关键词： 霾污染   全要素能源效率   空间溢出效应   空间杜宾模型  

摘要： 以中国29个省市自治区为研究对象,并以2001～2015年PM_(2.5)年度均值作为衡量霾污染的指标,构建了全要素能源效率对中国霾污染影响的空间杜宾模型.研究表明:中国绝大部分省市的霾污染演变趋势具有倒"U"的特点,这说明中国的霾污染在2001～2015年间经历了先上升后下降的总体变化趋势;无论是采用地理相邻权重还是经济权重,中国省际间的霾污染均存在显著空间集聚效应,这揭示霾污染的治理与控制需要地区间建立恰当的合作机制,避免出现"损人利己"现象;在对一系列经济社会因素控制的基础上,全要素能源效率对霾污染存在显著的负向影响并且具有显著的空间溢出效应,这表明全要素能源效率的提高不仅会显著降低本地区的霾污染水平,还将对周边地区的霾污染产生显著的负向影响;分解方程结果显示,技术进步和技术效率对霾污染的负向效应显著,并且技术进步的直接效应大于技术效率,但两者的间接效应均显著大于直接效应,这揭示了技术扩散对霾污染具有重要的潜在促降效应.因此,在治理霾污染的过程中,要通过不断优化能源结构和开发新能源技术以发挥全要素能源效率的减霾效果,以及通过地区间的交流与合作发挥技术扩散效应在霾污染治理中的作用.

关键词： PM2.5   有机碳   元素碳   生物质燃烧   MRS法  

摘要： 基于Sunset碳分析仪对上海城区冬季重污染期PM_(2. 5)中的有机碳(OC)和元素碳(EC)浓度展开为期一个月(2014年12月1日～31日)的小时分辨率在线连续监测,并采用优化的最小R2算法对二次有机气溶胶(SOC)含量进行了估算。观测期间的PM_(2. 5)、OC和EC的平均浓度(mean±1σ)分别为(67. 5±40. 5)μg·m^(-3),(9. 9±4. 8)μg·m^(-3),(3. 1±1. 7)μg·m^(-3),其中总碳TC占PM_(2. 5)质量浓度比重为32. 2%。OC/EC的平均值为3. 5,SOC的浓度(2. 4±2. 3)μg·m^(-3),占OC比重为24. 5%。EC浓度的日变化与车流量一致,呈现出显著的早晚高值,表明机动车是上海EC的主要污染源。SOC浓度在午后达到极大值,说明光化学反应是SOC形成的重要过程。对采样期间的一次典型污染事件(15日20:00～16日5:00)进行来源分析发现,来自于生物质燃烧输送和机动车一次排放的贡献较少;而SOC占OC的比重明显高于非污染期间,表明二次成核是雾霾期有机气溶胶污染的关键过程。

关键词： 时空特征   污染事件   空气质量   气象   交通管制  

摘要： 在空气污染物、气象和道路平均车速的时空特征分析基础上,探讨了临时交通限行措施和气象条件定性分析对空气质量的叠加影响。结果表明,时间上可划分为5个不同污染阶段,空间上表现出自北向南污染加重且空气质量改善由北至南推延的趋势;P3阶段显示交通与气象对空气质量改善的叠加作用;温度高且湿度低时空气质量良好。重污染天气下,临时的交通管制对CO和NO2及时性减排作用显著,对PM_(2.5)有延时削峰作用。

关键词： 霾   非霾   PM2.5   元素  

摘要： 目的了解宜昌城区霾与非霾天气下PM_(2.5)中元素污染特征,为本地区雾霾天气对人体健康效应的研究以及环保调控措施的制定提供科学依据。方法 2016年12月-2017年11月利用中流量采样器采集大气中PM_(2.5),电感耦合等离子体质谱检测铍、铝、铬、锰、镍、砷、硒、镉、锑、汞、铊和铅含量后,对12种元素霾与非霾天气下的差异进行比较。结果宜昌市大气中PM_(2.5)质量浓度的年均值为56. 4μg/m3,呈冬季(94. 0μg/m3)>春季(50. 6μg/m3)>秋季(36. 6μg/m3)>夏季(28. 1μg/m3)趋势; 12种元素中污染水平最高的是铝(141. 2 ng/m3),其次依次是铅(37. 8 ng/m3)、锰(25. 3 ng/m3)、砷(5. 29 ng/m3)等。检测的12种元素占PM_(2.5)质量浓度的0. 393%,非霾日(0. 555%)高于霾日(0. 232%)。结论宜昌市大气中PM_(2.5)污染情况较以往有所改善,但砷、铬、铅等金属污染应当予以重视。

