和田市空气质量特征及潜在健康效应

利用和田市2016—2021年的空气质量历史数据,分析PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、CO、O₃-8H等空气污染物浓度和空气质量指数(Air Quality Index,AQI)的分布特征及其相关性,探讨空气质量与潜在人体健康效应的关系。结果表明：2016—2021年和田市两个空气污染监测点O₃-8H浓度呈倒“U”型变化趋势,其余各污染物浓度则呈“U”型曲线分布特征;PM_2.5和PM₁₀是全年的主要污染物,其浓度在春季相对较高,SO₂、NO₂浓度在秋冬季相对较高,CO浓度则在冬季达到最高,O₃-8H浓度在夏季相对较高;2016—2021年PM_2.5浓度有所下降,PM₁₀浓度有所上升,SO₂浓度有所下降,空气质量总体未明显改善;和田市空气质量指数AQI值高于国家二级水平,空气质量...     

新疆和田绿洲空气质量状况与气象条件的关系

利用和田绿洲空气质量日报数据和同期的常规气象资料，分析了2015年1月1日至2017年12月31日该区的空气质量特征，探讨了气象条件和空气质量之间的相互关系。结果表明：和田绿洲近3 a平均环境空气质量指数（AQI）为199，达到空气质量中度污染标准，污染天数占总日数的78.1%。其中，春季空气质量最差，以严重污染为主；其次是夏季，以轻度和严重污染为主；再次是秋季和冬季，以轻度污染为主。PM₁₀、PM_2.5浓度年平均分别为332 μg·m^-3和100 μg·m^-3，超标率为75.7%和49.5%，其余污染物超标率在3%以下，其中PM₁₀浓度春季最大，夏、秋季其次，冬季最小；PM_2.5浓度春季最大，夏、冬季其次，秋季最小；SO₂、NO₂、CO浓度冬季最大，春、秋季次之，夏季最小；O₃浓度夏季最大，春、秋季次之，冬季最小。除降水量外，AQI与其余气象因子均呈极显著相关；除平均气温与PM_2.5、相对湿度与CO、降水与SO₂、PM₁₀、O₃、PM_2.5无相关外，其余气象因子对污染物浓度 均有显著影响；能见度与AQI和各类污染物浓度均为极显著相关。随着能见度的上升，AQI下降，在同样能见度条件下，AQI在沙尘多发期的夏半年高于沙尘少发期的冬半年；不管在沙尘多发期还是少发期，随着能见度的转好，SO₂、PM₁₀、CO、PM_2.5污染物浓度呈减少趋势，O₃浓度呈增多趋势，NO₂浓度无明显的规律，而且PM₁₀、O₃、PM_2.5浓度夏半年高于冬半年，SO₂、CO、NO₂浓度冬半年高于夏半年。在沙尘天气期间，最低能见度小于1 km的浓浮尘和沙尘暴天气AQI相互接近，最低能见度在1～3.5 km的浮尘和扬沙天气AQI相互接近，当最低能见度大于3.5 km时，浮尘天气的AQI高于扬沙天气的AQI；PM₁₀、PM_2.5浓度随着最低能见度升高而变小，其他污染物浓度虽然随着最低能见度的变化有一定的差别，但规律不明显。     

乌鲁木齐冬季大气中黑碳气溶胶污染特征

利用乌鲁木齐大气成分站观测的黑碳（BC）气溶胶质量浓度、主要污染物浓度以及相关气象资料,对该地区冬季BC类气溶胶的日变化、小时变化及影响因子进行分析。结果表明： 乌鲁木齐冬季BC质量浓度平均为6.55 μg/m³,日较差较大,与API、PM₁₀、PM_2.5、PM_1.0、NO_x的日变化具有较好的相关性;BC质量浓度的小时变化具有明显的双峰特征,这与机动车排放污染、居民活动和冬季采暖燃煤等相关联; BC质量浓度出现频率主要在2～9 μg/m³,占所有观测的60%; 乌鲁木齐冬季BC质量浓度明显高于国外某些城市,与国内同类大城市的观测结果比较,其浓度相对较低;冬季从北、西北方向过来的气团易造成BC高污染;风速大于1.0 m/s时,BC质量浓度开始下降,下降幅度接近50％,当风速超过2 m/s时,风速与BC质量浓度之间没有明显相关性;工作日BC质量浓度略高于周末,周末BC质量浓度曲线比工作日推迟1 h左右。     

