常规高空探测资料在华南大气扩散能力区划与研究中的应用.pdfVIP

常规高空探测资料在华南大气扩散能力区划研究中的应用 肖娴；范绍佳 （中山大学，大气科学系） 摘要：利用 2002 年—2012 年华南地区六个代表站点逐日高空探测资料和相应时段的地面逐 日气象资料，研究了不同站点大气通风扩散能力和空气自洁能力的变化特征以及异同。研究 了常规高空探测资料在大气扩散能力研究和区划中的适用性。结果发现通风扩散能力干湿季 变化明显，以沿海三地（福州、海口和香港）以及清远四个站点通风能力较好。空气自洁能 力以福州较差而海口香港相对较好。南宁大气扩散清洁能力有变好的趋势；而福州、清远、 海口三地有变差的趋势。不同区域受不同天气形势影响不同。总体而言，福州通风能力强而 清除作用稍弱。梧州与南宁两地通风扩散能力与空气自洁能力中等。而香港与海口两地风速 大且降雨多，通风扩散自洁能力较强。受特殊地理位置的影响，清远较为接近香港与海口。 关键字：探空资料；通风能力；空气自洁能力；大气扩散能力区划 引言 21世纪的今天，大气环境的规划以及大气污染的防范与治理已成为了当今人 类所面临的重大问题之一。近年来，我国的空气质量现状面临着巨大的压力，很 多城市不断出现重大空气污染事件。为了防治空气污染事件，优化空气质量，建 设美丽中国，国务院已经颁布了《大气污染防治行动计划》,环保局启动了《清 洁空气研究计划》,中国气象局于成立了京津冀环境气象预报预警中心。2014年1 月环保部与31个省（区、市）签署了《大气污染防治目标责任书》；政府已经启 动了相应的政策与项目，力求从根本上了解大气污染，控制与治理大气污染。 如果能了解我国各个地方的大气扩散、输送、稀释和自净能力等现状，就能 充分利用不同地方环境资源；预防和减轻大气污染，对今后我国工业生产、经济 发展等布局有重要的参考和指导意义。 1.资料和方法 1.1 研究资料 本文研究所用到的资料主要包括：2002—2012 年我国国际交换站的逐日探 空资料和地面气象资料。以及空气质量资料、地面天气图、高空天气图等相关气 象资料等。图1所示为本文研究所选取的华南地区六个代表站点，自西向东包括 福州、香港、清远、海口、梧州、南宁。 图 1 代表站点位置示意图 1.2 研究方法 1）混合层高度。采用干绝热法计算混合层高度。考虑城市的热岛效应，对 每日的最低温度进行适当修订。当温度廓线与日最低温度沿干绝热上升没有交点 时，定义最小混合层高度为0。 2） 通风量。大气通风量的定义是：混合层内垂直于风向上的每单位时间空 气水平输送量。代表混合层内空气的输送速率，直接的说明了大气的扩散稀释能 力[1]。计算公式如下所示： n I UD= U D ∑ i i i 1 其中U 为混合层内的平均风速（m/s），D为混合层高度(m)。U 为每层的平 i 均风速(m/s)，D 为每层厚度(m)，n表示平均混合层高度所在层。3） 空气自洁 i 能力与空气自洁能力等级 参考《空气污染气象条件等级（征求意见稿）》[2],在大气通风扩散能力的 基础上，考虑干、湿清除过程对大气中污染物的清洁作用，利用平流扩散方程简 化得到空气自洁能力，其计算公式为： −3 π −2 A 3.1536=×10 × ⋅V +2.19×10 ×W R× S