论文部分内容阅读
随着我国国民经济的高速发展及经济发展水平的不断提高,城市化进程愈发加快,城市环境空气质量问题日益突出。本研究以兰州站点的太阳光度计2015年7月至2016年6月观测数据为研究对象,分析了兰州地区的气溶胶光学厚度和?ngstr?m参数时空变化特征,并与卫星遥感数据进行对比验证。同时结合兰州市大气污染监测结果对特殊天气过程进行了深入分析,探讨清洁与不同类型的大气污染情况下相应的大气气溶胶光学特征参量的变化,结合气团轨迹分析了兰州地区环境空气质量受影响情况下的潜在污染物来源,主要结论有:（1）兰州地区气溶胶光学厚度日变化幅度较小。气溶胶光学厚度值大体呈现早晚低日间稳定的趋势,在9时达到峰值。?ngstr?m参数日变化趋势与气溶胶光学厚度一致,都处于平稳变化的状态。不同季节的日最大气溶胶光学厚度值都出现在早高峰时。550 nm波段的气溶胶光学厚度和大气混浊度系数β的月变化相对稳定且一致,而?ngstr?m波长指数α月变化幅度大,随着气溶胶光学厚度变化无明显规律性。兰州地区大气气溶胶光学厚度呈现冬季（0.60±0.23）高,夏季（0.33±0.12）低的特点。?ngstr?m波长指数在夏秋冬季都较高（>1.0）,而在春季（0.68±0.28）波长指数最小。（2）气溶胶类型分型的结果表明气溶胶类型具有明显的季节性变化,春季时受沙尘气溶胶的影响,有明显的粗模态粒子分布,夏季相对干净,秋季时细颗粒吸湿性增长明显,高气溶胶光学厚度时主要受细模态粒子影响,冬季则受粗粒子与细粒子混合气溶胶的影响。兰州地区的主要气溶胶类型是混合型气溶胶（61%）,沙尘气溶胶在兰州地区占比较低,全年贡献仅有4%。清洁大陆型气溶胶全年贡献20%表明兰州地区大气环境质量好,清洁天气多。（3）兰州地区气溶胶光学厚度空间分布存在季节性的变化,春季明显高于其他季节,其中西固区气溶胶光学厚度最大,榆中县及其周边地区的气溶胶光学厚度较小。夏季和秋季的气溶胶光学厚度都保持在较低水平,空间分布上夏季永登县和皋兰县的气溶胶光学厚度较大,而秋季则相反。兰州地区MODIS AOD反演结果与地基监测CE-318 AOD结果的相关性差,相关系数仅为0.44,但大多数MODIS AOD值都在置信区间内,占样本总数的69%。兰州地区的MODIS AOD值存在低估现象,并且表现出一定的季节性,其中秋季的气溶胶光学厚度大多被低估了。（4）特殊天气过程中的六类大气污染物浓度变化最明显的是PM10,变化最小的是CO。灰霾天气时PM2.5浓度和NO2浓度最高,PM10浓度最高出现在沙尘天气。烟花燃放时期的SO2浓度最高,PM2.5与PM10浓度比最高,为沙尘天气期间最低值的3.02倍。沙尘天气时的?ngstr?m波长指数平均值仅为0.18,是清洁天气的16%,反映了沙尘天气下粗颗粒在大气气溶胶的主导分布。灰霾事件和烟花燃放期间时波长指数的值都较大,大气气溶胶中细颗粒气溶胶的占主导地位;沙尘天气时,高AOD500 nm（>0.8）与低?ngstr?m波长指数（<0.6）耦合,大气气溶胶以粗颗粒的沙尘气溶胶为主。（5）不同类型的污染事件有不同的气团起源,运输路径也各不相同。除沙尘事件外,其他两种污染事件的轨迹路径不同海拔高度的气流轨迹均来自不同区域。灰霾天气时影响兰州地区的气团主要来自中国西北地区;烟花燃放期间,影响兰州地区空气质量的气流主要来自兰州当地和附近地区;沙尘活动期间,影响兰州地区的气流轨迹全部来自蒙古西部,穿过戈壁,途径古尔班通古特沙漠,巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠。