城市熱島與空氣污染物特性分析及其影響參數(shù)研究.pdf

1、近年來，隨著城市化進(jìn)程的加快，城市環(huán)境污染日益嚴(yán)重。城市空氣污染物可以進(jìn)入人的呼吸系統(tǒng)對人體健康造成負(fù)面健康效應(yīng)，并且影響城市微環(huán)境氣候和能見度。城市熱島效應(yīng)進(jìn)一步造成城市空氣中污染物的累積，并引發(fā)許多疾病。惡劣的城市空氣質(zhì)量不僅影響了人們正常的生活和工作，而且成為城市發(fā)展的制約因素。因此，研究城市環(huán)境問題，對于提高人們的生活質(zhì)量，促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。鑒于此，本文的研究工作主要包括以下幾個(gè)方面:
　　研究分析了長沙市

2、熱島強(qiáng)度的分布規(guī)律，結(jié)果表明:最大小時(shí)熱島強(qiáng)度多發(fā)生在晚間。城市不同區(qū)域點(diǎn)的熱島強(qiáng)度在晚間差異大，白天差異小，但最大熱島強(qiáng)度分布規(guī)律基本一致。風(fēng)速及風(fēng)向?qū)釐u強(qiáng)度大小及空間分布影響顯著。與風(fēng)向平行的區(qū)域，不同地點(diǎn)的熱島強(qiáng)度差值隨風(fēng)速的增大而減少，而與風(fēng)向垂直的區(qū)域，不同地點(diǎn)的熱島強(qiáng)度差值與風(fēng)速的變化無關(guān)。
　　顆粒物濃度的統(tǒng)計(jì)分析及預(yù)測模型研究結(jié)果表明:在寒冷季節(jié)其濃度比暖和季節(jié)濃度高，長沙PM10天平均濃度大多發(fā)生在50μg/m

3、3至150μg/m3之間;春夏季節(jié)工作日的平均濃度略高于周末平均濃度，秋季兩者基本一致，冬季周末平均濃度明顯高于工作日，工作日的小時(shí)平均濃度略大于周末小時(shí)平均濃度; PM10天平均濃度越低，濃度的小時(shí)變化曲線雙峰趨勢越明顯，說明顆粒物濃度越低，交通源的貢獻(xiàn)越大，反之亦然。提出兩種提高顆粒物濃度預(yù)測精度的方法。一種為加入熱島強(qiáng)度作為自變量;二為根據(jù)自變量與顆粒物濃度的正負(fù)相關(guān)性對自變量參數(shù)進(jìn)行選取。污染物擴(kuò)散模型研究表明，不同大氣穩(wěn)定狀態(tài)

4、條件下污染物的擴(kuò)散程度差異顯著，不同高度的污染物濃度分布趨勢存在很大差別，地面一直呈下降趨勢，近地面處污染物濃度先升高而后下降，存在一個(gè)濃度峰值。
　　研究了在不同氣象條件下熱島強(qiáng)度與顆粒物濃度的相互關(guān)系。結(jié)果表明:熱島強(qiáng)度與顆粒物濃度在四季都呈現(xiàn)為顯著正相關(guān)，顆粒物濃度越大則兩者呈現(xiàn)的相關(guān)性越好。不同溫度和相對濕度條件下，熱島強(qiáng)度和顆粒物濃度相關(guān)性變化規(guī)律一致，高溫高濕和低溫低濕時(shí)兩者的相關(guān)性比處于中溫中濕時(shí)相關(guān)性好。理論模型研

5、究表明熱島對污染物的擴(kuò)散影響顯著，熱島效應(yīng)對遠(yuǎn)離熱島中心處起到增大污染物濃度作用，在中心附件地帶熱島效應(yīng)反而具有降低污染物濃度作用。
　　提出了從天氣系統(tǒng)、大氣邊界層和單一氣象參數(shù)等不同尺度參數(shù)相結(jié)合的方法來研究氣象條件對熱島強(qiáng)度和污染物濃度的影響。單一參數(shù)影響分析結(jié)果表明風(fēng)速與相對濕度影響比其他氣象參數(shù)影響大。中尺度范圍，天氣系統(tǒng)與大氣邊界層的動(dòng)力學(xué)特征對熱島強(qiáng)度與污染物濃度影響明顯。反氣旋、高壓脊等高壓天氣系統(tǒng)中，污染物濃度高