京津冀地区一次雾霾污染过程的数值模拟及特征分析

作     者：陈逸智 

作者单位：南京信息工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：沈新勇

授予年度：2019年

学科分类：07[理学] 070602[理学-大气物理学与大气环境] 0706[理学-大气科学] 

主      题：雾霾 大气稳定度指数 时空特征 后向轨迹 WRF-Chem模式 

摘      要：利用气象与化学模块在线耦合的模式WRF-Chem V3.5（Weather Research and Forecasting Model coupled to Chemistry Version 3.5）对2016年11月3日6日的一次京津冀污染过程展开了数值模拟,设计进行了包含人为排放源的实验,运用有效的模拟结果对过程进行分析。结果表明:大气稳定度指数能有效量化反映污染过程中的大气稳定状况,且K指数和TT指数相较其他两种指数的指示效果更为准确,是一种讨论雾霾发生发展原因的有力依据。本次污染的高值中心有三个,分别为北京天津一带,河北东北部,以及河北南部。PM2.5,PM10以及SO2污染物的水平分布有较为明显的日变化,CO和NO2则变化不明显,污染从3日开始发展到6日结束,各项污染物除了NO2都明显受到冷空气的影响,在6日浓度骤降。污染物的分布高度大都限制在850hPa以下,并在近地面层有明显富集,相对来说NO2的主要分布高度最低,而PM10和CO的延伸高度最高。大部分污染物的主要积累高度比PM10更低,除了PM10以外,其他四种污染物的高值中心有两处,分别是35°N左右及38°N40°N之间,即河北南部与北京天津及河北东北部一带,而PM10的污染中心则在整个过程中数次变化,和其他污染物有明显不同。通过Hysplit后向轨迹追踪分析,北京和天津地区的污染是主要来源于河北南部的工业和交通排放的外源型污染,而河北东北部和河北南部的污染则是主要受本地排放影响的内源型污染。以化学成分不同分类,主要污染物为CO;而以污染物颗粒大小分类,PM2.5和PM10量级相当且浓度差别不大,均对本次污染有较大贡献。