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为了解闪电对对流层上部NOx的贡献,本文利用美国全球水资源和气候中心（GHRC）提供的1995年4月~2005年12月的闪电卫星格点资料及高层大气研究卫星 (UARS) 上的卤素掩星试验装置 (HALOE) 1991年10 月~2005 年11月的观测资料,分析了中国地区闪电与对流层上部NOx体积混合比的时空分布特征及两者的相关性.结果表明:中国地区闪电和对流层上部的NOx在季节分布、年际分布和空间分布上保持很好的一致性,闪电是对流层上部NOx的重要来源;NO极值高度在350 hPa左右,云闪直接产生的NO是极值产生的主要原因,NO2的极值高度在250 hPa左右,因为闪电产生的NO在传输过程中会被氧化成NO2并通过雷暴的垂直输送作用抬升到更高高度;强对流活动有利于NOx的传输,而人类活动产生的NOx一般较难输送到对流层上部,因此闪电多发区的NOx极值较大,所在的高度也较高. 相似文献
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基于2008年9月—2010年9月河北固城生态与农业气象试验站多轴差分吸收光谱仪 (multi-axis differential optical absorption spectroscopy, MAX-DOAS) 获得的太阳散射光谱观测,反演计算该地区NO2对流层柱浓度,分析其季节、日变化特征以及不同来源输送的影响,并与同期NO2地面观测资料和卫星产品进行对比分析。发现固城站NO2对流层柱浓度冬高 (5.14×1016 cm-2) 夏低 (1.28×1016 cm-2);日变化形态在四季均呈现中午低、傍晚高的特征,且冬季最明显。与北京城市区域同期的观测相比,冬季固城站观测值略低,而在春、夏季则偏低较显著。地面风玫瑰图分析显示,来自SW, SSW, NE方向及ENE方向的污染输送对其贡献最大。与地面、卫星NO2观测的对比表明,MAX-DOAS反演的NO2柱浓度与地面观测浓度具有一致的季节和日变化特征,卫星反演的NO2对流层柱浓度产品在华北平原农村地区存在系统性低估。 相似文献
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利用GOME (Global Ozone Monitoring Experiment, 全球臭氧监测实验) 1996年1月—2002年12月NO2对流层柱浓度月平均卫星遥感资料以及根据北京市2001年1月1日—2002年12月31日NO2污染指数数据计算出的地面NO2日均质量浓度值, 分析了北京市城市大气NO2污染变化的季节变化特征以及年际变化, 并将2001年1月—2002年12月北京上空GOME NO2对流层柱浓度月平均值变化与北京市地面NO2日均质量浓度月平均值变化进行了比较, 结果表明两者随时间的变化趋势具有较好的一致性, 据此可以利用GOME NO2对流层柱浓度月平均卫星遥感资料来分析特定区域大气NO2的季节变化和年际变化。 相似文献
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为了进一步了解青藏高原闪电的产生氮氧化物（LNOx）经由光化学反应对O3浓度变化及夏季O3低谷形成的可能影响,本文利用2005~2013年由OMI卫星得到的对流层NO2垂直浓度柱（NO2 VCD）、O3总浓度柱（TOC）和O3廓线以及星载光学瞬变探测器OTD和闪电成像仪LIS获取的总闪电数资料,对青藏高原和同纬度长江中下游地区的TOC和NO2 VCD月均值时空分布特征、闪电与NO2 VCD的相关性和O3的垂直分布特征及其与LNOx的关系进行了对比分析。结果表明,青藏高原的O3低谷主要出现在夏季和秋季,其TOC值比同纬度长江中下游地区低约10~15 DU（Dobson unit）。青藏高原NO2VCD总体较小,表现为夏高冬低的分布特征。青藏高原夏季O3浓度受南亚高压的影响总体呈减小趋势,但因强雷暴天气导致对流层中上部LNOx浓度升高,并随强上升气流向对流层顶输送,同时通过光化学反应使O3浓度增加,缩小了青藏高原和同纬度地区的O3浓度差,减缓了O3总浓度的下降,抑制了夏季O3低谷的进一步深化。 相似文献
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基于极端随机树方法的WRF-CMAQ-MOS模型研究 总被引：2，自引：0，他引：2
随着城市化、工业化的快速发展,空气污染已经成为了公众最关注的问题之一。为了提高空气质量预报的准确度,以多尺度空气质量模型（Community Multi-Scale Air Quality,CMAQ）为工具,结合中尺度WRF（Weather Research and Forecast Model）气象预报数据、气象观测数据、污染物浓度观测数据,基于极端随机树方法建立了WRF-CMAQ-MOS（Weather Research and Forecast Model-Community Multi-Scale Air Quality-Model Output Statistics）统计修正模型。结果表明,结合WRF气象预报的CMAQ-MOS方法明显修正了由于模型非客观性产生的模式预报偏差,提高了预报效果。使用线性回归方法不能获得较好的优化效果,选取极端随机树方法和梯度提升回归树方法对模型进行改进和比较,发现极端随机树方法对结合WRF气象要素的CMAQ-MOS模型有较大的提升。针对徐州地区空气质量预报,进一步使用基于极端随机树方法的WRF-CMAQ-MOS模型对2016年1、2、3月的空气质量指数（AQI）及PM2.5、PM10、NO2、SO2、O3、CO六种污染物优化试验进行验证,发现优化效果最为明显的两种污染物分别是NO2及O3,2016年1、2、3月整体相关系数NO2由0.35升至0.63,O3由0.39升至0.79,均方根误差NO2由0.0346减至0.0243 mg/m3,O3由0.0447减至0.0367 mg/m3。文中发展的WRF-CMAQ-MOS统计修正模型可以有效提升预报精度,在空气质量预报中具有很好的应用前景。 相似文献
