長江三角洲地區(qū)大氣污染物水平輸送場特征研究.pdf

1、城市群大氣污染物輸送機(jī)制及區(qū)域污染綜合控制是目前大氣環(huán)境的新課題.國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973)項(xiàng)目--"長江、珠江三角洲地區(qū)土壤和大氣環(huán)境質(zhì)量變化規(guī)律與調(diào)控原理"即是以長江三角洲為研究對象,探討城市群環(huán)境污染規(guī)律.本研究是該課題的組成部分.利用中尺度氣象模式及氣流軌跡模式,模擬研究區(qū)大氣污染物輸送場,結(jié)合2004年重點(diǎn)城市空氣污染指數(shù)(API)資料對模擬結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證分析.主要研究結(jié)論如下: (1) 對代表城市2004年1、4

2、、7、10月份API指數(shù)的分析表明:長江三角洲區(qū)域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,而武漢由于與長三角之間的空間距離,污染過程呈現(xiàn)一定的后滯特征. (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.2004年的四個代表月中,位于長三角西南方的武漢空氣質(zhì)量最差.冬季,以南京、南通為代表的長三角北部城市空氣質(zhì)量明顯

3、好于南部城市;春季,位于長三角東部的城市空氣質(zhì)量優(yōu)于西部城市:夏季,南部城市優(yōu)于北部城市;而秋季,污染的區(qū)域特征更加明顯,由東向西,各城市空氣質(zhì)量逐漸變差,呈現(xiàn)與春季相似的特點(diǎn). (3) 通過大氣環(huán)流背景場分析及氣象場模擬,得到1、4、7、10月份影響長三角地區(qū)的主要天氣系統(tǒng)及主導(dǎo)風(fēng)向變化特征.1月,模擬區(qū)域在東亞北支氣流的控制下,位于低壓槽后部,盛行西北氣流.長三角區(qū)域輸送氣流主要來自西部內(nèi)陸地區(qū).此時,長三角區(qū)域內(nèi)上海、杭州等

4、城市處于下風(fēng)向,為污染的輸入城市,空氣質(zhì)量較差.4月份,西太平洋反氣旋環(huán)流顯著加強(qiáng),并控制了我國東部沿海,長三角區(qū)域處于其影響之下,盛行偏東風(fēng),區(qū)域內(nèi)存在明顯的東南向西北方向的輸送氣流,而杭州灣以南繼續(xù)為向西的水平輸送風(fēng)場;杭州、上海等上風(fēng)向城市轉(zhuǎn)而影響南京等長三角西北方城市.7月,西太平洋副熱帶高壓的勢力大大增強(qiáng),向北擴(kuò)展并向大陸西伸達(dá)到全年最盛時期,受其影響,長江三角洲近地面以偏南風(fēng)為主,杭州灣地區(qū)海面向內(nèi)陸方向以及太湖的風(fēng)速較大.

5、10月,極地變性高壓的反氣旋環(huán)流開始控制40°N以南的我國大陸東部地區(qū).該環(huán)流中心位于河南省北界,長三角區(qū)域處于這一中心以東,盛行偏北氣流,近地面杭州灣以北盛行北風(fēng),以南主要受海面東北風(fēng)的影響. (4)對代表月份的后向軌跡分析表明,長三角區(qū)域外來污染物輸送主要受東亞季風(fēng)的影響,輸送存在明顯的季節(jié)變化特征.1月份到4月份,由于大陸高壓的影響,影響該地區(qū)的氣團(tuán)均源自于北亞大陸中心,途經(jīng)華北的京津唐地區(qū),沿東部沿海省份抵達(dá)長三角.4月份

6、還有一條重要的輸送路徑,即西南輸送氣流,受西太平洋反氣旋環(huán)流的影響,氣團(tuán)經(jīng)東海海面、臺灣海峽、福建或廣東省由西南或南面進(jìn)入該地區(qū);7月,則基本為西南和東南季風(fēng)所控制,相對來說氣團(tuán)是比較干潔的海洋性空氣,所以長三角區(qū)域各城市空氣質(zhì)量狀況良好;10月,主要是夏季風(fēng)逐步向冬季風(fēng)轉(zhuǎn)變的過渡時期,輸送特征與1月相近,但路徑更偏向東部,經(jīng)由東海海面抵達(dá)長三角地區(qū). (5)對代表城市前向軌跡進(jìn)行計算以分析長江三角洲地區(qū)污染物對外地的中尺度輸送,

7、結(jié)果表明:.不同季節(jié),氣流軌跡差異明顯,影響范圍各不相同.東亞季風(fēng)的活動對長江三角洲地區(qū)污染物的中尺度傳輸有著非常重要的影響,其中冬季季風(fēng)是長三角污染物向華南和西太平洋地區(qū)傳輸?shù)囊粋€主要機(jī)制;其次,影響長三角污染物輸送的重要系統(tǒng)還包括春夏控制我國東部沿海地區(qū)的西太平洋副熱帶反氣旋環(huán)流,該系統(tǒng)主要向西影響我國的內(nèi)陸地區(qū)及向東北方向影響朝鮮、韓國、日本等國. (6)對武漢市72小時后向軌跡分析,證實(shí)了在500m高度層存在長三角地區(qū)污染