特大城市大氣穹隆的邊界層特征及其對(duì)大氣環(huán)境的影響.pdf

1、城市大氣穹隆的“大鍋蓋”效應(yīng)是城市化影響下城市邊界層的重要特征，本文通過統(tǒng)計(jì)分析城市大氣穹隆內(nèi)平均溫度場(chǎng)、平均風(fēng)場(chǎng)的特征，分析了污染物的分布、堆積情況，討論了城市大氣穹隆的熱力、動(dòng)力結(jié)構(gòu)，研究了污染物的混合、輸送、堆積、分布特征。 本文利用天津邊界層氣象觀測(cè)鐵塔1996～2005年十年溫、風(fēng)梯度觀測(cè)資料，天津地區(qū)大氣污染物資料，天津市區(qū)酸雨資料及地面氣象觀測(cè)資料，研究特大城市大氣穹隆的邊界層特征及其對(duì)大氣環(huán)境的影響，得出以下結(jié)論

2、： (1) 統(tǒng)計(jì)分析城市邊界層內(nèi)溫風(fēng)廓線得出，天津城市邊界層內(nèi)存在明顯的大氣穹隆效應(yīng)，冬季的上午10時(shí)左右大氣穹隆效應(yīng)較強(qiáng)，下午較弱。 (2) 城市邊界層溫度日變化明顯。隨著天津城市化進(jìn)程的加快，城市邊界層溫度梯度隨高度變化復(fù)雜，等溫層增加，懸浮逆溫增多，呈現(xiàn)出明顯的多層逆溫、高層逆溫特征。1996年主要逆溫出現(xiàn)時(shí)間季節(jié)性明顯，春夏季是早6時(shí)前，晚20時(shí)后，秋冬季是早8時(shí)前，晚18時(shí)后；2003年主要逆溫出現(xiàn)時(shí)間季節(jié)性沒

3、有1996年明顯，全年基本為早8時(shí)前，晚20時(shí)后。 (3) 城市邊界層風(fēng)速存在著明顯日變化，但隨高度不同而有一定差異，高度越低，日變化振幅越小，低層白天風(fēng)速大，夜間風(fēng)速小，低層風(fēng)速日變化為單峰形，高層則相反，夜間風(fēng)速大，白天風(fēng)速小，高層風(fēng)速日變化為單谷形，變化曲線分界高度因季節(jié)有差異，年平均變化在80m附近。由于城市冠層的“樹冠”效應(yīng)<'[1]>，20世紀(jì)后冠層內(nèi)風(fēng)速呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。 (4) 春夏季暖中心位置高的時(shí)間較短

4、(早7時(shí)前，晚19時(shí)后)，秋冬季暖中心位置高的時(shí)間較長(zhǎng)(早9時(shí)前，晚18時(shí)后)，存在時(shí)間以夜間為主，早7時(shí)前暖中心高度易超過250m，城市低層逆溫秋冬季較多，春夏季較少，可見城市大氣穹隆效應(yīng)存在冬季強(qiáng)度大夏季強(qiáng)度小的特點(diǎn)。 (5) 天津市PM10、SO<,2>、NO<,2>的濃度年變化季節(jié)性明顯，冬季12～2月，SO<,2>為首要污染物，其它季節(jié)PM10為首要污染物。冬季污染物濃度高，PM10、SO<,2>和NP<,2>的平均濃

5、度達(dá)到0.134 mg/m<'3>，0.147 mg/m<'3>和0.061 mg/m<'3>，夏季污染物濃度低，PM10、SO<,2>和NO<,2>的平均濃度分別為0.098 mg/m<'3>，0.028 mg/m<'3>和0.036 mg/m<'3>。 (6) 天津地區(qū)城市大氣穹隆內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間的逆溫、小風(fēng)天氣造成大氣穩(wěn)定度較高，污染物通過混合、堆積達(dá)到污染高濃度。 (7) 天津市灰霾日數(shù)維持在一個(gè)較高水平，年灰霾日數(shù)市