上海市空气质量状况及重空气污染事件数值模拟研究

摘要

本文从观测资料分析和数值模拟研究两个方面研究了上海市2001至2004年空气质量状况的月、季变化特征及其与气象因子之间的关系、在冬季典型天气形势条件下的空气污染物演变规律和北方沙尘暴输送对上海市空气质量的影响。得到了一些有意义的结果。论文主要包括三部分：　　第一部分利用2001～2004年PM10,SO2，NO2三种空气污染物的监测资料、NCEP2.5°×2.5°的再分析资料和2001年～2004年上海市常规气象观测站的风场、地面气压和温度资料进行分析，结果表明：上海市在冬季污染最严重，春季受北方沙尘暴影响明显，空气质量最差的月份为1、3、11和12月；NO2和PM10的相关系数较高，说明机动车排放已经成为影响上海市空气质量的重要因子；各污染物浓度月变化与风速、温度、地面气压的月变化关系密切；造成上海市发生连续多天空气污染事件的典型天气形势主要有大陆冷高压、入海高压、北方强气旋三种。　　第二部分利用嵌套网格空气质量模式系统(NAQPMS)对上海市2004年11月17～21日发生的一次典型空气污染事件进行数值模拟研究。模拟结果表明，造成这次连续多天高空气污染浓度事件的原因主要是：上海市及其周边地区受高压控制，风速较小，大气层结稳定，局地排放的污染物不断累积，从而形成空气污染。通过进行增大风速和减小排放源的敏感度试验发现，气象条件是造成这次空气污染事件的最主要因子，风速的模拟在模式系统中敏感性更高。　　第三部分利用NAQPMS模式系统，采用四重嵌套方案，成功地模拟了2002年3月22日上海市出现的一次重空气污染事件。并结合观测数据证明和解释了这次重空气污染事件的发生主要是由于蒙古西部爆发的沙尘暴，随着蒙古气旋发展移动，输送到上海，使得上海市本地的颗粒物浓度达到严重污染状况，它的浓度迅速下降则是由于局地的降雨冲刷清除所致。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1问题的提出

1.2国外空气污染模式研究进展

1.3国内空气污染模式研究进展

1.4本论文研究的目的和内容

1.5本论文的特色与创新点

第二章上海市2001～2004年空气质量状况及其与气象条件之间的关系分析

摘要

2.1引言

2.2上海市2001～2004年空气质量状况分析

2.3各污染物间相关关系分析

2.4上海市空气质量状况与气象要素月变化之间的关系

2.5上海市空气质量状况与风场季节变化的关系

2.6典型天气形势对上海市空气质量状况的影响

2.7本章小结

第三章嵌套网格空气质量预报模式系统介绍

3.1模式系统框架

3.2空气质量模式的方程

3.3平流输送与扩散过程

3.4干沉降过程

3.5湿清除过程

3.6气相化学过程

3.7液相化学过程

3.8气溶胶物理化学过程

第四章嵌套网格空气质量预报模式系统在上海的应用

4.1预报系统的设置

4.2模式预报结果分析

4.3本章小结

第五章上海市一次重空气污染事件的数值模拟分析

摘要

5.1引言

5.2模拟试验设计

5.3模拟结果分析

5.4敏感性试验

5.5本章小结

第六章一次沙尘暴输送过程对上海市空气质量状况的影响数值模拟分析

摘要

6.1引言

6.2个例背景分析

6.3模拟结果分析

6.7本章小结

第七章结论与展望

7.1结论

7.2未来研究问题展望

参考文献

附录

致谢

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