西安市热岛效应与污岛效应的相互作用研究

地表/冠层城市热岛(SUHI/CUHI)效应与大气/近地表城市污岛(AUPI/NSUPI)效应相互作用、相互影响,对城市生态环境安全造成了极大的威胁。利用地温、气温、气溶胶光学厚度、PM_2.5数据,基于空间耦合性分析和归因量化估算方法,对2003—2020年西安市辐射效应下AUPI对SUHI、湍流混合下CUHI对NSUPI的作用关系进行研究。结果表明:(1)由于冬季气溶胶辐射效应存在昼夜差异,冬季白天SUHI强度小于-0.2 K,气溶胶辐射冷却效应强导致城市地温低,城市比乡村冷;而夜晚SUHI强度大于2.2 K,气溶胶长波辐射效应增强,悬浮在城市空间的污染物颗粒成为城市的“保温层”;(2)春、夏季CUHI持续增强时,湍流混合作用加强导致近地表污染物颗粒扩散,城市PM_2.5浓度与NSUPI强度均降低;秋、冬季由于大气逆温层的影响,阻碍了由CUHI效应驱动的空气上升湍流运动,在近地表区域PM_2.5颗粒聚集、堆积,NSUPI随之增强。(3)归因分析雾霾对地表热岛的贡献值表明,夜晚气溶胶光学厚度(AOD)均与SUHI呈显著负相关...     

西宁一次沙尘气溶胶重污染过程及光学特性分析

利用激光雷达、环境监测站污染物浓度数据、气象数据及HYSPLIT后向轨迹模式结果,对2021年3月15日-22日西宁一次强沙尘污染过程进行综合分析。结果表明：此次过程受偏东风影响,污染物主要来源于甘肃境内沙尘传输,随高度降低,偏东气流对西宁的影响逐渐加大。根据污染特征及天气条件将此次过程分为污染前、沙尘输入和混合污染三个阶段。污染前受蒙古气旋影响,我国大部分地区出现沙尘天气,但青海省境内大气扩散条件较好;沙尘输入阶段高压底部偏东风携大量沙尘堆积在高原东侧,并在河湟谷地东风回流作用下输送至西宁及周边区域。PM₁₀平均质量浓度为1337μg/m³,小时浓度最高达2030μg/m³,PM_2.5/PM₁₀比值范围为0.20～0.24。气溶胶粒子主要集中在近地面1km范围内,雷达消光系数大于0.3km^-1,最大退偏振比达到1。混合污染阶段上游污染物浓度降低,PM₁₀平均质量浓度为384μg/m³,退偏振比降至0.3-0.7...     

2013—2023年兰州山谷持续性冷池空气污染特征

持续性冷池(Persistent Cold Air Pools,PCAPs)在山谷城市长时间聚集空气污染物,严重影响居民生活与身体健康。本文使用2013年1月—2023年11月的探空数据和空气质量逐日数据,计算并统计分析了兰州山谷PCAPs发生特点,以及PCAPs强度对污染物浓度变化的影响,最后对比分析PCAPs事件期间存在沙尘气溶胶污染时各污染物浓度的变化情况。结果发现：2013—2023年期间一共发生59次PCAPs事件,共计持续197 d。PCAPs期间的山谷热亏缺与PM_2.5浓度比非PCAPs期间分别高4.4 J·m^-2和52.59μg·m^-3。PCAPs期间空气质量指数(Air Quality Index,AQI)、SO₂浓度、NO₂浓度、CO浓度、PM₁₀浓度增长分别为70.37%、144.3%、84.3%、156%、73.15%,而O₃浓度下降60.89%。在PCAPs期间并且无沙尘气溶胶时,PM_2.5     

乌鲁木齐冬春季气溶胶散射吸收特性的差异性及其影响因素

采用积分式浑浊度仪,于2012年1月和5月在乌鲁木齐对气溶胶的散射和吸收系数进行了连续观测,分析冬、春季气溶胶散射和吸收系数的变化趋势,同时,结合同期的相关气象资料和污染物浓度,对变化特征进行了讨论。结果表明：冬、春季气溶胶的散射、吸收系数具有相同的变化趋势,总体上呈现出“W”型;冬季散射、吸收系数分别是春季的10~20倍和5~10倍,说明大气气溶胶的消光作用主要以散射为主。相对湿度(RH)和风速与散射、吸收系数具有显著相关性,污染物浓度和散射吸收系数同样具有显著相关性,其中PM₁₀和NO₂对散射系数的影响大于吸收系数,而SO₂则对吸收系数的影响较大,反映出不同污染物对气溶胶的散射吸收系数存在差异。     

