关中地区重污染过程气象要素变化特征及其与颗粒物浓度的关系

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1、分类号:X510710-2015129091硕士学位论文关中地区重污染过程气象要素变化特征及其与颗粒物浓度的关系林亦凡导师姓名职称邓顺熙教授申请学位类别工学硕士学科专业名称环境工程论文提交日期2018年5月9日论文答辩日期2018年5月25日学位授予单位长安大学VariationCharacteristicsofMeteorologicalElementsandtheirRelationshipwithParticulateMatterConcentrationduringHeavyPolluti

2、oninGuanzhongRegionADissertationSubmittedforthedegreeofMasterCandidate：LinYifanSupervisor：Prof.DengShunxiChang’anUniversity,Xi’an,China摘要大气传输扩散能力通常由气象条件决定。为了研究关中地区气象条件与大气污染的关系，在宝鸡与西安设置测试点（宝鸡测点为1号点，西安测点为2号点），分别代表关中边缘与关中中部，通过地面观测获得两测试点颗粒物浓度与地面气象数据，利用WRF

3、/CALMET耦合系统模拟获得关中区域高空气象数据，结合收集到的宝鸡陈仓点与西安小寨点（国控点）监测数据，从关中区域的角度分析了一个重污染过程的形成、持续、消散及消散后各阶段，其气象条件的演变特征，并分析了两测点气象要素与不同粒径段颗粒物浓度的关系，主要结论如下：（1）污染形成与持续阶段，沿着秦岭山脉有上升气流但在850hPa时，速度衰减为0m/s，盆地内大部分区域垂直风速为零；污染消散阶段，沿着两侧山体有较强的下沉气流进入盆地，盆地内开始有上升气流出现，速度约为0.03m/s；污染消散后，盆地内

4、向上与向下风速约为0.12m/s与-0.05m/s，地面与高空对流强烈。（2）污染持续阶段盆地内温度梯度很小，700m高空与地面温差为2℃；污染形成阶段盆地内出现多个高温区，形成热岛群，热岛厚度约为300-500m；污染消散阶段盆地内温度分布更均匀，热岛群现象消失；测试期间污染后，关中区域不存在热岛现象，1号点10m平均温度为271.38±2.83K，2号点为273.60±3.06K，均为各阶段最低。（3）污染持续阶段，关中区域混合层高度明显低于污染消散后阶段。污染形成时两测点混合层高度平均值最小

5、，约为300m左右；污染消散时，1号点和2号点混合层高度的平均值分别增加至527.48±353.08m与425.16±283.71m。（4）在RH≥60%时，两测点颗粒物数浓度均为双峰分布。小颗粒在RH<60%时数浓度较高，大颗粒在RH≥60%时数浓度较高。当Dp<0.1μm时，1号点和2号点颗粒物总浓度在RH<60%时，分别是RH≥60%时的1.05倍和1.06倍。当Dp≥0.1μm时，1号与2号测点颗粒物总浓度在RH<60%时，分别是RH≥60%时的0.35倍和0.68倍。（5）温度和湿度与不

6、同粒径段的颗粒物浓度相关性不同。温度与中值粒径为0.01μm左右的颗粒物负相关，与中值粒径大于0.121μm的颗粒物正相关；湿度与中值粒径为0.010-0.072μm的颗粒物负相关，与中值粒径为0.199-1.242μm的颗粒物正相关，与中值粒径为2.007μm以上的颗粒物在高湿情况下呈负相关，在1号点低湿环境下呈正相关，2号点低湿环境下相关性不明显。关键词：关中区域，气象条件，空间分布，颗粒物iAbstractAtmosphericdiffusionisusuallydeterminedbyme

7、teorologicalconditions.InordertostudytherelationshipbetweenmeteorologicalconditionsandairpollutioninGuanzhongregion,thetestpointsinBaojiandXi'an(thetestpointinBaojiisNo.1,andtheXi'anpointisNo.2)aresetuptorepresenttheborderandthecentralofGuanzhong.Thep

8、articleconcentrationandgroundmeteorologicaldataofthetwotestpointsareobtainedbygroundobservation.TheupperairmeteorologicaldatainGuanzhongregionareobtainedbyusingtheWRF/CALMETcouplingsystem.CombinedwiththemonitoringdatacollectedfromBaojiChencang