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朱芳 (朱芳.) | 周颖 (周颖.) | 程水源 (程水源.) | 张晗宇 (张晗宇.) | 王晓琦 (王晓琦.)

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为深入探究高ρ(PM2.5)地区重污染过程的发展变化规律,以石家庄市一次重污染过程(2017年1月13-20日)为例,结合空气质量监测数据、PM2.5组分测试数据、气象观测资料,从重污染发展阶段(简称“P1阶段”)、维持阶段(简称“P2阶段”)和清除阶段(简称“P3阶段”)分析PM2.5及其化学组分的变化特征、气象条件和高低空天气形势演变特征,并利用WRF-Chem模型定量研究重污染过程气溶胶反馈效应对典型气象要素的影响.结果表明:①此次重污染过程属于逐步累积增长、快速清除型,在P2阶段ρ(PM2.5)平均值为241.0 μg/m3,最大值为367.5 μg/m3.②P1和P2阶段高低空大气环流配置稳定,大气边界层高度范围为620.6~712.2 m,风速范围为1.3~2.5 m/s,相对湿度范围为60%~80%.③P2阶段SOR(硫氧化率)和NOR(氮氧化率)均为0.3,ρ(SNA)(SNA为SO42-、NO3-和NH4+的统称)为128.8 μg/m3,占p(PM2.5)的56.2%;OM[有机质,ρ(OM)=ρ(POA)+ρ(SOA),其中,POA为一次有机气溶胶,SOA为二次有机气溶胶]是除SNA以外的第二大组分,在P1和P3阶段p(POA)大于ρ(SOA),而在P2阶段ρ(SOA)与ρ(POA)相等,均为28.0 μg/m3,表明在重污染过程中二次污染严重;整个污染过程ρ(NO3-)/ρ(SO42-)为1.0,表明石家庄市移动源和固定源对ρ(PM2.5)贡献相当.④WRF-Chem模型模拟结果表明,太阳辐射量、温度和大气边界层高度受气溶胶反馈效应的影响在P2阶段的下降量分别为75.1W/m2、2.7℃和109.9 m,比P1阶段分别高33.6%、91.4%和18.6%,比P3阶段分别高147.0%、305.3%和24.1%.研究显示,此次静稳天气下的重污染过程二次污染严重,气溶胶反馈效应整体使得太阳辐射量、温度和大气边界层高度均向不利于污染扩散的趋势发展,造成石家庄市的ρ(PM2.5)进一步增加.

Keyword:

天气形势 PM2.5及其化学组分 气溶胶反馈效应 气象条件 WRF-Chem模型

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Source :

环境科学研究

ISSN: 1001-6929

Year: 2020

Issue: 3

Volume: 33

Page: 547-554

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