中国环境科学

作者：高兴艾, 裴坤宁, 王淑敏, 闫世明, 王雁, 蒋云盛

单位：山西省气象科学研究所, 山西 太原 030002

关键词：轨迹聚类,输送通道,颗粒物,轨迹停留时间分析法(RTA),轨迹密度分析法(TDA)

基金：国家重点研发计划(2019YFC1510304);山西省自然科学基金资助项目(201601D011084,201901D111465);山西省气象局重点项目(SXKZDDQ20185105);山西省气象局面上项目(SXKMSDQ20185122)

基于汾渭平原吕梁市2017~2019年颗粒物浓度监测数据和地面气象观测数据,利用后向轨迹聚类分析法以及潜在源贡献函数(PSCF)等方法研究了吕梁市冬季PM10和PM2.5大气污染特征及其潜在源区,最后结合轨迹密度分析法(TDA)、轨迹停留时间分析法(RTA)对轨迹聚类分析得到污染输送通道进行补充分类,并分析了不同输送通道的输送特征.研究发现,吕梁市2017~2019年颗粒物年均浓度逐年下降,其中PM10下降了28μg/m3,PM2.5下降了17μg/m3,冬季下降幅度最大.3a冬季风向风速和浓度的统计分析表明吕梁市颗粒物浓度受东北和西南风影响最为显著,其原因是受当地三川河河谷地形的影响.影响吕梁市PM10污染的潜在源区主要位于西南方向,PM2.5污染的潜在源区主要分布在西南、东和东南方向,颗粒物污染输送通道可概括为:西北、西南和偏东(东+东南)通道.西北通道气流移动速度快,途经新疆、内蒙、甘肃和陕西北部等区域;西南通道气流移动速度慢,主要途经陕西中南部渭河平原等污染严重的区域;偏东通道的气流移动速度慢,气流先沿太行山东麓南下,在经过太行山的横断山谷(太行陉、井陉等)时转向进入山西.PM10污染时西北通道贡献最大,偏东通道贡献最小,且两个通道下绝大多数发生的均是轻度污染,占比都在90%左右;PM2.5污染时三类通道下发生轻度污染的比重较PM10均下降,西南和偏东通道下发生中度污染以上的比重在50%左右,且西南和偏东通道途经的区域恰好是PSCF计算得到的潜在源区位置,说明了西南和偏东气流容易将细颗粒物输送至吕梁.WRF (天气预报模式)的风场模拟较为直观的解释了三类污染输送通道,且复杂地形是形成污染输送通道的一个重要因素.西北和西南污染输送通道主要受吕梁山脉的影响,偏东污染输送通道主要受太行山及其横谷的影响.

来源：2022年第7期

《中国环境科学》期刊编辑部

查看中国环境科学杂志2022年第7期