关键词： 重霾污染过程   WRF-Chem模式   数值模拟   天气背景   气象条件  

摘要： 本文对苏州地区2015年12月13—15日发生的一次典型的重霾污染天气过程进行了数值模拟,分析了颗粒物及其组分的时空变化特征及其气象影响因子,以期为该区域空气污染治理和预防提供科学依据。结果表明:(1)利用WRF-Chem模式对此次重霾污染天气过程的污染气体成分进行数值模拟后发现,小时平均的PM_(2.5)、PM_(10)、CO、SO_2、NO_2模拟值与实测值的相关系数较高,达到0.68以上,通过了P<0.01的显著性检验,且日变化过程对应也较好。(2)通过分析此次污染过程的天气背景,发现污染形成期高空环流比较平直,中层为均匀的弱高压控制,地面受弱高压脊控制,这种形势容易导致颗粒物的堆积。后期地面等压线密集时,风速大,有利于污染物的输送与扩散。(3)通过分析此次污染过程期间气象要素的变化发现,有逆温、风速小、相对湿度大等不利的气象条件是导致此次污染过程发生的重要原因之一。(4)HYSPLIT轨迹分析显示,此次重霾过程主要受北方大范围灰霾颗粒物南下影响,北方污染气团逐步南推,14至15日本地大气扩散条件差、污染物累积,最终导致本地污染加重,从而发生重霾事件。(5)火点图的分布进一步验证了此次重霾污染过程是由外来污染气团输入所导致。

关键词： 霾   污染   气候预测   减排  

摘要： 近些年,中国东部经历了严重的霾污染,对人体健康、交通安全、生态系统以及社会经济有巨大的危害。在1周以内的霾污染预报之外,季节尺度的霾污染预测可以给减排治污措施的制定提供更长时间尺度的科学支撑。本文以年际增量为预测对象,选取前期外强迫因子为自变量,分别针对京津冀和长三角区域建立逐月的冬季霾日数季节尺度预测模型,并开展了实时的季节预测。总体来看,京津冀和长三角区域预测模型的性能大体处于相似的水平,均方根误差在2 d左右,对距平符号的捕捉率在80%以上,对霾日数变化的长期趋势具有很好的再现能力。在2016/2017年冬季京津冀霾日数实时预测中,模型预测的结果相对于常年值的定性结论全部准确,相对于前一年污染状况的结论大多数准确。在2017/2018年冬季长三角霾日数实时预测中,12月和1月的预测误差较小,2月的预测误差在2 d左右。

关键词： 灰霾   污染条件   污染机理   典型类型  

摘要： 近年来,随着中国工业、运输业的高速发展,灰霾天气的发生率逐渐增多。概述灰霾污染过程发生的条件、污染过程的特点及机理,同时分析了灰霾的几种典型类型。通过对灰霾天气的深入分析,为以后有针对性的改善空气质量提供有利依据。

关键词： 大气污染防治   精细化管理   北京   三年行动计划   质量达标   承上启下   二期工程   保卫战  

摘要： 刚刚过去的2018年,北京的天空“蓝”过往年。PM2.5年均浓度51微克/立方米,全年有227天空气质量达标,北京市蓝天保卫战首战告捷。2018年,是大气污染防治承上启下的关键之年。2017年,“大气十条”第一阶段目标的收官之年,北京市以PM2.5年均浓度58微克/立方米的优异成绩交卷;2018年,《打赢蓝天保卫战三年行动计划》发布实施,被普遍认为是承接“大气十条”的“二期工程”,北京市又以51微克/立方米的平均浓度.

