北京市臭氧生成与前体物敏感性模拟

摘要

本文采用WRF-Chem模式结合经验动力学建模方法(EKMA曲线),研究2015年10月1日12:00-10月8日00:00和2017年5月13日20:00-5月23日20:00两个不同天气形势的复合污染过程,分别进行27个和25个敏感性试验,并绘制EKMA曲线,分析臭氧及其前体物的敏感性和制定减排方案.结果表明:WRF-Chem模式可以很好的模拟两个光化学和霾的复合污染过程,VOCs和NOx削减相同比例时,峰值时刻O3减排效果更明显,白天效果较夜间显著;臭氧浓度变化程度大小为:峰值时刻＞白天平均＞夜间平均;同时削减和增加前体物(NOx和VOCs)25％比例时,削减25％VOCs对臭氧平均浓度减排效果最显著,且在垂直空间上,臭氧浓度变化程度随高度的升高而减弱,且臭氧浓度变化最值区的位置向西移动且范围缩小,随着高度的增加,VOCs控制区减小,VOCs敏感性减弱,NOx敏感性增强,控制区由近地面的VOCs控制向高空的NOx控制转变.通过绘制EK-MA曲线发现两次不同天气形势污染过程郊区(昌平)和城区(万寿西宫)都为VOCs敏感性.本文针对两个污染过程制定以下减排方案:其中2015年10月5日污染过程郊区(昌平)削减25％VOCs左右时,O3-1h浓度即可达标,城区(万寿西宫)削减10％VOCs左右时,O3-1h浓度即可达标,2015年10月5日污染过程单独削减VOCs效果比同时削减NOx和VOCs效果好;2017年5月18日污染过程,郊区(昌平)削减60％VOCs左右时,O3-1h浓度即可达标,城区(万寿西宫)削减50％VOCs左右时,O3-1h浓度即可达标.