【摘要】：自改革開放以來,隨著工業(yè)化、城市化和現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快,我國社會經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展,這種以能源消耗為主的粗放型經(jīng)濟(jì)增長模式使得大氣污染物的排放量不斷增加,大氣污染問題日益突出。進(jìn)入21世紀(jì)以后,我國的大氣污染由傳統(tǒng)的煤煙型污染轉(zhuǎn)變?yōu)橐訮M_(2.5)和O_3污染為主的區(qū)域復(fù)合型污染,特別是2011年末以來,我國大范圍重霾事件頻發(fā),尤其是在京津冀、長三角、珠三角等經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展區(qū)域。因此,研究大氣中PM_(2.5)的主要來源及其形成過程成為當(dāng)前我國社會經(jīng)濟(jì)及生態(tài)健康可持續(xù)發(fā)展亟待解決的問題。本文主要基于WRF-Chem模式模擬研究京津冀地區(qū)冬季大氣重污染期間家用燃煤排放對空氣質(zhì)量的影響,為京津冀地區(qū)大氣污染防治策略和污染減排措施的制定提供合理的依據(jù)。同時本文還利用WRF-Chem模式模擬研究了關(guān)中地區(qū)秋冬季大氣重污染期間PM_(2.5)污染過程及相關(guān)污染源的相對貢獻(xiàn),為當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門采取大氣污染控制措施提供依據(jù)。本文的研究內(nèi)容主要包括:(1)京津冀地區(qū)冬季大氣重污染期間家用燃煤排放對當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量的影響;(2)關(guān)中地區(qū)秋冬季大氣重污染期間咸陽市渭城區(qū)本地排放及關(guān)中地區(qū)主要污染源對當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量的影響。與觀測數(shù)據(jù)相比,WRF-Chem模式能夠合理地模擬研究時段內(nèi)主要大氣污染物的質(zhì)量濃度的時間變化和空間分布以及氣溶膠組分的質(zhì)量濃度的時間變化。通過WRF-Chem模式的敏感性試驗分析得到的主要結(jié)果如下:(1)基于WRF-Chem模式模擬研究2014年1月京津冀地區(qū)一次持續(xù)的大氣重污染事件中家用燃煤排放對當(dāng)?shù)卮髿赓|(zhì)量的影響。敏感性試驗結(jié)果表明家用燃煤排放在京津冀地區(qū)霧霾形成過程中起重要作用。模擬期間,京津冀地區(qū)家用燃煤排放對當(dāng)?shù)豍M_(2.5)質(zhì)量濃度的貢獻(xiàn)為23.1%。有機氣溶膠是京津冀地區(qū)家用燃煤排放的PM_(2.5)的主要成分,其貢獻(xiàn)為42.8%,其次是硫酸鹽(17.1%)。當(dāng)在模式模擬中去除京津冀地區(qū)的家用燃煤排放時,北京PM_(2.5)質(zhì)量濃度下降約30%;但是如果僅去除北京本地的家用燃煤排放時,北京PM_(2.5)質(zhì)量濃度下降約18.0%。上述研究結(jié)果表明,在京津冀地區(qū)實施清潔能源替代家用燃煤項目有利于改善當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量。(2)基于WRF-Chem模式模擬研究2016年11、12月關(guān)中地區(qū)兩次大氣重污染事件中咸陽市渭城區(qū)本地排放對當(dāng)?shù)豍M_(2.5)污染水平的貢獻(xiàn)以及關(guān)中地區(qū)主要污染源對咸陽市渭城區(qū)PM_(2.5)污染的影響。敏感性試驗結(jié)果表明:秋冬季重污染期間咸陽市渭城區(qū)的本地排放對當(dāng)?shù)豍M_(2.5)的貢獻(xiàn)約為30%,除去背景貢獻(xiàn),外源輸送對當(dāng)?shù)豍M_(2.5)的貢獻(xiàn)高達(dá)60%。在關(guān)中地區(qū)的主要污染源中,居民源是秋冬季咸陽市渭城區(qū)最主要的PM_(2.5)來源。秋季大氣重污染期間,關(guān)中地區(qū)居民源對渭城區(qū)PM_(2.5)污染水平的貢獻(xiàn)約為37.4%;工業(yè)源和交通源對渭城區(qū)PM_(2.5)的貢獻(xiàn)分別為22.1%和11.2%;電廠源的貢獻(xiàn)僅占2.0%。冬季大氣重污染期間,關(guān)中地區(qū)居民源對咸陽市渭城區(qū)PM_(2.5)濃度的貢獻(xiàn)高達(dá)60.6%;工業(yè)源和交通源對PM_(2.5)濃度的貢獻(xiàn)也不容忽視,分別為15.6%和9.8%;電廠源對PM_(2.5)濃度的貢獻(xiàn)和秋季相當(dāng)。上述研究結(jié)果可以為當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門制定大氣污染防治策略和污染減排措施提供合理的依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X51
【圖文】：

患癌癥的幾率。另外，PM2.5不僅可以通過吸收和散射太陽輻射直接影響氣候變化，也可做為云凝結(jié)核（CCN）或冰核（IN）改變云輻射特性、云微物理過程以及云的壽命等，并通過氣溶膠－云相互作用影響降水及氣候變化（曹軍驥, 2014;Seinfeld and Pandis, 2006）。圖 1.1 顯示了溫室氣體（GHGs）和氣溶膠對地球氣候系統(tǒng)的影響，主要包括溫室氣體－輻射、氣溶膠－輻射和氣溶膠－云相互作用及其反饋過程對地球氣候系統(tǒng)中的狀態(tài)變量（如溫度、濕度和風(fēng)等）的影響（IPCC,2013）。

圖 1.2 京津冀地區(qū)地理位置及模式模擬區(qū)域。圖中紅色圓點代表城市大氣污染物觀測站點，點的大小表示城市觀測站點的數(shù)目，藍(lán)色矩形代表氣溶膠組分的監(jiān)測站點，黑色圓點代表北京、天津和石家莊的氣象觀測站點。Figure 1.2 The location of Beijing-Tianjin-Hebei (BTH) region and the WRF-Chem modelsimulation domain with topography. The filled red circles represent centers of cities with ambientmonitoring sites and the size of the circle denotes the number of ambient monitoring sites of cities.The filled blue rectangle denotes the deployment location of the HR-ToF-AMS in Beijing. Thethree filled black circles represent the location of the meteorological observation stations inBeijing, Tianjin, and Shijiazhuang, respectively.1.3.2 大氣污染狀況改革開放以來，在工業(yè)化和城市化快速發(fā)展的背景下，我國大氣污染物的排放量急劇增加，京津唐地區(qū)作為我國工業(yè)發(fā)展重點區(qū)域，大氣污染物的排放量尤其顯著。夏季華北平原內(nèi)盛行季風(fēng)，氣溫較高，易發(fā)生光化學(xué)污染，本地排放加

圖 1.3 2006 年東亞排放清單中 SO2、NOx、CO 和 NMVOC 的排放量（Zhang 等, 2009）Figure 1.3 The emissions of (a) SO2, (b) NOx, (c) CO, and (d) NMVOC in 2006 Asian emissioinventory (Zhang et al., 2009).

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2761039