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银川市空气污染特征分析及其预报方法的研究

作　者: 孙银川
导　师: 缪启龙；桑建人
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 气象学
关键词: 银川市 空气污染 污染气象条件 数值预报 动力统计 多元线性同归
分类号: X51
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 198次
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内容摘要


本文通过对银川市2001～2005年的空气质量现状、污染气象条件和各类污染物的时空分布等特征的分析，定量地揭示了银川市大气污染物变化规律，并在此基础上建立了空气质量的数值、动力统计和多元线性回归预报模型。结果表明：1．银川市年主导风向为偏北风，夏季以南风为主，秋末到来年春季则盛行偏北风。一天中大部分时次偏北、偏南风出现频率较高，而偏东、偏西风出现频率相对较低。静风频率秋冬季节较高，春季最低。一天中静风多出现在早晨，午后出现几率最小；2．银川市一年中大气稳定度以中性及稳定类为主，不稳定类天气易出现在夏季，而秋冬季节多出现稳定类天气；3．主要污染物高污染时段均出现在早晨和夜间。PM10、SO2污染早晨高于傍晚，NO2污染则正好相反。PM10污染春季最强，SO2、NO2污染冬季最强，PM10、SO2、NO2三夏季污染均最轻。SO2污染采暖期是非采暖期的4倍以上，进一步说明了采暖和生活燃煤是银川市SO2的主要发生源；4．银川市自然降水对大气清洁的贡献作用非常明显。在统计时段内，平均一次过程将直接减轻PM10、SO2、NO2污染分别达31％、34％和35％。在各类沙尘天气过程中，浮尘天气导致PM10污染最重，扬沙天气次之，沙尘暴天气相对较轻；5．动力统计模式在银川市空气污染预报中效果最为显著，弥补了数值预报和纯数理统计预报模式的不足。CAPPS数值模式与多元线性回归模式各有优缺点，对于气体污染物（SO2、NO2）数值模式的相对误差小于多元回归模式，相应的级别预报准确率也较高于多元回归模式；而对于颗粒污染物(PM10)，数值模式的预报能力较弱于多元回归模式；6．动力统计模式中的预报因子是从大气扩散方程出发推导简化而来的，既考虑了气象条件的作用，又考虑了起报日污染物浓度的作用，与纯数学统计预报方法相比，有着更加可信的物理基础；与数值模式相比，动力统计预报模式不需要污染源强排放清单，具有简便易行的优点。在动力统计模式中用前差分格式代替大气污染物平均浓度随时间变化的微分项，其好处在于可用起报日气象要素和污染物浓度实况来预测污染物浓度变率，从而避免了二次预报带来的误差。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-8
第一章 引言  8-12
  1.1 空气污染预报研究及实施的目的和意义  8-9
  1.2 国内外空气污染预报发展概况  9-11
    1.2.1 国外空气污染预报情况  9-10
    1.2.2 国内空气污染预报的情况  10-11
  1.3 研究问题的提出  11-12
第二章 资料、研究方法及技术路线  12-16
  2.1 资料说明  12
  2.2 研究方法  12-14
    2.2.1 帕斯奎尔(Pasquill)稳定度分类法  12-13
    2.2.2 用国标法计算大气混合层厚度  13-14
    2.2.3 数据标准化处理  14
  2.3 技术路线  14-16
第三章 银川市自然环境状况及污染气象条件分析  16-28
  3.1 宁夏环境状况存在的问题  16
  3.2 银川市地理位置及行政区划  16
  3.3 银川市气候主要特点  16-17
  3.4 银川市区污染气象条件分析  17-26
    3.4.1 银川市地面风场特征  17-23
    3.4.2 银川市大气稳定度分布特征  23-25
    3.4.3 银川市混合层厚度特征分析  25-26
  3.5 本章小结  26-28
第四章 银川市大气污染源的初步分析  28-35
  4.1 主要统计指标解释  28-29
  4.2 银川市大气污染源概况  29-30
  4.3 银川市工业废气中主要污染物排放情况  30-33
    4.3.1 工业污染源分布情况  30-31
    4.3.2 工业能消耗情况  31-32
    4.3.3 工业废气排放情况  32
    4.3.4 工业废气中二氧化硫排放情况  32-33
    4.3.5 工业烟尘及粉尘排放情况  33
  4.4 银川地区大气主要污染物排放量与宁夏各地市的比较  33-34
    4.4.1 二氧化硫排放情况  33-34
    4.4.2 烟尘排放情况  34
    4.4.3 粉尘排放情况  34
  4.5 主要工业行业废气排放情况  34-35
第五章 银川市大气污染物浓度分布特征及其变化规律  35-46
  5.1 大气环境质量标准  35-36
    5.1.1 环境空气质量功能区的分类  35
    5.1.2 环境空气质量标准分级  35
    5.1.3 常规污染物的浓度限值  35-36
    5.1.4 数据统计的有效性规定  36
  5.2 银川市空气主要污染物监测项目  36-38
  5.3 大气大气现状及其污染趋势分析  38-45
    5.3.1 空气污染现状  38-40
    5.3.2 主要污染物日变化  40-41
    5.3.3 主要污染物季变化  41-43
    5.3.4 二氧化硫采暖期与非采暖期分析  43-44
    5.3.5 近几年银川市空气质量变化特征  44-45
  5.4 本章小结  45-46
第六章 银川市空气主要污染物浓度与气象条件关系的研究  46-55
  6.1 逆温与空气主要污染物的分析  46-48
    6.1.1 逆温频率与 SO_2、NO_2 月变化关系  46-47
    6.1.2 逆温厚度  47
    6.1.3 逆温与主要污染物关系分析  47-48
  6.2 自然降水对污染物的冲刷作用  48-49
  6.3 PM_(10)与扬沙、浮尘、风速等气象条件的关系  49-51
  6.4 污染超标的天气分析  51-53
    6.4.1 西北气流型的污染机制  51-52
    6.4.2 冷槽东移型天气的污染机制  52
    6.4.3 冷空气穿脊东移型天气的污染机制  52
    6.4.4 纬向气流型天气的污染机制  52-53
    6.4.5 西南气流型天气的污染机制  53
  6.5 本章小结  53-55
第七章 银川市空气污染预报系统的建立与应用  55-76
  7.1 污染指数的概念及其确定原则  55-56
  7.2 银川市空气污染数值预报模式  56-62
    7.2.1 大气污染平均浓度预报方程  57-59
    7.2.2 箱格预报模式  59-61
    7.2.3 CAPPS 的系统结构  61-62
  7.3 银川市空气主要污染物浓度的动力统计预测模型  62-64
  7.4 银川市空气污染多元线性回归统计预报模式  64-70
    7.4.1 多元线性回归分析模型原理  64-65
    7.4.2 预报因子的选取  65-68
    7.4.3 多元线性回归预报方程的建立  68-70
  7.5 空气污染预报效果检验  70-76
    7.5.1 检验方法说明  70
    7.5.2 数值预报效果检验  70-76
第八章 总结与讨论  76-83
  8.1 基本结论  76-77
  8.2 存在的问题和研究展望  77-83
致谢  83-84

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境污染及其防治 > 大气污染及其防治
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