近3 a内蒙古地区臭氧浓度时空变化及其影响因素

为科学认识内蒙古地区臭氧(O₃)污染特征及其影响因素,对内蒙古地区12个盟市2015—2017年国控环境监测站点和国家气象台站数据进行了分析。结果表明：2017年较2015年O₃浓度和污染形势整体上呈加重趋势,5—8月O₃浓度最高,污染最为严重,且在7月达到O₃浓度峰值。空间变化上,内蒙古中西部地区O₃污染浓度较高,东部地区O₃污染浓度较低,与内蒙古的经济发展水平表现出一定的同步性。颗粒物、前体物和气象因素等都是影响O₃浓度的重要因子,其中,PM_2.5、CO、NO₂均与O₃浓度呈显著负相关,O₃浓度随相对湿度的升高逐渐下降。     

气候变化对河北坝上不留茬农田土壤风蚀扬尘排放速率的影响

基于全球气候模式NorESM1-M产生的RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5气候变化情景数据,利用国家原环境保护部推荐的土壤风蚀扬尘计算方法,模拟分析了未来气候变化对河北坝上砂粘壤土、粘壤土、壤粘土、砂壤土、砂粘土和风沙土不留茬农田土壤风蚀扬尘总可悬浮颗粒物（Total suspended particle, TSP）、 PM₁₀和PM_2.5的季节和年排放速率影响。结果显示：气候变化影响下坝上地区气温上升,年降水量和风速波动较大,不同情景下变化趋势不同。RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5情景与基准情景下比较,不同土壤风蚀扬尘TSP、PM₁₀和PM_2.5季节排放速率在春季分别高15%、47%、28%和46%,夏季分别高1%、14%、3%和7%,秋季分别高17%、54%、45%和38%,冬季分别低36%、42%、39%和44%。在RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5情景下与基准情景下比较,按月排放累加计算,各土壤风蚀扬尘TSP、PM_10<...     

导致一例强沙尘暴的若干天气因素的观测和模拟研究

利用常规观测资料和数值模拟方法对影响2001年4月6-8日强沙尘暴天气发生的若干天气因素进行了研究。结果表明在本次“锋面气旋型”沙尘暴过程中,气旋冷锋是引发强沙尘暴的主要系统,冷锋过境对沙尘暴的触发作用远强于气旋发展。冷锋的动力学特点决定其常与强沙尘暴伴随。影响沙尘暴的诸多天气因素中,影响地面大风形成的有效动量下传机制为高空急流下沉支使高空动量下传至对流层中层,其下方形成的深厚混合层使这一动量继续下传到地面。“混合层”从本质上反映了有利沙尘暴形成的大气层结特征,深厚混合层的是否形成很大程度决定着沙尘暴的强度。本次过程深厚混合层的形成是长时间地面加热的结果,这也是特强沙尘暴仅发生在内蒙古中部偏北地区而不是下垫面条件更为适宜的内蒙古西部的原因。混合层空气的平流对内蒙古中部偏北地区深厚混合层的形成具有相当的贡献,其影响程度与地形分布密切相关。地面热通量试验表明地面加热对冷锋过境时上升运动的强度、深厚混合层形成、高空动量下传等具有重要影响,并因此影响沙尘暴强度。     

甘肃临夏地区一次扬沙与强寒潮天气诊断分析

利用基本气象资料和欧洲中心数值预报产品资料,对发生在2006年4月10～11日临夏地区的一次扬沙和强寒潮天气过程进行了分析.结果表明:临夏地区扬沙伴有强寒潮天气发生,在大气环流调整过程中,冷空气活动是造成扬沙和强寒潮灾害的主要动力,高空急流是大风的动量来源,蒙古气旋和冷锋是触发这次扬沙、强寒潮天气的重要天气系统.高、低空冷、暖平流的空间配置使降温更为剧烈.同时,涡度和散度对扬沙和寒潮的落区有很好的指示作用.在受灾区,对流层和近地面层为不稳定层结,从而引起强烈垂直上升运动,导致低层强烈辐合,出现了10～11日的灾害性天气过程.     

