天津冬季一次污染过程中NO x 和O 3 的立体分布特征

Q2 Environmental Science

环境科学研究 Pub Date : 2018-03-25 DOI:10.13198/J.ISSN.1001-6929.2017.04.19

袁建昭, 赵若杰, 殷宝辉, 王歆华, 韩斌, 杨文, 白志鹏

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摘要

Due to the fact that the atmosphere is a complex medium, the presence of turbulence in the lower atmosphere causes intense exchange of matter and energy, and the diffusion and transmission of pollutants are obvious. It is necessary to conduct three-dimensional observations of the lower atmosphere at different heights and regions to obtain the most direct data on the concentration distribution of gaseous pollutants. It is necessary to comprehensively utilize ground observation stations, tethered balloons, and aircraft platforms, On November 25-26, 2016, a three-dimensional observation was conducted on NOx and O3 under polluted weather conditions in Gaocun, Wuqing, Tianjin. The distribution characteristics of pollutants in the ground, vertical, and low altitude areas were obtained, and analyzed and studied in conjunction with meteorological factors. The observation results showed that the surface level of NOx was relatively high, with a daily average value of 230 × 10-9, exceeding the limit of the second level standard of GB 3095-2012 "Environmental Air Quality Standard", reflects the high pollution level of Gaocun in winter, mainly affected by local traffic source emissions$ \Varphi $(NOx) shows a decreasing trend with the increase of altitude, and is significantly affected by wind speed, mainly accumulating below the inversion layer. Low altitude $ varphi $(NOx) in urban areas is higher than that in suburban areas, while in more remote suburban areas, Gaocun $ varphi $(NOx) is equivalent to that in urban areas, which also reflects the high level of NOx pollution in Gaocun. Gaocun's ground $ varphi $(O3) is low, with a daily maximum 8-hour average value of 8 × 10-9 reflects the characteristics of weak low-temperature radiation and low intensity of photochemical reactions in winter. As altitude increases, $ varphi $(O3) shows an upward trend, and the vertical distribution characteristics are mainly related to temperature stratification. Low altitude $ varphi $(O3) shows a higher level in suburban areas than in urban areas, and a higher level in high villages (outer suburbs) than in suburban areas. Research shows that an increase in $ varphi $(NOx) leads to a decrease in $ varphi $(O3), This may be related to the low levels of $ varphi $(VOCs)/$ varphi $(NOx) in winter in Takamura, and further analysis is needed in conjunction with VOCs observation data

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天津冬季一次污染过程中NO x 和O 3 的立体分布特征

由于大气是一个复杂介质，低层大气中湍流的存在使物质和能量的交换很剧烈，污染物的扩散传输现象明显.对不同高度不同区域的低层大气做立体观测，获取气态污染物浓度分布最直接的资料很有必要.综合利用地面观测站点、系留气球和飞机平台，于2016年11月25—26日在天津武清高村一次污染天气条件下对NOx和O3进行立体观测，得到了污染物的地面、垂直和低空区域分布特征，并结合气象因子进行分析研究.观测结果表明，地面 $\varphi $ （NOx）水平较高，日均值为230×10-9，超过了GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准的限值，反映了高村冬季较高的污染水平，主要受当地交通源排放的影响. $\varphi $ （NOx）随高度的上升呈下降趋势，受风速的影响明显，主要积聚在逆温层以下.低空 $\varphi $ （NOx）市区高于郊区，而处于更远郊区的高村 $\varphi $ （NOx）与市区相当，也反映了高村本地较高的NOx污染.高村地面 $\varphi $ （O3）低，日最大8 h平均值为8×10-9，反映了冬季低温辐射弱、光化学反应强度低的特点.随高度增加 $\varphi $ （O3）呈上升趋势，垂直分布特征主要与温度层结有关.低空 $\varphi $ （O3）呈郊区高于市区，高村（远郊区）高于近郊区的特征.研究显示， $\varphi $ （NOx）的升高导致 $\varphi $ （O3）下降，这可能与高村冬季的 $\varphi $ （VOCs）/ $\varphi $ （NOx）偏低有关，需要结合VOCs观测数据做进一步分析.

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