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采用(美国环保部的MODEL-3系统的)CMAQ源同化模型及4种不同空间分辨率的SO2、NO2实测资料,反演得到中国不同尺度的同化修正排放源,利用新一代中尺度气象模式WRF与多尺度空气质量模式CMAQ,模拟分析了中国不同观测信息密度对SO2、NO2源同化反演及其浓度预报的影响,重点分析了华北地区SO2、NO2浓度加密观测对改善SO2、NO2排放源和空气质量预报的重要影响。结果表明,采用不同分辨率的实测资料时,SO2、NO2的趋势预报效果改善程度有一定差异;采用较高分辨率的实测资料进行SO2、NO2源同化修正时,可明显减小SO2、NO2浓度的预报误差。华北地区较高分辨率的观测信息对于改进源同化修正效果及SO2、NO2浓度的趋势预报十分重要,尤其是对SO2浓度的预报尤为重要;采用经高分辨率的实测资料同化修正的排放源时,WRF-CMAQ模式对北京城市尺度SO2、NO2浓度的变化趋势、浓度水平和空间分布特征具有较好的预报效果。高分辨率的观测资料和区域源同化反演方法对于区域污染物浓度预报及排放源清单具有显著的改进作用。 相似文献
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利用卫星资料计算得到的对流层臭氧柱总量数据分析了近20年来全球对流层臭氧柱总量的全球分布特征，并对我国对流层臭氧的季节变化做了研究。利用对流层污染测量仪（MOPITT）的CO和全球臭氧监测仪（GOME）和大气制图扫描成像吸收光谱仪（SCIAMACHY）的NO2数据分析了关于对流层臭氧的分布特征及其原因。得出中高纬度地区对流层臭氧浓度存在规律的年内变化，对流层臭氧高浓度值的分布及变化与人类活动有密切关切。 相似文献
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利用2006年9月—2007年8月河北省固城生态与农业气象试验基地 (固城站) 反应性气体观测数据获得了CO与NOx,CO与SO2,SO2与NOx体积分数比的变化特征,并将观测得到的体积分数比与从INTEX-B等排放源资料得到的排放比进行比较研究。当风向来自北方向 (北京) 时,固城站的CO和NOx体积分数显著高于其他方向,而来自南方向 (保定、石家庄) 时,SO2体积分数显著高于其他方向。固城站观测到的CO与SO2,CO与NOx体积分数比分别为43.7和31.6,较排放比高出2~12倍。分析表明:排放源清单对CO排放低估了大约2倍以上,生物质燃料燃烧,尤其是收获季节大规模秸秆燃烧排放可能是重要的且被低估了的源。从观测数据估计得到秸秆燃烧期比平时CO大约多排放了90%±30%,忽略秸秆燃烧期额外排放对CO排放强度估计有重要影响。未来排放源清单编制和使用需要更加关注我国农业区秸秆燃烧排放对排放强度的影响。 相似文献
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利用臭氧探空资料,分析了西太平洋地区香港(Hong Kong)、那霸(Naha)和札幌(Sapporo)三个站点2000~2010年期间大气边界层内臭氧(O3)的季节分布和年变化趋势。结果表明,三个站点O3的季节分布存在明显的差异。其中,那霸和香港大气边界层内O3季节平均呈双峰值分布,其峰值分别出现在春季和秋季;而札幌站为单峰分布,峰值出现在春季。造成季节分布差异的主要原因包括人为污染源和自然因素如气象条件。另外,三个站点大气边界层内O3均呈上升趋势。其中札幌、那霸上升最快,分别达0.80 ppb a-1和0.77 ppb a-1。(ppb表示10-9,下同)香港的年际增长较不明显,但秋季增长却非常明显,高达1.21 ppb a-1。结合GOME (Global Ozone Monitoring Experiment) 和SCIAMACHY (Scanning Imaging Absorption Spectro Meter for Atmospheric Chartography)卫星反演的NO2数据发现,过去10年中国京津唐和东北地区的对流层内NO2柱总量增加极为迅速。这些O3前体物通过远距离输送是导致札幌、那霸O3浓度增加的主要原因之一。珠江三角洲人为污染源的增加及偏北气流的影响,是导致香港地区秋季O3增加的主要原因。 相似文献
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The impacts of emissions from industry,power plant,transportation,residential,and biogenic sources on daily maximum surface ozone （O3DM） over the Beijing-Tianjin-Hebei （BTH） region in North China in the summer of 2007 were examined in a modeling study.The modeling system consisted of the Weather Research and Forecasting （WRF） model and the