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      廣州地區(qū)大氣污染物輸送通道的特征

      2015-11-19 06:50:12王世強(qiáng)黎偉標(biāo)鄧雪嬌譚浩波中國(guó)氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所廣東省區(qū)域數(shù)值天氣預(yù)報(bào)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室廣東廣州50080中山大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院廣東廣州5075珠海市氣象局廣東珠海59000
      中國(guó)環(huán)境科學(xué) 2015年10期
      關(guān)鍵詞:廣州地區(qū)氣團(tuán)北路

      王世強(qiáng),黎偉標(biāo),鄧雪嬌,*,鄧 濤,李 菲,譚浩波(.中國(guó)氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所,廣東省區(qū)域數(shù)值天氣預(yù)報(bào)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 50080;.中山大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,廣東 廣州 5075;3.珠海市氣象局,廣東 珠海 59000)

      廣州地區(qū)大氣污染物輸送通道的特征

      王世強(qiáng)1,2,3,黎偉標(biāo)2,鄧雪嬌1,2*,鄧 濤1,李 菲1,譚浩波1(1.中國(guó)氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所,廣東省區(qū)域數(shù)值天氣預(yù)報(bào)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510080;2.中山大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,廣東 廣州 510275;3.珠海市氣象局,廣東 珠海 519000)

      運(yùn)用NCEP的GDAS全球氣象要素資料與HYSPLIT后向軌跡模式,計(jì)算廣州地區(qū)2010~2012年逐日72h后向軌跡,利用聚類分析方法,分析了廣州地區(qū)污染物輸送通道垂直特征, 計(jì)算不同輸送通道下廣州市顆粒物濃度日均值,同時(shí)分析污染物在輸送過程中跨越邊界層的特征.結(jié)果表明:廣州地區(qū)近地面污染物輸送通道可以分為局地、東北路、北路、西北路、東路、南路,不同輸送路徑對(duì)應(yīng)的PM2.5濃度存在顯著差異.局地與東北路輸送時(shí),PM2.5濃度最大,北路次之,東路較小,南路輸送時(shí)最小.西北路輸送時(shí),PM10中粗粒子比重明顯增加.影響廣州地區(qū)主要為湖南東南部、江西中部及東南沿海,超過1000m高度的軌跡數(shù)所占百分比為16.1%,而低于500m高度的軌跡數(shù)所占百分比為 73.1%,近地面污染物的輸送主要發(fā)生在邊界層內(nèi)部.

      大氣污染物輸送通道;后向軌跡;聚類分析;廣州地區(qū)

      目前我國(guó)大氣污染呈現(xiàn)區(qū)域性污染特征[1-3].有效的污染控制不僅需要詳細(xì)了解污染物排放源,更需要了解空氣中污染物的轉(zhuǎn)化和輸送過程.在短時(shí)間內(nèi)污染物排放相對(duì)穩(wěn)定的情況下,研究污染物的輸送過程顯得尤為重要.從本地區(qū)長(zhǎng)時(shí)間、大量的后向軌跡(到達(dá)本地區(qū)的空氣微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)軌跡)中可以了解到本地區(qū)主要的大氣輸送過程,確定該地區(qū)污染物輸送的通道,有助于了解其他地區(qū)對(duì)本地區(qū)空氣質(zhì)量變化的影響[4-10].

      近年來,國(guó)內(nèi)外關(guān)于污染物輸送進(jìn)行了許多研究.蘇福慶等[11]在對(duì)北京市外來污染物的研究中,引入了“輸送通道”的概念,指出影響北京的時(shí)間和空間穩(wěn)定的風(fēng)帶即輸送通道,而后討論了華北地區(qū)邊界層污染物的匯聚系統(tǒng)[12].王艷等[13]的研究表明,影響長(zhǎng)三角地區(qū)低層大氣的輸送氣流主要來源于蒙古、華北或東北地區(qū),另外, 西南方向也是比較重要的輸送途徑.王芳等[14]的研究表明,廣州市大氣污染較重時(shí)段主要受特殊氣象條件和珠江三角洲地區(qū)污染物排放的影響.Hafner等[15]分析了不同時(shí)間長(zhǎng)度的軌跡簇對(duì)美國(guó)西部三個(gè)國(guó)家公園的PM2.5和降水的預(yù)測(cè)能力.Hernandez-Ceballos等[16]研究了不同層次的輸送對(duì)伊比利亞半島地區(qū)垂直溫度和濕度的影響.王茜[17]利用軌跡模式研究上海大氣污染的輸送來源,結(jié)果表明冬、春和秋季,較易受到來自西北、西南等區(qū)域的大陸性氣流影響,夏季主要受較清潔的海洋性氣流影響.上述研究多從單層輸送角度揭示其他區(qū)域?qū)Ρ緟^(qū)域的影響,對(duì)輸送氣流軌跡的垂直結(jié)構(gòu)特征缺乏深入認(rèn)識(shí).本文利用后向軌跡以及聚類分析方法,統(tǒng)計(jì)分析2010~2012年廣州市72h后向軌跡,了解廣州地區(qū)污染物輸送軌跡的垂直結(jié)構(gòu)特征,分析近地面污染物輸送通道對(duì)于廣州空氣質(zhì)量的影響,以及在輸送過程中氣團(tuán)軌跡在邊界層穿越交換的位置特征.

