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《中山大学》 2006年
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珠江三角洲气溶胶污染的机理分析及数值模拟研究

冯业荣  
【摘要】: 本论文主要从事了五个方面的研究工作。一、将CMAQ/MM5/SMOKE空气质量模式成功地移植到华南地区,并进行了本地化,使其成为研究空气污染物形成、迁移、扩散、转化和清除的一个科学工具;二、对华南地区各类排放源进行了较全面的估算,形成了可运用于空气质量数值模式的网格排放数据;三、对珠江三角洲热带气旋产生的灰霾天气进行了分析,揭示了热带气旋与灰霾之间的统计关系;四、对强热带风暴“茉莉”引起的珠江三角洲极端灰霾事件进行了数值模拟,揭示了热带气旋对灰霾天气的作用及其影响机理;五、对污染物扩散方程各项的作用进行了过程分析计算,揭示不同的过程对气溶胶组分浓度变化的作用。 主要取得了以下几项研究成果: 一、SMOKE/CMAQ/MM5空气质量数值模式系统是一个十分复杂的数值模式系统,它集中了排放源处理、中尺度气象模式和化学传输模式,各个系统间相互依赖,相互反馈,移植和运行相当复杂。首次成功地将该模式系统在华南本地化,并成功地用于研究和预报珠江三角洲灰霾。 二、首次通过SMOKE模式估算了华南地区点源、面源、生物源和机动车排放源,得到了用于珠江三角洲空气质量数值模拟和预报的源排放数据,排放源的分辨率较高,考虑的排放源比较全面,为开展珠江三角洲空气质量预报提供了重要的基础条件。 三、统计分析发现,热带气旋能够造成珠江三角洲一定数量的灰霾天气,但占灰霾总日数的比例不大。造成珠江三角洲灰霾天气的热带气旋主要以夏秋季的热带气旋为主,这些热带气旋的路径多数在菲律宾东部洋面转向。巴士海峡和南海东北部附近区域活动的热带气旋容易导致珠江三角洲的高PM10浓度。 四、通过强热带风暴“茉莉”数值模拟发现,热带气旋通过热力和动力过程造成珠江三角洲严重灰霾天气。茉莉活动期间,珠江三角洲低层为高压脊控制,低空气流辐散明显,而在高空则存在明显的气流辐合,导致系统性下沉运动控制珠江三角洲。随着茉莉逐渐靠近,热带气旋中心上升运动所强迫的外围下沉作用进一步加强了珠江三角洲的下沉运动。下沉运动的动力作用直接降低了珠江三角洲行星边界层的高度,使地面气流停滞,抑制了气溶胶颗粒的扩散和输送;下沉气流在对流层低层产生明显的绝热增温和干燥效应,日增温幅度达2-4℃,大气对流层低层变得非常干燥,导致大气静力稳定度明显增大,如同一个干暖的盖子,把珠江三角洲边界层空气罩着,使得珠江三角洲局地源排放的颗粒物不断积聚,形成地面高PM10浓度。热带气旋导致天晴无雨,一方面气溶胶不能靠降水清除;另一方面,白天光化反应加强有利于光化学烟雾产生和二次气溶胶形成。热带气旋影响期间,夜间地表辐射加强,加上高空的下沉增温,使得边界层逆温强度明显增大,导致夜间气溶胶浓度显著增加。 五、气溶胶浓度变化过程分析发现二次气溶胶浓度的变化趋势与PM10浓度一致,说明强热带风暴“茉莉”对二次气溶胶的形成也有重要作用。次生有机碳气溶胶、硝酸盐和铵盐均在夜间出现浓度峰值,与地面湿度峰值比较一致,说明水汽条件在气粒转化中有重要作用。研究发现,不同的气溶胶组分,影响其浓度变化的过程是不同的。但大体上,垂直扩散、水平输送和气粒转化是主要过程,说明大气层结、大尺度运动和气溶胶形成过程是影响气溶胶浓度变化的重要因素。
【学位授予单位】:中山大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:X513

知网文化
【引证文献】
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【同被引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前7条
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8 ;海南省防汛防风防旱总指挥部关于印发海南省防风防洪预案实施细则的通知[J];海南政报;2003年18期
9 李崇银;南亚夏季风槽脊和热带气旋的活动与移动性CISK波[J];中国科学B辑;1985年07期
10 戴文远,林金和,林伟龙;福建沿海坡地果园热带气旋成灾分析及减灾对策——以漳浦县为例[J];福建师范大学学报(自然科学版);2001年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 顾申宜;张慧;解晓静;刘阳;叶向顶;;海南井水位对热带气旋响应特征的分析[A];中国地震学会第14次学术大会专题[C];2012年
2 吴如松;;及时分析气象,化解航行风险[A];气象海洋环境与船舶航行安全论文集[C];2010年
