佘倩楠:基于多源数据的长三角地区主要大气污染物时空演变特征及其重污染时段成因与模拟分析论文

佘倩楠:基于多源数据的长三角地区主要大气污染物时空演变特征及其重污染时段成因与模拟分析论文

本文主要研究内容

作者佘倩楠(2019)在《基于多源数据的长三角地区主要大气污染物时空演变特征及其重污染时段成因与模拟分析》一文中研究指出:大气污染不仅带来了巨大的经济损失与人体健康威胁,亦会影响陆-气界面水分、能量等的输送与交换,对气候变化产生一定影响,已引起国内外的广泛关注。长江三角洲地区(简称长三角地区)是我国经济发展最快的地区之一,其快速城市化的发展进程在部分时段内伴随着区域空气质量下降等问题,已成为我国四大霾天气频发和危害较严重的地区之一。因此,明确长三角地区主要大气污染物时空分异特征,研究其对自然条件和城市化发展的响应,开展重污染时段的成因与模拟分析,对于区域可持续发展具有重要的理论和现实意义。本文基于环境空气质量地面监测、社会经济和卫星遥感等多源数据资料,系统分析了我国长三角地区空气质量指数(AQI)及主要大气污染物(SO2、NO2、CO、PM2.5、PM10、O3)浓度的时间变化趋势、空间分异特征及其对城市化发展的响应。在此基础上,通过开展长三角地区典型重污染事件的识别和分析,探讨了气象因素和区域传输对重污染过程的影响。最后,本文评估了应用同步卫星-地球静止海洋水色传感器(GOCI)定量观测大气重污染事件的可行性。通过构建以线性混合效应模型(LME)和广义相加模型(GAM)为主体的三阶时空统计模型模拟重污染过程小时尺度的PM2.5时空变化特征,解析典型重污染过程对气象条件和人类活动的响应。本文的主要结论如下:(1)环境空气质量地面观测资料表明,2015年长三角地区AQI平均值为79,主要大气污染物为PM2.5、PM10和O3。AQI和SO2、NO2、CO、PM2.5、PM10污染物浓度呈现冬春高、秋夏低的特征,而O3浓度则表现出相反趋势。长三角南部的空气质量普遍优于北部地区,AQI最低值(46)出现在浙江省舟山市,最高值(101)出现在江苏省徐州市。卫星遥感观测资料和Manner-Kendall(M-K)非参数检验结果显示,19982015年长三角75%的地区呈现PM2.5浓度显著上升的趋势,以江苏北部最为明显,而浙江南部山区多年PM2.5浓度相对稳定。(2)城市形态指标对长三角地区主要大气污染物浓度的空间分异影响显著。区域空气质量与平均周长面积比(PARAMN)、欧式距离均值(ENNMN)、城市斑块面积(CA)和城市斑块数量(NP)显著相关,这说明长三角地区城市形态主要通过城市斑块的大小、数量和形状多样性来影响空气质量。通过设置不同缓冲区距离(130 km)分析下垫面土地利用类型对空气质量的影响结果表明,当缓冲距离为25 km时,空气质量与林地覆盖率的相关性最高,增加或保留林地面积将有助于减少大气污染物。19982015年长三角地区快速城市化进程中,城市人口、第二产业占GDP的比重、建设用地面积、道路铺设总面积、高等学校在校学生数和社会消费品零售总额与PM2.5浓度呈正相关,而第三产业从业人员比重、第一产业占GDP的比重、林地面积、医院/卫生院床位数与PM2.5浓度呈负相关。LME时空统计模型可较好地模拟城市化发展对区域颗粒物水平的影响(R2=0.87,slope=0.88)。(3)环境空气质量地面观测资料表明,2015年长三角地区环境空气重污染频率为2.01%,主要污染物为PM2.5。其中,94.5%大气重污染过程分布在13月以及1012月,以1月和12月最为频繁。重污染天气出现频数总体上呈北高南低的特征,江苏省的徐州和常州市最高。2015年长三角地区发生三次典型冬季重污染事件,重污染过程中主要为西北风向,并且天气形势较为静稳,风速较小、湿度较高以及逆温层形成导致污染物积累且不易扩散。同时,污染物输送也是形成长三角地区重污染格局特征的重要影响因素。(4)本文基于GOCI AOD和气溶胶精细模式分数(FMF)数据,同期PM2.5地面监测数据、气象资料和土地利用等信息,通过构建三阶时空统计模型模拟20152017年长三角地区冬季小时尺度的PM2.5浓度时空分布,解析典型重污染事件的大气污染逐小时变化过程及其对气象条件和人类活动的响应。研究结果表明,经十乘交叉验证后的时空统计模型CV R2为0.72。进一步分析表明2016年2月春节期间发生的瞬时重污染事件,主要由人为排放引起;而2015年12月冬季持续发生的重污染事件则主要由不利的气象条件所致。因此,在采样频率较高的情况下,GOCI AOD可以作为分析大气重污染事件的新数据源。

