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大气气溶胶和雾霾的形成机制-以上海市为例

时间:2023-09-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:大气中的颗粒物及其气态前体物,是霾的主要贡献者。霾的形成与大气污染和天气条件紧密相关。由于工业和生活污染物的高强度排放,以及高湿度等气象条件的影响,能见度的降低已经成为上海城市环境所面临的重要问题[12,14]。本章分析2004—2008年的上海市能见度和霾出现频率的年际变化,对比主要污染物的频率分布模态的年际变化,阐述大气气溶胶化学组分的变化趋势,揭示能见度恶化与气溶胶组分的关系。

大气气溶胶和雾霾的形成机制-以上海市为例

霾是能见度严重降低所引起的天气现象。一般界定霾为能见度在10 km以下的低能见度天气。大气中的颗粒物及其气态前体物,是霾的主要贡献者。霾的形成与大气污染和天气条件紧密相关。总体来说,霾的形成过程主要源于大量人为排放的一次颗粒物和气-粒转化过程中产生的二次气溶胶。雾霾天因其对能见度、公众健康以及全球气候的可能影响,而引起人们广泛关注[1-3]。在过去数十年中,为了减少排放,改善能见度,做了种种努力。美国和欧洲的城市地区在20世纪80年代后期,得益于污染物的减排,能见度得到明显改善。1980—1995年间,美国霾的减少趋势与PM 2.5和S的排放减少相一致[4]。欧洲的研究也同样发现,在过去30年间,低能见度天的出现频率大幅度地下降了50%,且与SO 2排放在空间分布和时间变化的趋势上均呈现正相关[5]

基于SeaWiFS[1]从1998年1月至2010年12月长期观测的气溶胶光学厚度(AOD),不管是在全球尺度还是在区域尺度上,除主要受沙尘影响的阿拉伯半岛外,中国的3个区域(即华北、华南和东部地区)的气溶胶AOD增加的趋势最为显著。随着城市化进程的加速和机动车的激增,近年来中国已产生大范围的霾区域,从珠江三角洲、长江三角洲、京津地区和四川盆地,向中国中西部的城市广泛蔓延[6]。中国的地面站观测显示,短波辐射在1971—2000年间持续下降,其中中国中部和东部沿海区域的下降趋势最大[7]。中国的水平能见度在1981—2005年间显著下降[8]。大多数城市包括北京[9]、济南[10]、广州[11]上海[12]等的PM 2.5浓度与能见度,具有显著的负相关。(www.xing528.com)

上海位于长江三角洲的东端,位于世界上最大的大都市圈。上海市的GDP(国内生产总值)在10年间(1996—2006年)增长了5倍,汽车数量从47万辆提高到253万辆[13]。由于工业和生活污染物的高强度排放,以及高湿度等气象条件的影响,能见度的降低已经成为上海城市环境所面临的重要问题[12,14]。在过去10年特别是“十一五”规划期间,中国强调了SO 2的减排。上海市政府具体筹办了2010年世博会,制定了各种措施来减少大气污染物的排放。本章分析2004—2008年的上海市能见度和霾出现频率的年际变化,对比主要污染物(即SO 2、NO 2和PM 10)的频率分布模态的年际变化,阐述大气气溶胶化学组分的变化趋势,揭示能见度恶化与气溶胶组分的关系。

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