3 戴秦如;陈宏义;;温台沿海登陆型热带气旋极大风速时空分布初探[A];第28届中国气象学会年会——S12热带气旋[C];2011年
4 王祥涛;高超;;船用西北太平洋热带气旋显示系统[A];2004防止船舶行事故新经验新技术学术研讨会论文集(下册)[C];2004年
5 朱福海;;海上防台避台的方法及对策[A];1995-2009航海技术论文选集(第1集)[C];2010年
6 张永宁;曾振球;;东北太平洋热带气旋活动规律分析[A];2002海洋船舶防台论文集[C];2002年
7 何小娟;徐一晖;林佩玲;郭兴业;;两个相似路径热带气旋环流特征的对比分析[A];2008年广西气象学会学术年会论文集[C];2008年
8 应明;吕建华;徐明;杨秋珍;;热带气旋相对能量盈亏及其时空分布特征[A];推进气象科技创新加快气象事业发展——中国气象学会2004年年会论文集(下册)[C];2004年
9 李晓丽;;厄尔尼诺事件与东海气旋及热带气旋活动关系浅析[A];新世纪气象科技创新与大气科学发展——中国气象学会2003年年会“热带气旋和季风”分会论文集[C];2003年
10 陈芳丽;崔少萍;;登陆粤东的0904号热带风暴“浪卡”和0906号台风“莫拉菲”的对比分析[A];第27届中国气象学会年会灾害天气研究与预报分会场论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报特约记者 张新岗;珠江三角洲地区FPD产业布局[N];电子资讯时报;2005年
2 记者 郭起豪 孙楠 张倩;三个热带气旋共同影响我国并不多见[N];中国气象报;2010年
3 本报记者 姚小敏;迟来的“热带气旋”[N];人民日报海外版;2010年
4 记者 刘绍翔;三个热带气旋接踵逼近我市[N];台州日报;2010年
5 记者 李伟;粤琼台闽成秋季热带气旋最爱登陆点 浙江最受影响[N];中国气象报;2011年
6 通讯员 胡玉蓉 陈世清;海南精细化预报与热带气旋预报研究通过验收[N];中国气象报;2011年
7 ;热带气旋分级[N];中国气象报;2011年
8 王乃仙;热带气旋的编号和命名[N];光明日报;2004年
9 ;如何给热带气旋命名[N];中国气象报;2000年
10 记者 卢志民;今年或有多个热带气旋影响粤西[N];湛江日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冯业荣;珠江三角洲气溶胶污染的机理分析及数值模拟研究[D];中山大学;2006年
2 杨宇星;热带气旋全球模态及西北太平洋频发区热带气旋变化特征研究[D];中国海洋大学;2010年
3 周洋;ENSO背景下西北太平洋热带气旋强度模拟研究[D];南京大学;2011年
4 胡邦辉;西北太平洋热带气旋气候特征及风场计算研究[D];南京大学;2011年
5 李青青;热带气旋内外雨带结构、外雨带生成和准周期活动[D];中国气象科学研究院;2013年
6 郭秀红;珠江三角洲地区浅层地下水有机污染研究[D];中国地质大学(北京);2006年
7 张金区;珠江三角洲地区地表热环境的遥感探测及时空演化研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2006年
8 刘玲玲;热带气旋在海洋能量平衡和水团平衡中的作用[D];中国海洋大学;2008年
9 李光军;基于多箱模型的大气二氧化硫分布动态模拟研究[D];天津大学;2004年
10 区毅勇;产业集群中的技术扩散研究[D];华南理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈新年;珠江三角洲民营企业文化建设研究[D];广东工业大学;2006年
2 陈坚雄;珠江三角洲水文监测站网优化与系统整体规划研究[D];武汉大学;2004年
3 周炳林;城市化动力机制的微观计量分析[D];清华大学;2005年
4 刘昉;试论珠江三角洲地区的夏商周时期文化[D];郑州大学;2006年
5 傅方煜;珠江三角洲村镇住区环境艺术设计研究[D];华中科技大学;2006年
6 付伟云;孙中山与广东农民运动[D];广东省社会科学院;2007年
7 狄效斌;珠江三角洲地区地下水防污性能研究[D];中国地质科学院;2008年
8 谭颖青;珠江三角洲地区旅游产业竞争力分析研究[D];华南师范大学;2005年
9 张芳;珠江三角洲地区大气中与全球变化相关的痕量卤代烃的初步研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2006年
10 何桐娟;珠江三角洲中小企业发展的金融支持研究[D];湖南大学;2006年
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