西安市空气污染持续维持机制初步研究

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1、南京信息工程大学硕士学位论文西安市空气污染持续维持机制初步研究姓名：周慧申请学位级别：硕士专业：大气物理与大气环境指导教师：陈万隆;朱彬20050501中文摘要本文首先分析了西安市2002空气质量状况，分析表明西安市区的污染物以可吸入颗粒物为主，PM10污染超标日较多，累计污染超标日为192天，出现3级以上的概率为53%。然后分析其空气污染持续维持特征，发现西安市2002年出现3天以上空气质量为3级以上的持续污染过程18次，冬季(先年12月一2月)6次，春季(3-5月)5次，夏季〔6-8月)3次，秋季(9-11月)4

2、次，在全年18次持续污染过程中11次所对应的日平均风速值在0-1.0耐s之间，表明西安市大部分持续污染过程形成有一个共性，对应的风速值较小。本文还探讨了典型个例2002年1月9日一12日空气污染持续维持的气象条件，发现4天的气象条件有着共同的特点，即平均风速小，小于或等于0.2。‘，风向多为西南风或静风:气温较低，出现逆温;相对湿度较大出现轻雾并无降水发生;同时造成西安市轻度污染过程的天气形势，主要是地面西安处在高压的后部，气压较低，高空500hFa受东亚槽后部的偏西北气流影响，天气形势稳定，连续维持4天。接着本文利

3、用嵌套网格空气质量预报模式CNAQPMS)研究了西安市空气污染持续维持机制，模式采用四重嵌套先模拟西安市空气污染持续维持过程中的气象场，通过对西安测站4个气象要素的模拟值与观测值进行比较，可以得出:模拟的地面气压是最好的，温度、相对湿度与风速次之，整体的模拟结果与实际观测值之间比较吻合，然后模拟这次持续污染过程中S02,N02和PM10的强度和范围，模式成功的模拟出这次持续污染过程，而当只改变气象场而保持排放源等其他条件不变再模拟这次持续污染过程时，模拟的结果表明持续污染过程不存在。通过模式实验研究可知，2002年西

4、安市持续污染过程的维持机制主要是由当时特定的气象条件所引起，即稳定的天气形势下，配合地面持续的低风速且无降水，大气层结稳定，污染物不易扩散，累积的浓度越来越大，从而导致持续污染事件的发生。同时，也表明NAQPMS模式系统不仅成功的模拟出这次持续污染过程，而且对该过程的模拟比较敏感，模式的性能是稳定可靠的。关键词:空气质量，持续污染，天气形势，嵌套网格模式系统，PM10AbstractAnalysesoftheobserveddataonmajorpollutants(NO2,S02,PM10)inXi'an,Shan

5、'xiprovincein2002showedthattheaccumulateddayswhenPM10exceedstheNationalAmbientAirQualityStandard(NAAQS)wereupto192daysandtheoccurrenceprobabilityofexceedingClassIIIoftheNAAQSwas53%.ThemajorairpollutantwasPM10inXi'ancity.Thetotaloccurrencefrequencyofurbanpersist

6、entairpollution,whichisdefinedasthesituationwhereairqualityisequaltoorhigherthanClassIIoftheNAAQSandthecorrespondingairpollutionlastsmorethanthreedays,was18.ThepersistentairpollutionepisodegenerallyoccursinXi'anwithverylightwind(0-1m/s).Atypicalpersistentairpol

7、utionepisodeoccurredinXi'anonJan.9-12,2002waschosentodiscusstheroleofmeteorologyconditions.Thecommonfeatureswerelightwindspeed,lowairandlargerelativehumiditywithoutprecipitation.TheNestedAirQualityPredictionModelingSystem(NAQPMS)wasusedtosimulatetheepisode.Simu

8、lationsindicatethattheNAQPMSsuccessfulythepersistentairpollutionepisodeandpersistentlightwindprec币itation,stableatmosphericboundarylayer,andotherrelatedmeteorologicalconditi