photochemical dispersion model,CAMx.The factor separation technique （FST） was used to quantify the effect of individual emission source types and the synergistic interactions among two or more types.Additionally,the effectiveness of emission reduction scenarios was explored.The industry,power plant,and transportation emission source types were found to be the most important in terms of their individual effects on O3DM.The key contributor to high surface O3 was power plant emissions,with a peak individual effect of 40 ppbv in the southwestern BTH area.The individual effect from the biogenic emission category was quite low.The synergistic effects from the combinations of each pair of anthropogenic emission types suppressed O3 formation,while the synergistic effects for combinations of three were favorable for O3 formation when the industrial and power plant emission source types coexisted.The quadruple synergistic effects were positive only with the combination of power plant,transportation,residential,and biogenic sources,while the quintuple synergistic effect showed only minor impacts on O3DM concentrations.A 30％ reduction in industrial and transportation sources produced the most effective impacts on O3 concentrations,with a maximum decrease of 20 ppbv.These results suggested that the synergistic impacts among emission source types should be considered when formulating emission control strategies for O3 reduction. 相似文献
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应用大气化学模式WRF-Chem(Weather Research and Forecast-Chemistry),分别选用亚洲排放源清单INTEX-B(Intercontinental Chemical Transport Experiment-Phase B)、REASv2.1(Regional Emission inventory in Asia version 2.1)以及全球排放源清单HTAP_v2(Hemispheric Transport of Air Pollution version 2),对浙江省2013年12月进行模拟,分别记为IN、RE和HT试验,研究人为源排放清单对大气污染物浓度数值模拟的影响。结果表明,3组试验合理的反映出PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物,即细颗粒物)、PM10(空气动力学当量直径小于等于10μm的颗粒物,即可吸入颗粒物)和NO_2近地面浓度的时空分布特征,相关系数为0.5~0.8,85%以上的模拟值落在观测值的0.5~2倍范围内,但对SO_2近地面浓度模拟较差。IN、RE、HT试验对PM2.5和PM10的模拟偏差均成递减趋势,约为30%、16%和6%,HT试验的模拟值更加接近观测。INTEX-B清单中PM2.5的一次排放与二次气溶胶前提物SO_2均高于REAS与HTAP清单,因此会导致更多的硫酸盐生成,从而进一步增加PM2.5浓度。HTAP_v2清单中较低的NH3排放会抑制硝酸盐的生成,从而有助于降低PM2.5浓度。3个清单的基准年与模拟年的差异对SO_2浓度模拟的准确性影响更大,INTEX-B清单中SO_2排放量明显高于REASv2.1与HTAP_v2清单,尤其在浙北和沿海工业发达地区,导致IN试验模拟的SO_2在这些地区存在明显高估。3组试验模拟的NO_2浓度偏差最小且更为接近(-8%~4%),主要原因是3个清单在浙江省的NOx排放十分一致。从3组试验结果之间的差异程度来看,浙江省范围内PM2.5、PM10、SO_2和NO_2逐日浓度模拟值之间的平均差异程度分别约为14%、15%、51%和16%,最大差异程度分别为69%、78%、137%和132%。月均浓度与逐日浓度的平均差异程度基本一致,但最大差异程度明显更低。总体来看3组试验模拟的PM2.5、PM10与NO_2的差异程度明显低于SO_2。 相似文献
