收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于OMI卫星数据和数值模拟的中国大气SO_2浓度监测与排放量估算

姜杰  
【摘要】:二氧化硫(Sulfur dioxide, SO2)作为大气中一种重要的痕量气体,是大气污染的主要成分之一,对大气环境和人体健康造成非常严重的影响。随着改革开放以来社会经济迅速发展,我国SO2排放量不断增加,至2005年全国S02排放总量为2549万吨,比2000年增加了约27%,总量居世界第一。为此,国家把SO2作为“十一五”期间大气污染减排的唯一约束性指标:至2010年S02排放比2005年减少10%。 本文通过2005~2010年臭氧监测仪(OMI)卫星遥感数据分析我国大气S02时空分布特征,采用中尺度气象模式(WRF)和通用多尺度空气质量模式(CMAQ)对大气802进行模拟,分析了各地SO2的源汇关系,并提出基于遥感数据的S02排放量估算方法,以期为国家S02减排及污染控制提供理论依据和方法参考。 本文主要研究工作和成果如下: (1) OMI/SO2数据获取与处理。对2005~2010年的OMI PBL SO2数据,剔除了太阳天顶角比较高,云量大的数据,通过大气质量因子(AMF)对SO2数据重新校正,计算出中国地区不同月份的大气S02平均浓度。通过与东亚酸沉降监测网(EANET)中国站点SO2浓度数据和重点城市空气污染指数(API)转换的浓度数据对比,卫星数据与地面监测数据具有一致的季节变化趋势和较好的相关性。 (2)基于OMI数据分析中国大气S02浓度时空分布特征。由卫星数据分析,中国大气SO2分布具有明显的时空变化特征。空间分布上,全国SO2柱含量分布不均匀,东西部地区反差很大,东部地区的浓度明显高于西部地区,其中山西、河北、山东三省交界区域SO2浓度最高。季节变化上,东部地区季节变化明显,夏季浓度最低,冬季浓度最高;而西部地区季节变化幅度不大,但其变化趋势与东部地区相反,表现为夏季浓度高,冬季浓度比较低。年度变化上,呈现明显的波动性,2007年浓度最高,2009年又降至最低,而2010年浓度又开始回升。通过SO2浓度与能源消耗量的相关性分析知,SO2浓度与煤炭的消耗量相关性最好,说明大气中SO2主要来源于煤炭燃烧排放。 (3)中国大气SO2数值模拟分析。以INTEX-B资料为大气质量模拟所需的排放方案,采用WRF与CMAQ模型对中国地区不同季节的大气SO2浓度进行了模拟。模拟结果的空间分布和季节变化与卫星监测结果类似,冬季是一年中SO2浓度最高的季节,空间分布上东部地区明显高于西北地区。模拟显示不同地区SO2浓度的日变化不同,各地垂直变化主要表现为SO2主要分布在800hPa以下。S02沉降主要集中于S02高排放区域,季节分布上秋冬季节S02沉降量大,且主要分布于中国的中东部地区。 (4)中国大气S02浓度及沉降的源汇分析。提出四种模拟方案进行各地S02浓度及沉降量源汇分析。对比四种模拟方案,100RM_S方案相关性及误差都要优于其它方案,其误差分布表现为模拟区域的周边地区误差比较大,而中国的大部分地区,特别是SO2浓度比较高的中东部地区误差在3%以内。采用100RM_S方案计算了各区域及分省SO2浓度及沉降量的源汇关系。区域上中部地区对周边影响最大,西南区则主要受自身排放影响;河北、山西等省份对周边地区影响比较大,而北京、天津等地受周边省份影响大;1月源汇明显,而7月则自身排放影响占主导:SO2浓度的源汇明显,而SO2沉降则受自身排放影响比重大。 (5)基于卫星数据的SO2排放量估算。通过分析大气中SO2的收支平衡方程,提出了基于线性比例和基于源汇关系的SO2排放量估算方法。分别以CMAQ模拟的1月、4月、7月和10月S02浓度和各地S02源汇关系以及OMI卫星观测浓度值,估算出中东部地区12省市的SO2排放量。由于排放因子等不确定性因素的影响,各种以统计数据估算的SO2排放量之间差异较大。而基于卫星观测的S02数据,结合CMAQ模型,自上而下的进行S02排放量的估算,避免了地面不确定性因素影响,将是对传统排放系数法估算有效的补充与提高。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 孙建华;洗油大气污染物排放量估算方法的研究[J];华东冶金学院学报;1995年03期
2 肖红伟;肖化云;唐从国;刘学炎;刘丛强;林碧娜;;贵阳地区氨排放量估算[J];地球与环境;2010年01期
3 韩凤朋;郑纪勇;王云强;张兴昌;;黄河支流非点源污染物(N、P)排放量的估算[J];环境科学学报;2006年11期
4 秦俊法;李增禧;楼蔓藤;;2001—2005中国各省(市)燃煤大气铅排放量估算[J];广东微量元素科学;2010年05期
5 周凯;雷泽勇;王智芳;史杰;彭兴芝;;河南省畜禽养殖粪便年排放量估算[J];中国生态农业学报;2010年05期
6 秦俊法;;中国燃油大气铅排放量估算[J];广东微量元素科学;2010年10期
7 朱鲁生;王玉军;李光德;徐玉新;;中国农业甲烷排放的研究进展[J];环境科学进展;1995年05期
8 陈颖军;姜晓华;支国瑞;冯艳丽;盛国英;傅家谟;;我国民用燃煤的黑碳排放及控制减排[J];中国科学(D辑:地球科学);2009年11期
9 秦俊法;;1953—2005年中国燃煤大气铅排放量估算[J];广东微量元素科学;2010年08期
10 Toufiq A.Siddiqi;罗天祥;;亚洲化石燃料利用所产生的二氧化碳排放:总的看法[J];AMBIO-人类环境杂志;1996年04期
11 王跃启;江洪;张秀英;周国模;余树全;肖钟;;基于OMI卫星遥感数据的中国对流层NO2时空分布[J];环境科学研究;2009年08期
