域內(nèi)盛行西北風(fēng)和西南風(fēng)，京津渤地區(qū)存在明顯的西北向東南方向的輸送氣流，區(qū)域內(nèi)低層氣流較亂；夏季，研究區(qū)域主要為偏南氣流覆蓋，京津渤地區(qū)海面向內(nèi)陸方向風(fēng)速較大，低層風(fēng)場風(fēng)速較大，輸送擴散能力增強，污染較輕；秋季，西北風(fēng)逐漸成為主導(dǎo)氣流，污染物的輸送路徑也隨之改變，季節(jié)性主導(dǎo)風(fēng)場與城市地理位置和API指數(shù)表現(xiàn)出良好的對應(yīng)關(guān)系。 (5)基于代表月份的軌跡分析，得到了外地源大氣污染物對京

5、津渤地區(qū)的輸送規(guī)律。京津渤區(qū)域外來污染物輸送主要受東亞季風(fēng)的影響，輸送存在明顯的月際變化特征。除遠(yuǎn)距離跨區(qū)域輸送外，近距離京津渤地區(qū)內(nèi)部輸送占很大比重，通過典型污染天氣過程發(fā)現(xiàn)，近距離區(qū)域輸送更易造成城市嚴(yán)重的大氣污染。 (6)通過對代表城市前向軌跡的計算，得到了京津渤地區(qū)污染物對外地的中尺度輸送影響情況。不同季節(jié)，氣流軌跡的分布差異明顯，影響范圍各不相同。東亞季風(fēng)的活動對京津渤地區(qū)污染物的中尺度傳輸有著非常重要的影響。

6、 (7)通過對典型污染天氣過程分析，表明：污染發(fā)生前存在近地面風(fēng)速減小的現(xiàn)象，污染消除時存在風(fēng)速增大的現(xiàn)象；軌跡模擬表明，京津渤地區(qū)各城市在大氣邊界層低層存在區(qū)域污染輸送現(xiàn)象，主要為高空污染物下壓到下風(fēng)向地區(qū)與污染天氣共同構(gòu)成該城市嚴(yán)重的大氣污染；重污染天氣的出現(xiàn)污染物的區(qū)域輸送是一部分原因，強烈的下沉氣流是污染物停留在區(qū)域內(nèi)部無法迅速擴散出區(qū)域，再加上發(fā)生污染時風(fēng)速較小，才會造成區(qū)域的嚴(yán)重污染，隨著氣流的下移，造成下游城市挨個出現(xiàn)高污