关键词： 东北地区   生物质露天燃烧   霾污染   WRF-Chem模式  

摘要： 生物质露天燃烧(包括秸秆焚烧、草原火灾、森林火灾)过程中释放的各种气态污染物和颗粒物,是大气污染物的重要来源之一。中国东北地区森林覆盖率高,并且作为我国主要的产粮区,大量的秸秆剩余被焚烧。本文利用FINN(Fire Inventory from NCAR)火点资料对2002-2016年东北地区生物质露天燃烧排放颗粒物时空变化特征及影响生物质露天燃烧排放的气象要素进行了分析,并将生物质露天燃烧排放源加入WRF-Chem模拟的排放源清单,模拟分析2015年11月东北地区一次大范围极端重污染过程,探究秸秆燃烧排放及不利的气象条件在东北地区极端重污染过程中的作用,主要结论如下:(1)东北地区生物质露天燃烧颗粒物排放时空变化特征1)2002-2016年火点生物质燃烧PM、PM、OC、BC年排放量分别为2.79842.231万吨,3.36584.4089万吨,1.5015.503万吨和0.2099.8573万吨,平均每年排放量分别为5.9015万吨、7.0589万吨、3.1490万吨以及0.4337万吨。2)露天燃烧排放具有明显的季节变化,其中春季颗粒物排放量最大,秋季次之,冬季最小。一年中呈现双峰特征,其中4月和10月排放量较大。3)火点生物质燃烧颗粒物排放量高值区主要集中在大、小兴安岭地区以及位于黑龙江省东部的三江平原地区,高值区更多表现为自然排放(森林火灾、草原火灾)。另外在东北平原耕地农业区构成的一个火点颗粒物排放量大值带,呈现东北—西南走向,主要与人为活动(秸秆焚烧)有关。4)2002-2016年火点生物质燃烧颗粒物排放重点区域由林地向耕地转移,更多通过秸秆焚烧等人为燃烧活动形式排放。5)高温、干旱、大风等气象因素会使得生物质露天燃烧颗粒物排放量增加。(2)2015年11月东北地区一次重污染过程的多尺度气象作用1)从天气形势看,在重污染过程发生发展阶段,高层纬向型环流盛行,整体天气形势稳定,随着地面冷高压东移减弱,地面气压梯度较小,东北地区位于蒙古高压和日本海高压之间的低气压均压场中,地面倒槽发生发展,东北地区位于500hpa槽前西南暖湿气流控制。随着东亚海槽的重建以及冷高压南下,带来干冷的西北气流,污染物浓度降低。2)从边界层条件上进行分析,污染时段边界层垂直方向上较强的贴地逆温层结构,大气呈静稳状态,地面高湿、小风或静风,不利于污染物的稀释扩散,污染物在边界层内堆积。(3)东北地区秋季一次重霾污染过程中秸秆燃烧排放贡献及PM区域传输特征基于WRF-Chem的敏感性模拟试验,评估东北地区秋季一次极端重污染过程中秸秆燃烧排放的贡献作用。秸秆燃烧排放对哈尔滨、长春和沈阳的贡献可达45%,其中在PM峰值浓度时段,秸秆燃烧贡献在10%-40%。秸秆燃烧贡献比较大的区域主要位于城市周边地区和农业地区等,对哈尔滨-长春-沈阳城市带周边地区的贡献可达10%-60%,对黑龙江省东部的三江平原以及黑龙江省西部和吉林省西部的松嫩平原等地贡献甚至可达80%以上。PM垂直结构受逆温层影响明显,当有逆温层存在时,PM累积在逆温层下比较低的高度很难向上扩散,当大气稀释扩散能力较好时,秸秆燃烧排放的颗粒物PM可以随燃烧烟羽延伸至1km以上的高度。黑龙江省省内生物质露天燃烧排放主要在1km左右高度上以较大的传输通量进行输送,输送通量大于800μg??,吉林省向黑龙江省的跨省传输通量相对较小,在一个较低的高度上传输。