12 王芳;李友宏;赵天成;陈晨;;宁夏CO_2、CH_4、N_2O温室气体排放量估算及减排措施[J];干旱区资源与环境;2008年11期
13 王跃启;江洪;肖钟湧;张秀英;周国模;余树全;;基于OMI数据的中国臭氧总量时空动态信息提取[J];环境科学与技术;2009年06期
14 胡长兴;周劲松;何胜;骆仲泱;岑可法;;我国典型电站燃煤锅炉汞排放量估算[J];热力发电;2010年03期
15 Jukka Sinisalo;Ilkka Savolainen;钱云;;北欧国家人为温室气体历史排放引起的辐射强迫[J];AMBIO-人类环境杂志;1996年03期
16 ;大气污染及其防治[J];环境科学文摘;2005年03期
17 高树婷,张慧琴,杨礼荣,王秋玲;我国温室气体排放量估测初探[J];环境科学研究;1994年06期
18 方翠贞,江研因;甲烷排放通量及上海市排放量估算[J];农村生态环境;1993年S1期
19 王明仕;杨娜娜;朱建明;郑宝山;;中国燃煤砷排放量估算[J];煤炭转化;2008年02期
20 高春雨;王立刚;李虎;邱建军;;区域尺度农田N_2O排放量估算研究进展[J];中国农业科学;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 李天奕;冼桃;傅云飞;;基于OMI探测的全球臭氧气候特征分析[A];2009第五届苏皖两省大气探测、环境遥感与电子技术学术研讨会专辑[C];2009年
2 闫欢欢;陈良富;陶金花;韩冬;苏林;贺宝华;范萌;王中挺;;基于OMI传感器的二氧化硫的反演研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
3 王广民;黄彪;颜培实;;山东郓城县畜禽粪尿排放量估算及风险预测[A];畜牧业环境、生态、安全生产与管理——2010年家畜环境与生态学术研讨会论文集[C];2010年
4 王宏斌;张镭;曹贤洁;张志薇;;利用A-Train卫星资料分析中国北方沙尘气溶胶空间分布的统计特征[A];第28届中国气象学会年会——S8大气成分与天气气候变化的联系[C];2011年
5 吴丰成;谢品华;李昂;司福祺;王杨;刘文清;刘建国;;基于车载DOAS的污染气体排放通量及区域污染气体分布研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
6 胡丹;张巍;童银栋;王学军;;中国县级汞排放清单研究[A];地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典论文摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 姜杰;基于OMI卫星数据和数值模拟的中国大气SO_2浓度监测与排放量估算[D];南京师范大学;2012年
2 高春雨;县域农田N_2O排放量估算及其减排碳贸易案例研究[D];中国农业科学院;2011年
3 胡青松;帕金森病相关蛋白Omi抑制神经炎症发生的研究[D];中国科学技术大学;2012年
4 卢燕宇;基于模型和GIS技术的中国农田化学氮源N_2O直接排放量估计[D];南京农业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 程苗苗;基于OMI数据的浙江省对流层NO_2柱浓度时空动态分布[D];浙江农林大学;2010年
2 李天奕;基于OMI和TOMS的大气臭氧柱总量时空变化的研究[D];中国科学技术大学;2011年
3 王翠萍;广东省主要持久性有机污染物排放状况的初步研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2007年
4 张斌才;大气边界层SO_2空间分布的OMI数据分析[D];西北师范大学;2009年
5 张乐;燃煤过程汞排放测试及汞排放量估算研究[D];浙江大学;2007年
6 张旭;四川省和重庆市农田N_2O排放量估算[D];西南大学;2008年
7 谢雨杉;上海城市大气PAHs排放特征与多介质归趋模拟[D];华东师范大学;2009年
8 郭徵;基于遥感的浙江省大气SO_2时空动态与下垫面关系研究[D];浙江农林大学;2010年
9 代小蓉;集约化猪场NH_3的排放系数研究[D];浙江大学;2010年
10 金敏;闪电产生NOx排放量估算及基于伴随模型的源反演敏感性分析[D];南京信息工程大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 章轲;首份行业二氧化碳排放量估算“榜单”出炉[N];第一财经日报;2010年
2 本报记者夏欣;TCL 继续信息化[N];中国经营报;2002年
3 海边;TCL:成为中国的索尼?[N];计算机世界;2002年
4 孙昭荣;移动通信:微软为谁搭就“舞台”[N];中国计算机报;2002年
5 本报记者 张智江;借资本运营 TCL争当产业老大[N];通信信息报;2002年
6 本报记者 刘东 樊哲高 崔亚超;李东生大写TCL[N];中国电子报;2002年
7 本报记者 林子;上海西门子营造移动新竞争力[N];通信产业报;2002年
8 刘海飒;学术期刊的装帧[N];美术报;2000年
9 本报华盛顿特约撰稿人 李正信;生物信息工业朝阳升起[N];中华工商时报;2001年
10 ;油轮租赁市场前景乐观[N];国际商报;2000年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978