CALPUFF在重庆市主城区空气质量预报中的初步应用

摘要

重庆市是我国西南地区最大的重工业城市，同时也是我国最年轻的直辖市。随着近年来经济的快速发展，能源消耗增多，机动车保有量持续增长，加之当地煤炭含硫量较高以及特殊的地理、气象条件，造成重庆市的大气污染比较严重。多年的监测数据表明，重庆一直是我国空气污染比较严重的城市之一。严重的空气污染不但威胁到人体健康，反过来还成为制约经济发展的重要障碍。随着环境管理要求越来越高，监管部门不仅需要全面了解空气质量现状和演变规律，更需要准确把握空气质量的未来发展态势，并在空气污染特别严重时及时发布预警，以便达到保护居民身体健康，提高空气质量管理水平目的。
　　 本研究利用2000-2005年6年间重庆主城区内的11个空气质量自动监测点的数据和相关的气象资料，对SO2、NO2和PM10的时空变化规律进行了深入的研究;以大气污染扩散模型软件CALPUFF结合中尺度气象模式MM5开展了空气污染的模拟和预报研究;结合国外的空气污染警报实例以及我国的环境标准和重庆的特殊情况，提出了按API空气污染指数进行分级警报的建议。具体研究内容包括以下三个方面:
　　 (1)通过对2000-2005年空气自动监测数据的分析，SO2、NO2以及PM10的浓度呈现逐年降低的趋势;空气污染的月变化特征显示，主城区的空气污染状况在冬春季较为严重，夏秋季较轻，表现出明显的季节变化特征，这与不同季节气象条件的差异有较大的关系;从空间分布情况来看，主城区中的北碚、渝北两区的空气质量状况较好，渝中、大渡口等核心区的空气质量较差。气象要素与空气污染指数的相关分析表明，风速的增加、降雨量的增大以及气温的上升均能有效的降低空气污染物浓度;而地面气压、相对湿度、云量和稳定度等也会对空气质量产生影响。
　　 (2)构建了CALPUFF结合中尺度气象模式MM5的空气污染预报系统，用于主城区风场和SO2浓度分布场的模拟，模拟准确度能达到70％左右。
　　 (3)以空气污染指数标准(API)中的轻度污染、中度污染和重度污染的分级标准来做为重庆市空气污染一级警报、二级警报和三级警报限值的建议不但容易让公众接受，而且在经济上、公众承受力上都显示出一定的合理性，在实际中可行。

目录

声明

摘要

缩写符号对照表

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 大气扩散与质量模型的研究进展

1．3 空气质量扩散模式的应用

1．4 论文的研究内容

第二章 主城区空气污染特征及其与气象要素的关系

2．1 主城区空气污染源排放特征

2．2 主城区空气污染特征分析

2．3 主城区空气质量和气象要素的关系

2．4 本章小结

第三章 主城区空气污染预报系统构建及初步应用

3．1 引言

3．2 主城区空气污染预报系统结构流程

3．3 预报系统的初步应用

3．4 典型风场模拟分析

3．5 典型SO2浓度场模拟分析

3．6 本章小结

第四章 污染警报限值的设定

4．1 空气污染警报的意义

4．2 空气污染警报的作用

4．3 国内外城市空气污染警报

4．4 重庆市重污染的警报限值

4．5 本章小结

第五章 全文总结及展望

5．1 全文总结

5．2 展望

参考文献

硕士期间科研成果

致谢