基于多源资料天津一次雾-霾过程的边界层特征研究
作者:孟丽红; 刘海玲; 王炜; 蔡子颖; 刘丽丽; 曲平; 郝囝
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为了探索雾霾过程的边界层特征,选择了2019年12月7日至10日天津市典型的严重雾霾过程。利用常规自动气象站数据、环境小时浓度数据、微波辐射计、风廓线雷达、激光雷达气溶胶和WRF-Chem源跟踪方法,对污染过程进行了综合分析。结果表明,雾霾过程可明显分为四个阶段:雾霾产生、雾霾交替、雾霾和雾霾消散。雾霾天气与大气温度层结密切相关。随着逆温的形成,相对湿度和液态水含量的最大增长率分别达到13.44%H-1和0.013 g M-3 H-1,呈现爆炸性增长,相对湿度迅速增加至92%,微波辐射的数据可以更好地预测雾的形成。在雾霾交替阶段,雾天气改变了边界层结构,雾层中的大气处于中性状态,相对有利于污染物在雾区的扩散。PM2.5的高浓度主要发生在边界层400米以下。雾顶的持续倒转抑制了污染物向高层大气的扩散,导致雾区污染物浓度的加剧。地面质量浓度为147-223g/m3,保持中重度污染。雾霾天气与垂直风场具有良好的对应关系。在雾霾交替阶段,有两种有利于雾霾维持的条件:低风速和大风速(西南风带来大量水蒸气)。雾顶逆温上方风速为6~Covett,雾层风速为1~2m/s,雾的存在不利于近地表空气质量的改善。局地源排放和区域输运对雾霾过程的贡献分别为36.1%和63.9%。整个过程表现出明显的区域交通特征。