关键词： 霾污染   东亚季风   Ni(?)o3.4   青藏高原   随机森林  

摘要： 随着近年来经济快速发展和城市化进程加快,我国空气质量问题日益严重,尤其是位于东亚季风区的我国中东部高浓度大气颗粒物导致的重污染事件频发,其受控于人为污染物的排放变化,也受到气象条件的影响。东亚季风气候变化决定着我国中东部地区气象条件,可改变大气污染物扩散传输、化学转换和干湿沉降等大气物理化学过程,调制区域空气质量变化;东亚季风气候变化受控于海-陆动力-热力强迫异常,其对我国中东部空气质量变化及其霾污染影响依然是亟待深入研究的科学问题。因此,本文利用气象和环境多年观测资料,通过气候统计分析与数值模拟相结合的技术途径,针对这一问题展开东亚季风气候变化与热带太平洋热力强迫和青藏高原大地形作用对中国中东部地区大气颗粒物浓度变化影响及其机理的系统研究,并利用随机森林机器学习方法将相关研究应用到我国区域冬季霾日的跨季节气候预测。主要研究结果总结如下:1)东亚季风对我国中东部地区大气气溶胶浓度年际变化影响程度及作用机理应用全球空气质量模型系统GEM-AQ/EC,设计了一个10年(1995-2004年)间主要人为气溶胶(硫酸盐,黑碳和有机碳)排放无年际变化的大气气溶胶敏感性气模拟试验,即模拟中去除了排放源因素对大气环境变化的影响,以分离气象因素对人为气溶胶浓度变化的贡献。本模拟研究集中在中国中东部这一个典型的东亚季风区。1995-2004年期间,中国中东部地区大气气溶胶浓度显著的增加趋势,其年际变化率夏季在中东部南区可高达20-30%,冬季中东部北区平均高达20-30%。中东部地区的大气气溶胶增加与近地表面风减弱有显著相关。这10年间夏季中东部南区和冬季北区的近地表面风减弱趋势率分别超过30%和40%。在夏季风偏弱的年份,从华北平原到四川盆地广阔中东部地区的大气气溶胶浓度偏高。在偏弱冬季风年,我国东部地区大气气溶胶浓度存在“北高”和“南低”异常分布。东亚夏季风和冬季风的年际减弱是导致近年来我国中东部大气气溶胶年际变化和趋势增加的主要气象因素,此外,决定气溶胶湿清除过程的东亚夏季风降水异常亦会改变夏季中东部地区气溶胶变化和分布。与气溶胶干清除过程关联的大气边界层条件亦是影响冬季中国中东部地区气溶胶浓度的一个气象因素。2)太平洋Ni(?)o3.4海区热力强迫对南方地区冬季霾污染变化的气候调制作用基于1980-2010年霾日数观测资料和NCEP/NCAR气象再分析数据的气候相关分析,揭示热带中东太平洋Ni(?)o3.4海区海温对中国霾污染间的关系在南方地区最密切。为从霾日数变化中分离出人为污染物排放和气象条件的作用,利用离散小波变换方法,将中国南方冬季霾日频次的年际变化序列分解成代表排放变化的低频分量和代表气象因子的高频分量。为了探索Ni(?)o3.4海温对南方冬季霾污染的年际变化影响程度及作用机理,分析研究了冬季霾日高频分量变化与Ni(?)o3.4海区海表温度(SST)有显著的负相关,相关系数达-0.51。在Ni(?)o3.4-SST偏暖异常(El Ni(?)o年)时,南方地区冬季霾污染频次偏少3-5次;反之在Ni(?)o3.4-SST偏冷异常(La Ni(?)a年)时则霾污染频次偏多3-5次,表明太平洋Ni(?)o3.4海区热力强迫异常对南方地区冬季霾污染变化的气候调制作用。气候调制作用机理分析揭示热带中东太平洋Ni(?)o3.4海区的SST异常导致中东部地区近地面风场,大气边界层垂直结构,大气稳定度和降水异常变化,改变大气污染物累积,扩散和沉降,影响冬季霾污染。在El Ni(?)o年冬季,区域近地面风速增强,垂直热力场异常的“冷盖”结构使大气层结趋于不稳定,有利于污染物的传输扩散,同时降水偏多加强了污染物的湿清除作用,使得霾污染次数偏少。La Ni(?)a年份冬季正好与之相反。3)青藏高原动力和热力强迫对中国中东部地区大气气溶胶时空变化影响特征设计一个将青藏高原海拔高度削减为1000m的全球气候模式CESM1.2的50年的敏感性模拟试验,通过敏感性和控制性试验的对比分析高原大地形动力强迫对中国中东部地区大气气溶胶分布的影响。青藏高原大地形存在,中东部地区大气气溶胶浓度普遍偏高,形成了四川盆地和华北平原气溶胶高值中心。当高原地形削减后,从华北平原到四川盆地广大地区近地面气溶胶浓度普遍下降5-8μg m。,其余的中东部地区特别是东南沿海地区增加约为2-6μg m。进一步分析发现高原地形阻挡和绕流作用消失后,冬季风系统北退并且强度减弱,华北平原地区仍然受到季风作用,加上高原去除后中低层西风异常,利于华北地区气溶胶向外传输;四川盆地地区大气垂直环流异常配合“冷盖”垂直热力结构,利于大气污染物通过西风异常带入下游地区。其它中东部地区因冬季风减弱,地面风速降低,降水湿清除作用减弱,加上上游四川盆地向外输出气溶胶,使得这些区域内气溶胶浓度有正异常。GEM-