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Spatio-temporal distribution characteristics and variation trends of tropospheric NO_2 in Pearl River Delta(PRD) urban group and its adjacent areas were analyze from 2005 to 2013 based on remote sensing data from ozone monitoring instrument(OMI) satellite, and further explored the impact of human activities on NO_2. Compared with the ground observation data, the OMI NO_2 remote sensing data displayed high reliability. Due to active industrial production, high car ownership, great energy and power consumption, the average tropospheric NO_2concentration(7.4×1015molec/cm2) of PRD region is about 3 times of the adjacent areas. At the same time, the regional high pollution NO_2 in PRD region as a whole, the urban group effect is remarkable. Sinusoidal model can well fit the periodic variation of the NO_2 in PRD and adjacent areas. NO_2 concentration was highest in winter while lowest in summer. The concentration of NO_2 in PRD region is decreasing in recent 9 years, which has a significantly negative correlation with the second industry output and car ownership. This suggests that the nitrogen oxide emissions governance in PRD region had achieved initial results. The concentration of NO_2 increased significantly in the eastern and northern Guangdong Province, there are good positive correlations with the second industrial outputs and car ownerships, it is thus clear that industrial emissions and automobile exhausts are important sources of NO_2 in these regions. The concentration of NO_2 in western Guangdong area is stable. 相似文献
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本文首先对中国PM2.5和近地面臭氧浓度的观测进行了简要的综述;并利用2010-2013年全球对流层臭氧的卫星观测数据给出了对流层臭氧浓度在全球和中国地区的分布特征,其平均值分别为29.78 DU和33.97 DU。然后,利用一个气溶胶大气化学-全球气候双向耦合模式模拟了中国地区PM2.5的浓度分布和季节变化,其年平均值为0.51×10-8 kg/m3。在此基础上又分析了5种典型气溶胶对PM2.5总浓度在不同季节的贡献。结合IPCC第五次评估报告（AR5）,讨论了气溶胶和温室气体及其前体物的排放与辐射强迫的联系,以及减排大气臭氧前体物和气溶胶颗粒物质（PM）对气候变化的可能影响。指出减排臭氧前体物对气候的影响还不完全清楚,对短寿命的温室气体和黑碳气溶胶的减排是一种短期（未来50年）的辅助措施;为了保证全球平均温度增长不超过2℃,减少二氧化碳的排放仍是我们需要坚持的长期战略。短期和长期的减排战略对于保护环境和减缓气候变化都是至关重要的。 相似文献
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秸秆焚烧对区域城市空气质量影响的模拟分析 总被引：2，自引：0，他引：2
