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石家庄市冬季一次重污染过程分析与反馈效应研究 被引量：12
1
作者 朱芳 周颖 +2 位作者 程水源 张晗宇 王晓琦 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期547-554,共8页
为深入探究高ρ(PM2.5)地区重污染过程的发展变化规律,以石家庄市一次重污染过程(2017年1月13-20日)为例,结合空气质量监测数据、PM2.5组分测试数据、气象观测资料,从重污染发展阶段(简称"P1阶段")、维持阶段(简称"P2阶... 为深入探究高ρ(PM2.5)地区重污染过程的发展变化规律,以石家庄市一次重污染过程(2017年1月13-20日)为例,结合空气质量监测数据、PM2.5组分测试数据、气象观测资料,从重污染发展阶段(简称"P1阶段")、维持阶段(简称"P2阶段")和清除阶段(简称"P3阶段")分析PM2.5及其化学组分的变化特征、气象条件和高低空天气形势演变特征,并利用WRF-Chem模型定量研究重污染过程气溶胶反馈效应对典型气象要素的影响.结果表明:①此次重污染过程属于逐步累积增长、快速清除型,在P2阶段ρ(PM2.5)平均值为241.0μg/m3,最大值为367.5μg/m3.②P1和P2阶段高低空大气环流配置稳定,大气边界层高度范围为620.6~712.2 m,风速范围为1.3~2.5 m/s,相对湿度范围为60%~80%.③P2阶段SOR(硫氧化率)和NOR(氮氧化率)均为0.3,ρ(SNA)(SNA为SO42-、NO3-和NH4+的统称)为128.8μg/m3,占ρ(PM2.5)的56.2%;OM[有机质,ρ(OM)=ρ(POA)+ρ(SOA),其中,POA为一次有机气溶胶,SOA为二次有机气溶胶]是除SNA以外的第二大组分,在P1和P3阶段ρ(POA)大于ρ(SOA),而在P2阶段ρ(SOA)与ρ(POA)相等,均为28.0μg/m3,表明在重污染过程中二次污染严重;整个污染过程ρ(NO3-)/ρ(SO42-)为1.0,表明石家庄市移动源和固定源对ρ(PM2.5)贡献相当.④WRF-Chem模型模拟结果表明,太阳辐射量、温度和大气边界层高度受气溶胶反馈效应的影响在P2阶段的下降量分别为75.1 W/m^2、2.7℃和109.9 m,比P1阶段分别高33.6%、91.4%和18.6%,比P3阶段分别高147.0%、305.3%和24.1%.研究显示,此次静稳天气下的重污染过程二次污染严重,气溶胶反馈效应整体使得太阳辐射量、温度和大气边界层高度均向不利于污染扩散的趋势发展,造成石家庄市的ρ(PM2.5)进一步增加. 展开更多
关键词 PM 2.5及其化学组分 气象条件 天气形势 WRF-Chem模型 气溶胶反馈效应
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气溶胶在重污染过程对气象和PM_(2.5)的反馈作用 被引量：7
2
作者 孟丽红 杨旭 +3 位作者 刘丽丽 邱晓滨 李英华 吴彬贵 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期63-71,共9页
该文利用大气环境WRF-Chem模式假设是否考虑气溶胶辐射效应2种情况,模拟2020年1月份天津地区气象场和PM_(2.5)质量浓度的演变,重点研究气溶胶辐射效应在1月15-18日天津市一次重污染过程对地面和垂直方向的温度、湿度、风速等气象要素和P... 该文利用大气环境WRF-Chem模式假设是否考虑气溶胶辐射效应2种情况,模拟2020年1月份天津地区气象场和PM_(2.5)质量浓度的演变,重点研究气溶胶辐射效应在1月15-18日天津市一次重污染过程对地面和垂直方向的温度、湿度、风速等气象要素和PM_(2.5)的反馈作用。结果表明:(1)气溶胶辐射效应使到达地面的太阳辐射大幅减少,1月份约19%的太阳辐射未到达地面,重污染过程这一比例可达到20%~35%。(2)气溶胶辐射效应与大气中PM_(2.5)浓度呈明显的正相关关系,使地面降温,风速减小,相对湿度增加,对边界层高度的降低影响尤为明显。(3)气溶胶辐射效应对天津地区气象要素的反馈作用有明显的空间分布特征,天津市区及南部静海区、大港区等区域辐射效应较为明显,而北部蓟州区基本可忽略。(4)由于边界层高度及气溶胶垂直分布类型影响,气溶胶辐射效应对近地层(450 m以下)是降温增湿作用,高层(450~2371 m)是增温减湿作用,使大气层结稳定性增强。(5)气溶胶辐射效应使近地层PM_(2.5)浓度增加,1月份地表PM_(2.5)浓度增加4.7%,重污染期间增加9.7%;气溶胶辐射效应对近地层(450 m以下)PM_(2.5)浓度是增高作用,450~1000 m是减少作用。研究显示,气溶胶辐射效应使地面降温,风速减小,相对湿度增加,对边界层高度降低尤为明显,垂直方向上先降温增湿,后增温降湿,大气层结稳定性增强,不利于污染物的扩散,为雾-霾的进一步发展和维持创造了有利条件,形成气溶胶-天气-气溶胶的循环反馈。 展开更多
关键词 WRF/Chem 气溶胶辐射效应 反馈作用 大气边界层
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