ISSN 1004-4965

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外来输送对江苏冬季PM2.5贡献的数值模拟研究

钱俊龙 牛文胜 查书瑶 王璐璐 陈潇潇 周彬

钱俊龙, 牛文胜, 查书瑶, 王璐璐, 陈潇潇, 周彬. 外来输送对江苏冬季PM2.5贡献的数值模拟研究[J]. 热带气象学报, 2019, 35(5): 673-680. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.061
引用本文: 钱俊龙, 牛文胜, 查书瑶, 王璐璐, 陈潇潇, 周彬. 外来输送对江苏冬季PM2.5贡献的数值模拟研究[J]. 热带气象学报, 2019, 35(5): 673-680. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.061
Jun-long QIAN, Wen-sheng NIU, Shu-yao ZHA, Lu-lu WANG, Xiao-xiao CHEN, Bin ZHOU. A NUMERICAL SIMULATION STUDY ON THE CONTRIBUTION OF POLLUTION TRANSPORT TO PM2.5 IN JIANGSU DURING WINTERTIME[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2019, 35(5): 673-680. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.061
Citation: Jun-long QIAN, Wen-sheng NIU, Shu-yao ZHA, Lu-lu WANG, Xiao-xiao CHEN, Bin ZHOU. A NUMERICAL SIMULATION STUDY ON THE CONTRIBUTION OF POLLUTION TRANSPORT TO PM2.5 IN JIANGSU DURING WINTERTIME[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2019, 35(5): 673-680. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.061

外来输送对江苏冬季PM2.5贡献的数值模拟研究

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.061
基金项目: 

国家重点研发计划资助 2016YFC0201903

国家重点研发计划资助 2016YFC0203303

国家自然科学基金重点项目 91544231

详细信息
    通讯作者:

    钱俊龙,男,江苏省人,工程师,从事大气物理与大气环境方面研究。E-mail: qianjunlong@163.com

  • 中图分类号: X16

A NUMERICAL SIMULATION STUDY ON THE CONTRIBUTION OF POLLUTION TRANSPORT TO PM2.5 IN JIANGSU DURING WINTERTIME

  • 摘要: 利用WRF-Chem模式对2016年12月中下旬的两次重污染过程进行模拟,定量研究外来污染输送对江苏省PM2.5的污染贡献。15—17日和22—23日两次过程都存在明显的上游污染输送特征:宿迁、扬州、无锡(自西北向东南)的PM2.5浓度先后出现峰值,峰值均出现在西北风场中,当风向转为偏北风时峰值逐渐减弱。第二次过程中地面风力更大,高空形势更有利于远距离输送,高值区范围强度明显强于第一次,重度污染层厚度达到900~1 500 m,且持续时间较长。第一次过程中江苏省内排放源贡献率为23%~79%(第二次为5%~32%),苏南仍以本地排放源污染为主,苏北外来输送贡献率超过50%。第二次过程中宿迁、扬州、无锡的PM2.5外来输送贡献分别为105.9 μg/m3、83.1 μg/m3、64.8 μg/m3(第一次为40.2 μg/m3、20.9 μg/m3、11.1 μg/m3),山东省和京津冀地区排放源是主要污染输送来源,二者贡献之和在44%~70%。两次过程中,外来输送贡献均是自北向南递减,山东省贡献率高于京津冀地区,而其余周边省份的贡献率相对较低;安徽省对江苏西部城市的贡献率较高。

     

  • 图  1  WRF-chem模拟范围

    图  2  两次过程中高空和地面形势场

    a. 15日08时500 hPa高度+850 hPa风;b. 22日08时500 hPa高度+850 hPa风;c. 17日08时海平面气压+1 000 hPa风;d. 22日08时海平面气压+1 000 hPa风。

    图  3  模拟观测检验

    a.江苏省13市;b.无锡;c.扬州;d.宿迁。

    图  4  过程1中宿迁(a)、扬州(b)、无锡(c),过程2中宿迁(d)、扬州(e)、无锡(f)PM2.5浓度叠加风场的垂直剖面图

    图  5  过程1(a)和过程2(b)中不同省份排放源对江苏省PM2.5浓度贡献率    单位:%。

    图  6  15日(a)和22日(b)外来输送PM2.5随时间变化

    图  7  两次过程中京津冀地区和山东省排放源贡献率    单位:%。

    a. 15日京津冀地区排放源贡献率;b. 22日京津冀地区排放源贡献率;c. 15日山东省排放源贡献率;d. 22日山东省排放源贡献率。

    表  1  WRF-Chem参数化方案

    参数化方案 所选方案名称
    傲物理过程方案 Lin等方案
    长波辐射方案 RRTM方案
    短波辐射方案 Goddard短波方案
    近地层方案 Monin-Obukhov方案
    陆面过程方案 Noah陆面过程方案
    边界层方案 YSU方案
    枳云参数化方案 Grcll-3D方案
    下载: 导出CSV

    表  2  两次过程中各省排放源对江苏各市PM2.5贡献量    单位:μg/m3

    城市 江苏省
    过程1/过程2
    京津冀
    过程1/过程2
    山东省
    过程1/过程2
    山西省
    过程1/过程2
    河南省
    过程1/过程2
    安徽省
    过程1/过程2
    其他
    过程1/过程2
    南京 57/18 17/18 12/29 4/7 4/5 19/14 9/31
    无锡 85/38 10/11 9/30 1/5 1/2 1/4 5/28
    徐州 34/20 15/25 26/41 1/4 8/3 24/3 5/24
    常州 75/32 12/13 10/32 1/5 1/2 1/4 6/27
    苏州 88/40 9810 8/30 1/5 1/2 1/4 4/29
    南通 39/19 8823 12/28 1/4 1/1 1/1 7/21
    连云港 15/4 15/22 29/29 1/2 1/1 1/1 5/24
    淮安 51/22 15/27 24/26 2/4 2/1 1/1 6/21
    盐城 29/14 12/23 14/32 1/3 1/1 1/1 6/25
    扬州 31/13 14/19 11/33 2/5 2/2 4/4 7/21
    镇江 52820 14818 11/32 1/6 2/2 3/4 8/24
    泰州 43/18 12/23 12/30 1/4 1/1 1/1 6/22
    宿迁 27/15 15/24 29/43 3/3 3/1 6/1 6/25
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-10-15
  • 修回日期:  2019-04-28
  • 刊出日期:  2019-10-01

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