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代武俊 (代武俊.) | 周颖 (周颖.) | 王晓琦 (王晓琦.) | 齐鹏 (齐鹏.)

Abstract:

以京津冀典型输送通道上的河北西南4个城市邯郸、邢台、衡水和沧州为例,分析了 2019~2021年冬季3 a气象条件与PM2.5浓度变化特征,运用潜在源贡献分析(PSCF)和浓度权重分析(CWT)识别了研究期内4个城市PM2.5输送特征,基于气象-空气质量模型(WRF-CMAQ)传输矩阵法和传输通量法量化评估了邯郸、邢台、衡水和沧州与周边地区之间的PM2.5传输贡献,揭示了 PM2.5传输净通量的垂直分布变化特征,并进一步识别4个城市两条PM2.5污染主要传输路径.结果表明,在研究期间,4个城市PM2.5浓度呈下降趋势,下降比例分别为45.85%、49.45%、42.40%和31.65%;邯郸和邢台潜在源贡献较大的区域主要分布在山西中南部(临汾、长治和晋中)和河南北部(新乡、开封和郑州)以及少部分内蒙古部分地区(PSCF>0.9),衡水和沧州潜在贡献较大的区域主要集中在河北南部(邯郸、石家庄)、山西中部(太原、阳泉)和部分山东地区(PSCF>0.7),CWT结果显示与PSCF类似;研究时段内4个城市冬季PM2.5均呈现本地贡献率(51.11%~62.99%)略高于区域贡献率(37.01%~48.89%)的特征,受水平湍流和垂直扩散等影响,4个城市2020年区域传输影响较其他年份稍高(0.50%~9.52%),而2021年由于PM2.5浓度较低、气象因素影响等原因,区域传输影响较其他年份稍低(-2.15%~-9.52%);邯郸、邢台、衡水和沧州这4个城市3 a冬季与周边区域总流入(流出)通量强度大小均为:2020年>2021年>2019年,对于总净通量而言,4个城市3 a冬季分别为邯郸:0.094、-0.070和0.087 kt·d-1;邢台:0.212、0.395 和 0.544 kt·d-1;衡水:-0.040、-0.228 和 0.185 kt·d-1;沧州:0.062、0.126和 0.128 kt·d-1.在研究期间邯郸、邢台和沧州多作为污染传输受体,而衡水多为传输源体.在0~1 260 m之间,PM2.5净传输通量强度基本随着高度的升高而增大,不同时期不同城市最大净通量不同,邯郸最大净通量位于252~1 261 m,邢台最大净通量位于817m,衡水最大净通量位于252~817 m,沧州最大净通量位于252~359 m;分析4个城市传输特征发现存在两条主要PM2.5传输方向,即西北-东南方向(山西→邯郸→河南、山东;石家庄→邢台→邯郸、山东;保定→沧州→山东)以及西南-东北方向(山西→邢台→衡水→沧州→渤海湾).

Keyword:

气象-空气质量模型(WRF-CMAQ) 传输贡献 潜在源贡献分析法(PSCF) PM2.5 传输通量 浓度权重分析法(CWT)

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  • [ 1 ] [代武俊]北京工业大学
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  • [ 3 ] [周颖]北京工业大学
  • [ 4 ] [齐鹏]北京工业大学

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Source :

环境科学

ISSN: 0250-3301

Year: 2024

Issue: 1

Volume: 45

Page: 23-35

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