Microclimate and CO2 fluxes on continuous fine days in the Xihu desert wetland,China

The Xihu desert wetland is located in an extremely arid area in Dunhuang,Gansu province of Northwest China.The area is home to an unusual geographic and ecological environment that is considered unique,both in China and the world.Microclimate is not only related to topography,but is also affected by the physical properties of underlying ground surfaces.Microclimate and CO2 flux have different characteristics under different underlying surface conditions.However,until now,few studies have investigated the microclimate characteristics and CO2 flux in this area.The eddy covariance technique(ECT) is a widely used and effective method for studying such factors in different ecosystems.Basing on data from continuous fine days obtained in the Dunhuang Xihu desert wetland between September 2012 and September 2013,this paper discussed and compared the characteristics of daily microclimate variations and CO2 fluxes between the two periods.Results from both years showed that there was a level of turbulent mixing and updraft in the area,and that the turbulent momentum flux was controlled by wind shear under good weather conditions.The horizontal wind velocity,friction wind velocity and vertical wind velocity were commendably consistent with each other.Air temperature in the surface layer followed an initial decreasing trend,followed by an increasing then decreasing trend under similar net radiation conditions.With changes in air temperature,the soil temperature in the surface layer follows a more obvious sinusoidal fluctuation than that in the subsoil.Components of ground surface radiation during the two study periods showed typical diurnal variations.The maximum diurnal absorption of CO2 occurred at around 11:00(Beijing time) in the Xihu desert wetland,and the concentrations of CO2 in both periods gradually decreased with time.This area was therefore considered to act as a carbon sink during the two observation periods.     

准噶尔盆地南缘“2008.04.17”沙尘暴天气成因分析

利用常规观测资料、地面气象自动站资料和数值预报产品T213资料,对2008年4月17日下午准噶尔盆地南缘石河子垦区出现的沙尘暴天气过程的成因进行了分析。结果表明:西西伯利亚冷槽的斜压性结构使其强烈发展,为沙尘暴的发生提供了动力条件。而西西伯利亚冷槽的垂直结构强迫出一支下沉气流,为沙尘暴的发生提供了动量下传机制。沙尘暴是高空急流及高空锋区,在中、高纬地区共同作用的结果。沙尘暴爆发过程中,动力场、热力场的交换非常明显。沙尘暴发生在地面冷锋后部、冷高压前部、3h变压、变温最大处和气流辐散的地区。     

一次强对流暴雨天气的环境条件及中尺度对流云团分析

利用常规观测资料、NCEP/NCAR再分析资料及逐时FY-2E红外卫星云图、自动站和本地WRF等资料,对2010年8月10日夜间宁夏东部强对流暴雨天气过程的大尺度环流背景、影响系统、环境条件、垂直风切变及中尺度特征进行综合分析。结果表明:此次过程是在有利的大尺度环流背景和环境条件下,伴随副高北抬、低空急流发展,在高原槽、低涡切变、地面冷锋和地面辐合线的共同作用下,激发中尺度天气系统在宁夏东部产生的;随着暴雨时段临近,暴雨区上空低空急流和垂直风切变增强,湿层加厚,中低层空气趋于饱和,近地面层持续东风,低层湿层上部维持逆温层,对流不稳定能量急剧释放;强对流暴雨出现在中尺度暴雨云团发展阶段的后期和成熟阶段的早期,在地面气旋式环流右前方、地面辐合线北侧、对流云团发展的前端、冷云中心略偏后的位置上;暴雨站点上空TBB和降水位相变化有一致性,降水峰值对应TBB峰值。     

Near-surface sand-dust horizontal flux in Tazhong-the hinterland of the Taklimakan Desert

Tazhong is the hinterland and a sandstorm high-frequency area of the Taklimakan Desert. However, little is known about the detailed time-series of aeolian sand transport in this area. An experiment to study the sand-dust horizontal flux of near-surface was carried out in Tazhong from January to December 2009. By measuring the sand-dust horizontal flux throughout sixteen sand-dust weather processes with a 200-cm tall Big Spring Number Eight (BSNE) sampler tower, we quantitatively analyzed the vertical variation of the sand-dust horizontal flux. And the total sand-dust horizontal flux of different time-series that passed through a section of 100 cm in width and 200 cm in height was estimated combining the data of saltation movement continuously recorded by piezoelectric saltation sensors (Sensit). The results indicated that, in the surface layer ranging from 0-200 cm, the intensity of sand-dust horizontal flux decreased with the increase of the height, and the physical quantities obeyed power function well. The total sand-dust horizontal flux of the sixteen sand-dust weather processes that passed through a section of 100 cm in width and 200 cm in height was about 2,144.9 kg, the maximum of one sand-dust weather event was about 396.3 kg, and the annual total sand-dust horizontal flux was about 3,903.2 kg. The high levels of aeolian sand transport occurred during daytime, especially from 13:00 to 16:00 in the afternoon. We try to develop a new method for estimation of the detailed time-series of aeolian sand transport.     