利用融合火点排放源、人为源和生物源的WRF-Chem(Weather Research and Forecasting Model coupled with Chemistry)模式,模拟2015年9月30日08:00(北京时间)起的72 h发生在淮河流域的一次农作物秸秆大面积露天焚烧过程,研究了农作物秸秆焚烧释放的气态污染物和颗粒物对区域城市空气质量的影响。通过有无火点两组试验分析了此次秸秆焚烧对流域内河南、山东、江苏和安徽四省83座城市CO、PM10(空气动力学当量直径小于等于10μm的颗粒物,即可吸入颗粒物)、PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物,即细颗粒物)和O3浓度的定量影响,结果表明:(1)融合NCAR-FINN(Fire Inventory from NCAR)火点排放资料的WRF-Chem模式较好地再现了此次秸秆焚烧及火点烟羽扩散过程。同时结合EDGAR-HTAP(Emission Database for Global Atmospheric Research on Hemispheric Transport of Air Pollution)人为源和MEGAN(Model of Emission of Gases and Aerosols from Nature)生物源的WRF-FIRE(考虑火点排放试验)对流域内城市大气污染物的模拟效果较为理想,尤其对秸秆焚烧释放的污染物CO、PM10和PM2.5和产生的二次污染物O3浓度的模拟。(2)秸秆焚烧所释放的污染物造成流域内城市一次污染物CO、PM10和PM2.5浓度的增加,火点中心和下风向城市增幅最为明显,最大小时浓度增幅达到3倍标准差。气态污染物CO和相比PM10粒径更小的PM2.5可随风扩散至更远的地区,对城市浓度影响更大。(3)此外,秸秆焚烧也使得火点中心城市和下风向城市二次污染物O3浓度增加,但小时浓度增幅极值区分布在火点下风向烟羽末端太阳光照充足的地区,最大小时浓度增幅接近3倍标准差。秸秆焚烧对区域城市空气质量的影响存在明显的空间分布差异且对城市各大气污染成分的影响也不相同。 相似文献
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X. Tie S. Chandra J. R. Ziemke C. Granier G. P. Brasseur 《Journal of Atmospheric Chemistry》2007,56(2):105-125
Satellite measurements of tropospheric column O3 and NO2 in eastern and southeastern Asia are analyzed to study the spatial and seasonal characteristics of pollution in these regions.
Tropospheric column O3 is derived from differential measurements of total column ozone from Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS), and stratospheric
column ozone from the Microwave Limb Sounder (MLS) instrument on the Upper Atmosphere Research Satellite (UARS). The tropospheric
column NO2 is measured by Global Ozone Monitoring Experiment (GOME). A global chemical and transport model (Model of Ozone and Related
Chemical Tracers, version 2; MOZART-2) is applied to analyze and interpret the satellite measurements. The study, which is
based on spring, summer, and fall months of 1997 shows generally good agreement between the model and satellite data with
respect to seasonal and spatial characteristics of O3 and NO2 fields. The analysis of the model results show that the industrial emission of NOx (NO + NO2) contributes about 50%–80% to tropospheric column NO2 in eastern Asia and about 20%–50% in southeastern Asia. The contribution of industrial emission of NOx to tropospheric column O3 ranges from 10% to 30% in eastern Asia. Biomass burning and lightning NOx emissions have a small effect on tropospheric O3 in central and eastern Asia, but they have a significant impact in southeastern Asia. The varying effects of NOx on tropospheric column ozone are attributed to differences in relative abundance of volatile organic compounds (VOCs) with
respect to total nitrogen in the two regions. 相似文献