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《中国气象科学研究院》 2005年
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北京城市街区PM_(10)时空分布特征的综合观测研究

程兴宏  
【摘要】:本文在BECAPEX强化观测试验和卫星遥感—地面观测变分订正处理技术的基础上研究了北京城郊街区机动车排放污染物PM_(10)的时空分布特征及其变化规律问题。 采用卫星遥感—地面观测的点—面结合综合分析方法,以及城区街道定点和动态监测相结合的技术途径,探讨了城郊街区PM_(10)浓度的空间分布特征以及机动车排放等污染源的影响效应。另外利用点一面结合方法以及AWS观测资料,探讨了大气边界层动力和热力结构以及城市建筑群布局、城市热岛及其强迫引起的城市中尺度次生环流的影响效应。 本文研究结果表明,北京市城郊主干道PM_(10)质量浓度空间分布呈“内环低,外环高;北部低,南部高;东部低,西部高;高速路及国道出入口附近较高”的特征。经地面实测场变分处理后的MODIS光学厚度变分场可以较高分辨率信息描述北京城区和郊区,尤其是远郊区PM_(10)浓度的空间分布特征。北京城区三环内除南三环中东路(高速公路及国道出入口附近)PM_(10)浓度较高外,大部分地区为轻污染区,尤其是三环内古建筑群区以及颐和园、圆明园等绿化园区污染较轻,属于PM_(10)浓度低值区;北京城区三环外及近郊区PM_(10)浓度高值区沿环路分布,其中北京西南部、东南部和东北部污染较严重。高速公路及国道与环路出入口接洽处PM_(10)浓度较高,并且南面各高速公路和国道出入口PM_(10)浓度高值区较北面多,PM_(10)浓度高值区与车流量高峰区相对应,表明PM_(10)浓度受机动车流量的影响较大;远郊区房山区东北部、朝阳区东北部及顺义部分地区、海淀区西北部及昌平部分地区、大兴区北部PM_(10)浓度较高,污染较严重,而门头沟区东北部、房山区东部及大兴区南部PM_(10)浓度较低,污染较轻。 研究结果揭示了城市热岛强弱程度分布特征与城市建筑面积及高层建筑群密度存在的相关关系。分析结果表明城市区域尺度热岛呈多中心非均匀分布特征,即建筑群及中高层楼高密度区热岛效应显著,尤其是海淀、西城及朝阳区(中高层建筑群高密度区)为“强热岛”区,城西北颐和园、圆明园等园林区与古城中轴线区域(低密度区)为相对“弱热岛”区。本文研究结果可为城市发展有关建筑群布局与园林绿化规划提供科学依据。 本文提出了城市次生热岛效应可导致局地次生尺度环流结构,形成区域性辐合或辐散结构。“强热岛”区对应于热岛次生环流辐合区;“弱热岛”区伴随着城市次生环流辐散结构,且上述城区强弱热岛区、城市次生环流辐合和辐散区位置相对稳定。
【学位授予单位】:中国气象科学研究院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:X16

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