Abstract

da qi wu ran bu jin dai lai le ju da de jing ji sun shi yu ren ti jian kang wei xie ,yi hui ying xiang liu -qi jie mian shui fen 、neng liang deng de shu song yu jiao huan ,dui qi hou bian hua chan sheng yi ding ying xiang ,yi yin qi guo nei wai de an fan guan zhu 。chang jiang san jiao zhou de ou (jian chen chang san jiao de ou )shi wo guo jing ji fa zhan zui kuai de de ou zhi yi ,ji kuai su cheng shi hua de fa zhan jin cheng zai bu fen shi duan nei ban sui zhao ou yu kong qi zhi liang xia jiang deng wen ti ,yi cheng wei wo guo si da mai tian qi pin fa he wei hai jiao yan chong de de ou zhi yi 。yin ci ,ming que chang san jiao de ou zhu yao da qi wu ran wu shi kong fen yi te zheng ,yan jiu ji dui zi ran tiao jian he cheng shi hua fa zhan de xiang ying ,kai zhan chong wu ran shi duan de cheng yin yu mo ni fen xi ,dui yu ou yu ke chi xu fa zhan ju you chong yao de li lun he xian shi yi yi 。ben wen ji yu huan jing kong qi zhi liang de mian jian ce 、she hui jing ji he wei xing yao gan deng duo yuan shu ju zi liao ,ji tong fen xi le wo guo chang san jiao de ou kong qi zhi liang zhi shu (AQI)ji zhu yao da qi wu ran wu (SO2、NO2、CO、PM2.5、PM10、O3)nong du de shi jian bian hua qu shi 、kong jian fen yi te zheng ji ji dui cheng shi hua fa zhan de xiang ying 。zai ci ji chu shang ,tong guo kai zhan chang san jiao de ou dian xing chong wu ran shi jian de shi bie he fen xi ,tan tao le qi xiang yin su he ou yu chuan shu dui chong wu ran guo cheng de ying xiang 。zui hou ,ben wen ping gu le ying yong tong bu wei xing -de qiu jing zhi hai xiang shui se chuan gan qi (GOCI)ding liang guan ce da qi chong wu ran shi jian de ke hang xing 。tong guo gou jian yi xian xing hun ge xiao ying mo xing (LME)he an yi xiang jia mo xing (GAM)wei zhu ti de san jie shi kong tong ji mo xing mo ni chong wu ran guo cheng xiao shi che du de PM2.5shi kong bian hua te zheng ,jie xi dian xing chong wu ran guo cheng dui qi xiang tiao jian he ren lei huo dong de xiang ying 。ben wen de zhu yao jie lun ru xia :(1)huan jing kong qi zhi liang de mian guan ce zi liao biao ming ,2015nian chang san jiao de ou AQIping jun zhi wei 79,zhu yao da qi wu ran wu wei PM2.5、PM10he O3。AQIhe SO2、NO2、CO、PM2.5、PM10wu ran wu nong du cheng xian dong chun gao 、qiu xia di de te zheng ,er O3nong du ze biao xian chu xiang fan qu shi 。chang san jiao na bu de kong qi zhi liang pu bian you yu bei bu de ou ,AQIzui di zhi (46)chu xian zai zhe jiang sheng zhou shan shi ,zui gao zhi (101)chu xian zai jiang su sheng xu zhou shi 。wei xing yao gan guan ce zi liao he Manner-Kendall(M-K)fei can shu jian yan jie guo xian shi ,19982015nian chang san jiao 75%de de ou cheng xian PM2.5nong du xian zhe shang sheng de qu shi ,yi jiang su bei bu zui wei ming xian ,er zhe jiang na bu shan ou duo nian PM2.5nong du xiang dui wen ding 。(2)cheng shi xing tai zhi biao dui chang san jiao de ou zhu yao da qi wu ran wu nong du de kong jian fen yi ying xiang xian zhe 。