京津冀地區(qū)空氣污預(yù)染報(bào)特研征究與氣象成因及其.pdf

1、京津冀地區(qū)是我國(guó)重要的政治、經(jīng)濟(jì)和文化中心，近年來(lái)隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市化和工業(yè)化進(jìn)程的加快等造成的區(qū)域空氣污染問(wèn)題日趨凸顯，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)鼐用裆钯|(zhì)量，制約了區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展?；诖?，本文首先分析了2013-2016年京津冀地區(qū)空氣污染時(shí)空分布特征，探析了污染物濃度與氣象因素之間的相關(guān)關(guān)系。其次，采用客觀分型方法對(duì)京津冀地區(qū)地面天氣形勢(shì)進(jìn)行分類，探究了不同天氣形勢(shì)下氣象條件和空氣污染的變化特征。第三，利用WRF-Chem模式模擬分析了

2、京津冀地區(qū)重污染天氣特征和氣象成因以及地形因素在污染天氣過(guò)程中的作用。最后，基于逐步回歸方法構(gòu)建了京津冀地區(qū)污染物濃度統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)模型，并結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)建立了京津冀地區(qū)空氣污染預(yù)報(bào)系統(tǒng)。主要結(jié)論如下：
　?。?）近年來(lái)，京津冀地區(qū)AQI年均值整體呈由南向北降低的趨勢(shì)，高值中心位于河北中南部；次高值中心位于天津、唐山地區(qū)；河北北部AQI年均值低于90，重污染天氣很少出現(xiàn)。京津冀地區(qū)的首要污染物主要為顆粒物（PM2.5、PM10），承德、

3、張家口等部分城市首要污染物為O3的比例也較高。
　　（2）北京、天津、石家莊PM2.5、PM10和SO2濃度基本呈逐年下降的趨勢(shì)，NO2、CO和O3濃度變化幅度相對(duì)較小。除O3外其它污染物濃度年變化基本呈“冬季高夏季低”的特點(diǎn)，其中PM2.5濃度在6、7月出現(xiàn)小峰值，可能是受華北地區(qū)秸稈燃燒所致。另外，不同污染物均存在明顯的日變化特征，其中O3濃度在14:00~16:00達(dá)到全天最高，夜間濃度最低；其它5種污染物濃度峰值多出現(xiàn)在上

4、午和夜間，谷值基本出現(xiàn)在下午16：00左右。
　　（3）相關(guān)分析表明，地面氣象要素和邊界層氣象參數(shù)與污染物濃度密切相關(guān)。其中PM2.5、PM10濃度與相對(duì)濕度和穩(wěn)定能量呈顯著正相關(guān)，與風(fēng)速和最大混合層厚度總體呈負(fù)相關(guān)。O3濃度與溫度呈正相關(guān)，冬季O3濃度與風(fēng)速、穩(wěn)定能量呈負(fù)相關(guān)，與最大混合層厚度呈正相關(guān)，其它季節(jié)相關(guān)性不顯著。
　　（4）京津冀地區(qū)冬半年天氣形勢(shì)可分為9種類型，歸納為五大類。其中高壓前部型污染較輕；高壓場(chǎng)、高

5、壓后部型等污染較重（各城市AQI均值多在150以上），伴隨著地面風(fēng)速小，濕度大，穩(wěn)定能量大，最大混合層厚度低，不利于污染物擴(kuò)散。2014年2月兩次重污染過(guò)程均發(fā)生在連續(xù)多日維持污染天氣型的情況下，期間高壓系統(tǒng)演變引起北部偏北風(fēng)增大，緩解了北部城市空氣污染持續(xù)加重的態(tài)勢(shì)，而偏南風(fēng)輸送又使得北部城市污染物濃度迅速升高。
　?。?）利用WRF-Chem模式模擬了2015年11月26日-12月2日京津冀地區(qū)一次重污染過(guò)程。此次污染過(guò)程京津

6、冀地面天氣形勢(shì)由高壓場(chǎng)型轉(zhuǎn)為高壓后部型，近地面風(fēng)速小，相對(duì)濕度大，邊界層高度低，不利于污染物向區(qū)域外擴(kuò)散。PM2.5高濃度基本分布在逆溫層以內(nèi)，對(duì)應(yīng)著邊界層內(nèi)風(fēng)速較小，相對(duì)濕度大。敏感性試驗(yàn)表明，地形也是影響京津冀地區(qū)污染過(guò)程的重要因素，地形阻擋導(dǎo)致污染物在太行山東側(cè)及燕山南側(cè)聚集形成污染帶。若地形高度降低，偏南風(fēng)作用下污染物開(kāi)始越過(guò)山體向西北方向輸送，導(dǎo)致河北西北部PM2.5濃度上升。
　?。?）基于逐步回歸方法構(gòu)建了京津冀地區(qū)