大气重污染事件研究进展-以甘肃兰州为例
发表日期:2023-02-08来源：
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兰州市作为中国西北地区重要的工业基地和综合交通枢纽，是丝绸之路经济带的重要节点城市。由于其特殊的产业结构和典型的地形地貌，长期以来是我国大气环境研究和管理实践的重要区域。随着国家大气环境管理目标的不断深化，特殊天气条件下多种污染物间的相互关系成为支撑政府综合管控亟需的科学问题。目前，针对兰州市已开展的研究多侧重于单一污染物的分析，对多种污染物及其相互作用，以及大气环流等对污染物浓度影响的深入研究较欠缺。
中国科学院西北生态环境资源研究院（以下简称“西北研究院”）高晓清研究员团队利用兰州市大气综合观测站（超级站）2020-2021年SO2、NO2、CO、O3、PM2.5和PM10浓度数据及其同期气象资料以及NCEP（National Center for Environmental Prediction，美国国家环境预报中心）逐日再分析资料，分析了兰州市一次超强沙尘暴天气过程引起的重污染事件（2021年3月14日-3月20日）大气污染物浓度的时序变化特征、相互作用及其与气象要素、大气环流和风场的关系，并对重污染天气污染物来源及浓度变化的原因进行了探讨。结果表明：（1）PM10和PM2.5质量浓度均值分别为3646.0μg/m3和668.0μg/m3（图1），PM2.5/PM10比值小于30%，说明此次重污染事件是由PM10引起。（2）兰州上空高压脊长时间存在，使得风速较小或趋于静风，削弱了近地面污染物的输送与扩散（图2）。（3）PSCF和CWT方法分析显示PM2.5污染源主要是甘肃省的河西走廊地区，PM10污染源主要是兰州东南地区。总之，此次兰州市大气重污染事件主要由特殊的地形、稳定的大气环流及污染源输送共同造成。建议跨区域联防联控，达到控制污染源，减少跨区域输送，协同控制污染物浓度。
该成果以 The pattern and mechanism of an unhealthy air pollution event in Lanzhou, China 为题发表于 Urban Climate 2023年第48卷。西北研究院高晓清研究员为论文通讯作者，硕士生周惜荫为论文第一作者。该研究获中国科学院青年创新促进会优秀会员“盆地空气污染气象学”（Y2021111）、甘肃省杰青基金“兰州重污染天气大气环境特征与应急策略研究”（20JR10RA037）共同资助。
图1 2021年3月14日-20日兰州市气态污染物和颗粒物日均浓度变化
（a）气态污染物日均浓度变化 （b）颗粒物日均浓度变化
图2 2021年3月15日-18日500hPa位势高度场（a）~（d）、地面气压场（e）~（h）和10 m 风场（i）~（l）
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