珠三角典型灰霾过程分析与模式验证

摘要

本文利用2001年至2009年广东省1723个地面自动气象站资料、广州气象站常规气象资料、广州市空气污染指数资料、大气成分资料等，制定统一的标准统计并详细列出了2001-2009年的灰霾与清洁过程清单以及2007-2008年的高臭氧与低臭氧过程清单。另外，重点分析2009年11月23-29日典型灰霾过程，并运用MM5/SMOKE/CMAQ空气质量数值模式系统对该个例进行模拟和验证。结果表明：
　　 (1)典型灰霾过程分布在每年的10月至次年4月，其影响的天气形势主要是高压变性出海。典型清洁过程分布在每年的10月至次年3月，冷空气活动频繁的季节以及5月份到9月份的雨季，其影响的天气形势主要是冷空气南下、台风影响。
　　 (2)2007-2008年光化学高O3过程主要分布在夏秋季节，光化学低O3过程主要分布在10月至次年4月，分别与典型清洁过程和典型灰霾过程的分布时间有很好的对应关系。而且典型过程臭氧与颗粒物浓度的日变化与天气形势、气象要素有密切联系。
　　 (3)2009年11月23-29日典型灰霾过程中PM2.5、PM1浓度、吸收系数和散射系数基本都超过即将发布的气象行业标准《霾(灰霾)的观测和预报等级》中关于霾的大气成分指标规定的限值。黑碳浓度变化与颗粒物的变化特征非常一致，BC/PM10平均为0.116。SO42-、NO3-和NH4+所占的比例很大，三者的和达到80％以上，说明二次污染非常严重，而且在28日更高达97.5％，可能由于云量较多、湿度较大，SO2通过云中过程非均相反应生成硫酸盐。
　　 (4)矢量和的分析说明灰霾过程与气流停滞区的关系密切，而清洁过程则与强水平输送有关。边界层高度决定垂直扩散条件，影响污染物浓度的重要因素；灰霾天气严重的时候，气溶胶主要累积在1km以下。
　　 (5)MM5/SMOKE/CMAQ空气质量数值模式模拟结果与实测值比较发现，该模式能较好地反映能见度、颗粒物、臭氧、硫酸盐等污染物的区域分布特征和变化规律，但是当出现极值时，模拟值基本偏低。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 引言

1.1研究目的与意义

1.2国内外研究现状

1.3本文研究的主要内容

第二章 资料和方法及仪器

2.1资料

2.2方法

2.3仪器

第三章 2001-2009年灰霾过程与清洁过程的清单

3.1引言

3.2污染过程

3.3清洁过程

3.4典型灰霾和清洁过程

3.5小结

第四章 光化学过程及相关要素特征

4.1引言

4.2光化学过程

4.3相关要素分析

4.4典型过程与非典型过程的比较

4.5小结

第五章 典型灰霾过程分析

5.1引言

5.2大气成分观测数据

5.3气象条件分析

5.4小结

第六章 典型灰霾过程的模式验证

6.1引言

6.2 MM5／SMOKE/CMAQ空气质量数值模式系统

6.3气象场模拟

6.4能见度和气溶胶模拟

6.5小结

第七章 总结和讨论

7.1总结

7.2讨论

参考文献

致谢