ou yu kong qi zhi liang yu ping jun zhou chang mian ji bi (PARAMN)、ou shi ju li jun zhi (ENNMN)、cheng shi ban kuai mian ji (CA)he cheng shi ban kuai shu liang (NP)xian zhe xiang guan ,zhe shui ming chang san jiao de ou cheng shi xing tai zhu yao tong guo cheng shi ban kuai de da xiao 、shu liang he xing zhuang duo yang xing lai ying xiang kong qi zhi liang 。tong guo she zhi bu tong huan chong ou ju li (130 km)fen xi xia dian mian tu de li yong lei xing dui kong qi zhi liang de ying xiang jie guo biao ming ,dang huan chong ju li wei 25 kmshi ,kong qi zhi liang yu lin de fu gai lv de xiang guan xing zui gao ,zeng jia huo bao liu lin de mian ji jiang you zhu yu jian shao da qi wu ran wu 。19982015nian chang san jiao de ou kuai su cheng shi hua jin cheng zhong ,cheng shi ren kou 、di er chan ye zhan GDPde bi chong 、jian she yong de mian ji 、dao lu pu she zong mian ji 、gao deng xue jiao zai jiao xue sheng shu he she hui xiao fei pin ling shou zong e yu PM2.5nong du cheng zheng xiang guan ,er di san chan ye cong ye ren yuan bi chong 、di yi chan ye zhan GDPde bi chong 、lin de mian ji 、yi yuan /wei sheng yuan chuang wei shu yu PM2.5nong du cheng fu xiang guan 。LMEshi kong tong ji mo xing ke jiao hao de mo ni cheng shi hua fa zhan dui ou yu ke li wu shui ping de ying xiang (R2=0.87,slope=0.88)。(3)huan jing kong qi zhi liang de mian guan ce zi liao biao ming ,2015nian chang san jiao de ou huan jing kong qi chong wu ran pin lv wei 2.01%,zhu yao wu ran wu wei PM2.5。ji zhong ,94.5%da qi chong wu ran guo cheng fen bu zai 13yue yi ji 1012yue ,yi 1yue he 12yue zui wei pin fan 。chong wu ran tian qi chu xian pin shu zong ti shang cheng bei gao na di de te zheng ,jiang su sheng de xu zhou he chang zhou shi zui gao 。2015nian chang san jiao de ou fa sheng san ci dian xing dong ji chong wu ran shi jian ,chong wu ran guo cheng zhong zhu yao wei xi bei feng xiang ,bing ju tian qi xing shi jiao wei jing wen ,feng su jiao xiao 、shi du jiao gao yi ji ni wen ceng xing cheng dao zhi wu ran wu ji lei ju bu yi kuo san 。tong shi ,wu ran wu shu song ye shi xing cheng chang san jiao de ou chong wu ran ge ju te zheng de chong yao ying xiang yin su 。(4)ben wen ji yu GOCI AODhe qi rong jiao jing xi mo shi fen shu (FMF)shu ju ,tong ji PM2.5de mian jian ce shu ju 、qi xiang zi liao he tu de li yong deng xin xi ,tong guo gou jian san jie shi kong tong ji mo xing mo ni 20152017nian chang san jiao de ou dong ji xiao shi che du de PM2.5nong du shi kong fen bu ,jie xi dian xing chong wu ran shi jian de da qi wu ran zhu xiao shi bian hua guo cheng ji ji dui qi xiang tiao jian he ren lei huo dong de xiang ying 。yan jiu jie guo biao ming ,jing shi cheng jiao cha yan zheng hou de shi kong tong ji mo xing CV R2wei 0.72。jin yi bu fen xi biao ming 2016nian 2yue chun jie ji jian fa sheng de shun shi chong wu ran shi jian ,zhu yao you ren wei pai fang yin qi ;er 2015nian 12yue dong ji chi xu fa sheng de chong wu ran shi jian ze zhu yao you bu li de qi xiang tiao jian suo zhi 。yin ci ,zai cai yang pin lv jiao gao de qing kuang xia ,GOCI AODke yi zuo wei fen xi da qi chong wu ran shi jian de xin shu ju yuan 。

