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PM2.5是指空气动力学直径小于等于2.5 μm的细颗粒物，其不仅对人体健康及环境有很大的危害，而且是引起城市大气能见度降低的重要原因。因而，近些年来成为环境领域的研究热点。本文利用Models-3/CMAQ第三代空气质量模式系统在杭州市区对二次PM2.5的浓度时空分布进行了数值模拟研究。旨在了解研究区域内(40x36 km)典型日期中二次PM2.5的形成规律，并探讨二次PM2.5的产生与前体物及气象条件的关系，为合理有效地控制城市PM2.5的浓度提供科学依据。
本研究首先采用中尺度气象模式MM5，模拟计算出能满足空气质量模拟的研究区域所需的三维时变气象场(格距1 kmxl km)。同时将前期获取的点源、固定面源的SO2、NOx排放清单、采用IVE模型计算流动线源的SO2、NOx、VOCs、NH3的排放清单转换成IDA格式，其中，流动线源按网格边界截断转换成面源计算。采用SMOKE源排放处理模式系统，对各类源排放污染物进行时间、化学分裂及空间分配，进一步得到CMAQ空气质量模式需要的高时空、高化学分辨率的源排放清单。
在高分辨率的气象场和排放清单的基础上，根据CB-Ⅳ化学机理，采用QSSA法求解由化学反应动力学方程组成的非线性常微分方程组，利用CMAQ光化学模式模拟了杭州市区2007年6月30日0点到7月3日23点二次PM2.5及其各化学组分的三维时变网格浓度分布，并对其地面时空分布和垂直空间分布特征进行了分析。结果表明，杭州市二次PM2.5污染水平较高，且有明显的时空变化规律。二次PM2.5的浓度分布与流动源的位置分布有较好的对应，都呈现出由城市边缘向城市中心推移的递增趋势。二次PM2.5浓度还呈现一定的日变化特征：中午虽然混合层较高，扩散条件较好，但由于光化学反应剧烈，浓度达到最高值；早晨混合层尚未发展，又是交通高峰期，源排放增加，浓度较高；半夜混合层低，又有逆温现象，二次PM2.5也出现了较高浓度值；傍晚混合层充分发展，垂直扩散增加，有利的扩散条件使二次PM2.5达到最低值。在区域平均的地面PM2.5总质量中，有机组分占47.1％，硫酸盐占20.4％，硝酸盐占16.5％，铵盐占16.0％，说明控制VOCs排放可有效降低城市PM2.5浓度。