本文關(guān)鍵詞：山東省及周邊地區(qū)霾的氣候特征分析與數(shù)值模擬研究　出處：《南京信息工程大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：近幾十年來,隨著城市化、工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展,山東省及其周邊地區(qū)的大氣污染日益嚴(yán)重。作為中國東部的沿海大省,其北鄰京津冀、南接長三角的重要地理位置也使其成為霾現(xiàn)象研究的重要區(qū)域。本文從霾的氣候統(tǒng)計和數(shù)值模擬方面,綜合分析了山東及周邊地區(qū)霾的特征。首先,為了研究不同霾日判別標(biāo)準(zhǔn)對山東霾日演變的適用性,利用山東全省74個氣象站1980-2013年的地面觀測資料和2013年P(guān)M3.5觀測資料,采用日均值、14時、任意時次、及2010年標(biāo)準(zhǔn)(將PM2.5資料引入)的霾日的判別方法對山東地區(qū)的霾日演變進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明,各標(biāo)準(zhǔn)計算的霾日平均相對濕度閾值均低于71%。制定霾日判別標(biāo)準(zhǔn)時,內(nèi)陸站與沿海站的相對濕度標(biāo)準(zhǔn)可以不同。日均值法是在統(tǒng)計山東長期霾日氣候特征中較適中的方法。其次,采用判別霾的日均值方法,基于山東省80個氣象站53年(1961-2013)的觀測資料分析,利用多種統(tǒng)計方法分析了近53年來山東省霾日季節(jié)性的年際、年代際長期變化及空間分布規(guī)律。結(jié)果表明,山東由上個世紀(jì)明顯的冬季霾高發(fā)的典型季節(jié)性特征演變?yōu)楸臼兰o(jì)模糊的季節(jié)差異,即霾多發(fā)時段隨年際增長逐漸由冬季蔓延至秋季,夏季和春季。山東省霾日年際變化趨勢以夏季增長率最高,大部分地區(qū)的年際增長率都在4.5%·a-1以上,其次是秋季、春季霾日年際變化趨勢,冬季霾日年際變化趨勢普遍增長率最低,且大部分地區(qū)的變化率值為1.5%.a-1以上。山東省霾季節(jié)性特征具有年代際模糊的變異特征。數(shù)值模擬研究方面,首先利用Weather Research and Forecasting/Chemistry (WRF/Chem)空氣質(zhì)量模式模擬研究了山東地區(qū)2月21-26日期間霾過程中PM2.5的濃度,并從模擬結(jié)果評估、分布及演變特征、與氣象條件的關(guān)系等方面分析了PM2.5的模擬特征。結(jié)果表明,山東PM3.5積聚期間多為弱的偏南風(fēng)控制,消散階段受西北風(fēng)控制,當(dāng)京津冀一帶同時存在更為嚴(yán)重的PM2.5污染時,西北冷空氣的平流輸送使得山東部分地區(qū)的PM3.5濃度在完全削弱前又出現(xiàn)了一個高峰值。模擬效果的評估結(jié)果是：魯南最好、然后是半島,魯中、魯西北地區(qū)較差。污染期間山東全省平均PM2.5的模擬濃度為125μg·m-3,伴隨著地面3.0m/s的低風(fēng)速、370m低邊界層高度和70%左右的相對濕度,其中PM2.5的模擬值受邊界層高度的影響最大。邊界層方案對于描述PM3.5白天與夜間的變化存在一定局限性。因此,為了研究邊界層方案對于PM2.5濃度的模擬影響,選取了YSU、MYJ和Boulac三種邊界層方案對同一污染過程中京津冀地區(qū)PM2.5濃度進(jìn)行了模擬。結(jié)果表明,三種邊界層方案對于PM2.5的日際變化趨勢均具有較好的指導(dǎo)意義,霾過程中Boulac、YSU、與MYJ方案的PM3.5區(qū)域模擬平均值分別為174.4μg·m-3,182.4μg·m-3和176.9μg·m-3,差異不超過5%。就各指標(biāo)綜合分析這次污染過程發(fā)現(xiàn),Boulac方案總體來說模擬效果最好,其次是YSU和MYJ方案。模式對于PM2.5濃度日變化的模擬并不如其日際變化效果好。三種邊界層方案對于污染與清潔天氣下湍流擴(kuò)散值區(qū)分度不夠,是造成兩種天氣過程中PM2.5濃度的模擬誤差之一,因此改進(jìn)大氣邊界層方案是提高空氣質(zhì)量模擬和預(yù)報的關(guān)鍵問題之一。
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X513
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本文編號：1332827