论文参考文献

  • [1].基于环境学习曲线的工业大气污染物减排潜力研究[D]. 王文熹.哈尔滨工业大学2019
  • [2].中国工业大气污染物和二氧化碳协同减排研究[D]. 牛彤.太原理工大学2019
  • [3].局地大气污染物与温室气体减排政策协同效应研究[D]. 王喆.天津大学2017
  • [4].粤港澳大湾区常规大气污染物变化趋势与影响因素研究[D]. 湛社霞.中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所)2018
  • [5].北京市主要大气污染物对居民死亡影响及其空间差异性分析[D]. 李雯婧.北京协和医学院2016
  • [6].几种重要的小分子大气污染物的激发态理论研究[D]. 李步通.吉林大学2006
  • [7].城市区域大气污染物暴露评估方法及其健康评价[D]. 徐薇.华东理工大学2016
  • [8].中国大气污染物排放量变动影响因素分析与精准减排[D]. 刘阳荷.山东大学2017
  • [9].中国城市典型大气污染物的来源、形成机制及其对大气质量和近海生产力的影响[D]. 蒋轶伦.复旦大学2011
  • [10].PM2.5暴露诱导神经毒性及其相关分子机制研究[D]. 库婷婷.山西大学2017
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  • [2].重霾天气MAX-DOAS气体反演算法评估及中国东部地区污染时空分布研究[D]. 田鑫.中国科学技术大学2019
  • [3].基于MAX-DOAS的长三角地区大气污染物时空分布和输送特征研究[D]. 洪茜茜.中国科学技术大学2019
  • [4].基于多源数据的气溶胶光学特性及时空分布特征的研究[D]. 张芝娟.兰州大学2019
  • [5].长江中下游江面雾水化学与典型城市大气气溶胶污染形成过程、健康风险研究[D]. 徐先莽.山东大学2019
  • [6].基于遥感与地面监测数据的上海市PM2.5浓度时空变化研究[D]. 王细元.华东师范大学2019
  • [7].基于分层时空建模的长江三角洲地区PM2.5浓度估算研究[D]. 杨东阳.华东师范大学2019
  • [8].城市灰霾三维模拟及应对重灰霾的精准大气污染控制方法[D]. 李鹏飞.浙江大学2018
  • [9].粤港澳大湾区常规大气污染物变化趋势与影响因素研究[D]. 湛社霞.中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所)2018
  • [10].四川盆地西北部城市群冬季大气污染气象成因及其数值模拟研究[D]. 宁贵财.兰州大学2018
  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自华东师范大学的佘倩楠,发表于刊物华东师范大学2019-07-02论文,是一篇关于空气质量论文,大气重污染论文,时空格局论文,影响因素论文,长三角地区论文,华东师范大学2019-07-02论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自华东师范大学2019-07-02论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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