一次雾霾过程的观测分析及气溶胶辐射效应的数值模拟研究

来源 :南京信息工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangsh1967
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本文针对2013年12月7日-9日在华东地区发生的一次重雾霾过程,分析了此次事件发生的天气形势、宏微物理结构、边界层内气象要素的演变、地面污染气体浓度的变化以及雾滴谱的爆发性拓宽,利用WRF-Chem进行了这次雾霾事件的模拟,通过3个不同气溶胶设置的试验区分气溶胶不同辐射效应对气象场和大气质量等的影响。结果表明:根据相对湿度、能见度的地面要素数据,把这次雾霾过程分成霾、第一次雾霾共存过程、雾及第二次雾霾共存过程四个阶段,各阶段气象要素、微物理特征量大幅改变,污染气体由于其产生和化学反应的不同有着不同的日变化;在本次雾霾过程中发生了两次雾滴谱的爆发性拓宽;在本次雾霾过程中,气溶胶直接、半直接辐射效应使得污染地区短波辐射减少、2m温度下降、大气边界层高度降低,10m风速影响微弱;气溶胶总辐射效应使得污染地区上述气象参数进一步减小,风速降低,边界层更加稳定,不利于水汽与污染物的扩散,空气污染进一步加重,雾结构进一步稳定;气溶胶直接、半直接辐射效应使得污染地区PM2.5浓度增加、消光系数增加、NOx浓度增加,O3浓度减少;间接辐射效应使得PM2.5浓度和消光系数进一步增加,NOx、O3浓度减少;气溶胶间接效应使得雾区雾滴数浓度以及液水含量大大增加;气溶胶直接、半直接效应和气溶胶总辐射效应在雾霾期间使得10m高度平均风速分别降低了0.37m/s和0.52m/s,2m高度平均温度分别降低了0.646℃和0.935℃,地表相对湿度分上升了1.92%和9.75%;从雾霾的发展来看,气溶胶直接、半直接效应和气溶胶总辐射效应均使南京地区近地层大气层结更加稳定,湿度增加,利于雾的发生,使雾的持续时间增长,污染加重。
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