阿拉善盟一次区域性大风沙尘暴天气过程成因分析

沙尘暴是发生在干旱、半干旱荒漠化地区的主要灾害性天气之一,对其形成过程及成因探讨能为沙尘暴监测和预警提供参考。以2019年5月11日阿拉善盟一次区域性大风沙尘暴天气为例,在气象实时监测数据基础上,从地面气象要素变化、环流特征、动力条件和热力条件等方面对此次沙尘暴天气过程成因进行了探讨和分析。结果表明:1)阿拉善盟大风沙尘暴最强时段为午后至傍晚,沙尘暴发生时,气压和极大风速急剧增加,气温和能见度明显下降。2)大风沙尘暴的发生与500 hPa冷平流触发作用、700 hPa大气斜压性作用、高空动量下传作用、变压梯度风、锋生作用以及必要的大气层结条件之间存在着密切联系,表明控制大风沙尘暴形成的因素复杂。3)不同地区以及不同时间内发生大风、沙尘暴天气所需的风速条件不一致,强冷空气的侵入是沙尘暴发生的前提条件。此外,混合层,即不稳定层结是产生大范围沙尘暴天气的必要条件,在大风条件具备,但无混合层出现时,沙尘暴天气较难形成。     

内蒙古一次特强沙尘暴大风成因分析

2010年3月19日,内蒙古中西部地区发生了近几年最严重的沙尘暴天气。沙尘暴天气由蒙古国西部起沙,在内蒙古中西部地区加强,随着天气系统的演变,地面形成强沙尘暴或特强沙尘暴天气。利用常规观测资料及数值预报产品资料对3.19沙尘暴天气过程进行诊断分析,得到以下结论:3.19强沙尘暴、特强沙尘暴天气过程,是近地面前期强烈增温,导致地表热力不稳定,由蒙古气旋产生上升运动起沙。高空西北气流上,斜压扰动不稳定发展,高空冷平流激发了垂直于地面的锋面次级环流,地面气旋转为强冷锋过境,内蒙古中西部地区产生强沙尘暴天气。高空急流对沙尘暴天气的产生具有重要作用。高空急流出口区右侧,下沉气流落于地面冷锋后,引起大风,加强了沙尘暴天气。在冷锋移动过程中,冷高压强度少变,处于其前沿锋区内的山西、河北、河南、山东等地产生了扬沙或沙尘暴天气。     

兰州市春季沙尘气溶胶的监测与分析

通过对兰州市2005年春季大气气溶胶监测资料的计算,分析得到了该地区春季大气气溶胶质量浓度和色度随时间的分布及其相互关系,结果表明:有大风时,沙尘浓度较高,红度、黄度也高,相应地污染物比例就小,明度就高;有降水、阴天和多云天气时,空气中沙尘和污染物少,明度高,而沙尘和污染物的比例变化比较小,所以红度和黄度也高;无降水且风速小时,污染物比例大,则明度低,相应地沙尘比例小,红度、黄度也低。本文还分析计算了沙尘暴发生时沙尘粒径的分布、PM10和PM2.5的质量分数以及PM2.5在PM10中的比重;粗细粒子比重不同说明沙尘来源不同。     

可吸入颗粒物引发的沈阳冬季污染过程研究

多年来,可吸入颗粒物始终是造成沈阳地区大气环境污染的主要根源。为此,本文利用NCEP全球再分析资料,对其造成的一次污染过程进行了研究。结果表明:PM10上升阶段,沈阳地区气流呈气旋性切变或辐合状态,低空多为小风或静风,逆温现象明显,湿度呈上干下湿分布,有利于PM10和水汽的累积。而PM10下降阶段,地面流场平直均匀,风速较大,有助于PM10的扩散与输送。由此可知,天气系统的演变直接影响到污染物的浓度变化,温压湿风等气象要素对PM10浓度有着非常重要的影响。