南京地区大气灰霾的数值模拟

第29卷第4期

2009年4月

环　境　科　学　学　报　Acta Scientiae Circu m stantiae

Vol .29,No .4Ap r .,2009

基金项目:国家自然科学基金项目(No .40775014);中国科学院大气物理研究所大气边界层物理与大气化学国家重点实验室开放课题

Supported by the Nati onal Natural Science Foundati on of China (No .40775014)and LAPC,I nstitute of A t m os pheric Physics,Chinese Acade my of Sciences

作者简介:胡荣章(1982—),男;3通讯作者(责任作者),E 2mail:liuhn@nju .edu .cn

B i ography:HU Rongzhang (1982—),male;3Correspond i n g author ,E 2mail:liuhn@nju .edu .cn

胡荣章,刘红年,张美根,等.2009.南京地区大气灰霾的数值模拟[J ].环境科学学报,29(4):808-814

Hu R Z,L iu H N,ZhangM G,et al .2009.Si m ulati on of br ownish haze in urban areas of Nanjing[J ].Acta Scientiae Circum stantiae,29(4):808-814

南京地区大气灰霾的数值模拟

胡荣章1

,刘红年

1,2,3

,张美根2,蒋维楣1,张予燕

3

1.南京大学大气科学学院,南京210093

2.中国科学院大气物理研究所大气边界层物理与大气化学国家重点实验室,北京100029

3.南京市环境监测中心站,南京210013

收稿日期:2008207205 修回日期:2008210231 录用日期:2009202226

摘要:从环境角度出发,在化学成分分析的基础上,利用灰霾与能见度的关系,数值模拟了南京地区能见度分布及灰霾天气现象.研究表明:冬

夏两季S O 2-4/NO -3质量比为5.39;风速、

相对湿度、P M 2.5浓度是灰霾天气形成的主要影响因素;能见度模拟结果很好地体现了细粒子成分的污染分布特征,在南京地区,硫酸盐和有机气溶胶是能见度下降最重要的贡献者,其次为黑碳气溶胶.关键词:灰霾;能见度;南京

文章编号:025322468(2009)042808207 中图分类号:X16 文献标识码:A

S im ul a ti on of brown ish haze i n urban area s of Nan ji n g

HU Rongzhang 1

,L IU Hongnian

1,2,3

,ZHANG Meigen 2,J I A NG W eimei 1,ZHANG Yuyan

3

1.School of A t m os phere Science,Nanjing University,Nanjing 210093

PC,I nstitute of A t m os pheric Physics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100029

3.NanjingMunici pal Envir onmentMonit oring Centre Stati on,Nanjing 210013

Rece i ved 5July 2008; rece i ved in revised for m 31Oct ober 2008; accepted 26February 2009

Abstract:Considering the main che m ical components in Nanjing haze,the visibility distributi on and hazy phenomena are si m ulated based on the

relati onshi p bet w een haze and visibility .The results show that:the average mass rati o of S O 2-4/NO -3is 5.39;wind s

peed 、relative hum idity 、and P M 2.5are the main fact ors of haze;the visibility si m ulati on results are in agree ment with the distributi on characteristics of all the maj or components of P M 2.5.Sulfate and organic aer os ol contribute most t o the decrease of visibility in Nanjing,f oll owed by black carbon .Keywords:haze;visibility;Nanjing

1　引言(I ntr oducti on )

近年来,我国北京、广州等大城市灰霾事件频

发,持续性的重污染天气已成为我国城市和地区需要面对的严重问题.南京一年四季都有灰霾,且出现频率极高,霾天已经成为南京典型的城市“气象病”之一.灰霾的形成机理、影响、控制途径及预报预测系统的建立与发展已成为当前大气环境领域的研究热点(童尧青等,2007;白志鹏等,2006;吴兑等,2006),城市灰霾主要表现为细粒子P M 2.5污染增加造成的能见度下降(吴兑等,2007).灰霾引起的能见度下降最小能达200m 以下(W u 等,2005),灰霾引起的能见度下降和雾有本质的差异,目前常

采用最大气象能见度(10km )和相对湿度小于90%为灰霾主要的判定依据(吴兑,2005),也有学者选

择P M 2.5浓度(90μg ・m -3

)作为大气环境领域灰霾的

另一判定标准(刘君峰,2007).灰霾的主要成分是P M 2.5,在产生灰霾现象的P M 2.5各气溶胶成分中,硫酸盐、黑碳、有机碳、硝酸盐等气溶胶起了主要作用,在城市大气可溶性气溶胶中,硫酸盐甚至超过40%(W u,2006).

目前,灰霾及能见度的研究方法主要为观测分析结合模式计算(统计模型、空气质量数值模式).其中能见度及其与颗粒物浓度之间关系的统计分析工作已经开展了一些(宋宇等,2003),并发展了通过观测大气能见度值来推算P M 2.5浓度的技术方