北京冬春和夏初季节大气O 3 浓度的垂直分布特征

Abstract

为探究北京地区不同季节大气O3浓度垂直分布特征，于2010年12月1日—2011年3月31日（冬春季）和2011年5月7日—6月9日（夏初），在北京北部地区的中国环境科学研究院内，利用第三代移动式大气环境激光雷达系统，对 $\varphi $ （SO2）、 $\varphi $ （NO2）以及 $\varphi $ （O3）和气溶胶后向散射系数垂直方向和垂直剖面进行试验观测，并结合天气要素的变化进行了分析研究.结果表明：① $\varphi $ （O3）存在明显的季节变化，表现为夏季>春季>冬季，同时晴天、微风、逆温条件等气象背景是O3污染过程出现的主要气象因素，在微风和南风的情况下，会出现高 $\varphi $ （O3）带，在北风影响情况下， $\varphi $ （O3）相对较低，雨水冲洗的作用对 $\varphi $ （O3）分布也有明显的影响；② $\varphi $ （O3）的日变化曲线呈单峰单谷型， $\varphi $ （O3）峰值一般出现在14：00—18：00之间，谷值则出现在22：00—翌日09：00之间；③ $\varphi $ （O3）垂直分布呈现单峰、双峰、多峰型分布等多种垂直分布特征，10 km以上高空这3种分布特征均有出现，但是在5 km以下的近地面 $\varphi $ （O3）垂直和斜程分布基本呈现多峰型，斜程方向上 $\varphi $ （O3）的高低与下垫面及其所排放的O3前体物有密切的关系；④ $\varphi $ （O3）垂直分布呈现一定的不均匀性，其数值范围浮动比较小，最大值之间相差30×10-9.研究显示， $\varphi $ （O3）垂直规律主要表现出两种分布特征，一种是在3~5 km处有高浓度的堆积区，另一种则没有明显高值堆积区.