      1 資料和方法

      1.1 資料來源

      后向軌跡模式采用由NCEP為研究空氣軌跡和大氣擴(kuò)散而同化模擬的GDAS氣象資料,空間分辨率為1°×1°,時(shí)間分辨為3h(00:00,06:00,12:00,18:00為同化資料,03:00、09:00、15:00、21:00為模式預(yù)報(bào)),垂直方向采用氣壓坐標(biāo),有23層,其中500hPa以下有12層.氣象要素資料有地表氣象要素資料(29種),主要有地表氣壓、10m風(fēng)速、2m相對(duì)濕度等,垂直層要素(6種)有位勢(shì)高度、溫度、水平風(fēng)速(U、V)、壓力垂直速度、相對(duì)濕度.資料下載地址:ftp://arlftp.arlhq.noaa. gov/pub/archives/gdas1.

      使用廣州番禺大氣成分觀測(cè)站的顆粒物濃度數(shù)據(jù)、地面風(fēng)速、相對(duì)濕度和降水資料代表廣州市地面空氣狀況.

      1.2 模式和研究方法

      為了解污染物隨氣流的運(yùn)動(dòng)軌跡,使用美國(guó)海洋與大氣研究中心(NOAA)和空氣資源實(shí)驗(yàn)室ARL(Air Resources Laboratory)聯(lián)合開發(fā)的混合單粒子拉格朗日積分傳輸、擴(kuò)散模式HYSPLIT(Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model),該模式可以直觀地了解大氣中氣團(tuán)和粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡,廣泛應(yīng)用于大氣污染物輸送研究[18].模式平流計(jì)算中的氣團(tuán)運(yùn)動(dòng)軌跡是氣團(tuán)被風(fēng)輸送時(shí)移動(dòng)位置的時(shí)間綜合.

      氣團(tuán)的輸送是通過氣塊初始位置P(t)和它第一猜值位置P'(t+Δt)的三維速率向量的平均計(jì)算得到的.速率向量進(jìn)行線性時(shí)間和空間內(nèi)插.

      第一猜值位置為:

      最終位置為:

      其中: Δt為時(shí)間步長(zhǎng),要求Umax (grid-units/ min)Δt (min) <0.75 (grid-units),Umax為最大風(fēng)速,grid-units為格距.以下各時(shí)間步長(zhǎng)依此類推,氣團(tuán)的軌跡就為氣團(tuán)在空間和時(shí)間上的位置矢量的積分[19].

      在軌跡的計(jì)算過程中存在著一定的誤差,而且大量的軌跡也不利于分析和研究,有必要對(duì)大量軌跡進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分類,確定特定區(qū)域的污染物輸送通道.在一個(gè)地區(qū)的后向軌跡群中,大量的軌跡具有相似的路徑,形成區(qū)域中的不同方向的污染物輸送通道.聚類分析是一種多元統(tǒng)計(jì)方法,將相似速度和來向的軌跡進(jìn)行合并,代表一個(gè)特定的污染物輸送通道,廣泛地應(yīng)用于大氣污染輸送研究[20-21].通過分析不同污染物輸送通道對(duì)一個(gè)地區(qū)污染物濃度的影響,評(píng)估不同區(qū)域?qū)Ρ镜貐^(qū)污染的貢獻(xiàn).本文所采用的聚類方法為系統(tǒng)聚類方法中的Ward's最小方差法[22].

      Ward's方法基本思路是先將n個(gè)樣本各自歸為一類,然后每次減小一類,每減小一類其離差平方和就要增大,選擇使整個(gè)類內(nèi)的平方和增大最小的兩類合并,直至樣本歸為一類.應(yīng)用該方法最后得到的N類分組組合后,統(tǒng)計(jì)的各點(diǎn)的距離方差總和比其他任意分為N類的距離方差總和要小.系統(tǒng)聚類方法可以給出所有可能的分類,最終得到每個(gè)聚類數(shù)最優(yōu)組合,但究竟分為幾類較難確定,還必須人為決定[23].

      2 結(jié)果和討論

      2.1 不同高度輸送通道特征

      為了解廣州地區(qū)不同高度污染物的輸送通道特征,以廣州番禺大氣成分觀測(cè)站(22.93°N,113.32°E)為后向軌跡終點(diǎn),計(jì)算2010~2012年逐日00:00(UTC)的72h后向軌跡(共1092條),依據(jù)軌跡的輸送特征(來向、速度、位置),聚類為不同的軌跡簇,代表不同高度層污染物輸送通道.72h后向軌跡可以較好地反應(yīng)污染物跨區(qū)域輸送的特征.軌跡終點(diǎn)高度10m代表近地面高度,500m代表邊界層中部高度,1500m代表邊界層頂高度,3000m代表自由大氣高度.同時(shí),對(duì)不同季節(jié)近地面高度的各類輸送通道對(duì)地面顆粒物濃度以及氣團(tuán)在輸送過程中的交換作用進(jìn)行分析.為方便討論分析,以不同軌跡簇的來向?qū)斔屯ǖ肋M(jìn)行命名,同時(shí)用F、N分別表示遠(yuǎn)、近程輸送,對(duì)在本地緩慢移動(dòng)打轉(zhuǎn)的軌跡定義為局地輸送(L).

      不同高度污染物輸送通道如圖1所示,在不同高度,不同來向輸送頻率的差異很大,不是所有來向輸送都出現(xiàn),如在10m高度的西路輸送和3000m高度的東北路輸送都未出現(xiàn).

      圖1 廣州地區(qū)大氣污染物輸送通道垂直結(jié)構(gòu)Fig.1 The vertical structures of air pollutant transport channel in Guangzhou

      北路輸送從底層到高層,軌跡頻數(shù)由39%減少至15%.在1500m高度以下,分為近、遠(yuǎn)兩支.近支輸送主要來自江西、湖南、湖北等地區(qū),遠(yuǎn)支主要來自華北和西北地區(qū).在3000m高度,受西風(fēng)帶系統(tǒng)影響,北路輸送演化為偏北局地輸送,軌跡集中在廣東省北部地區(qū)附近,呈半圓型路徑.北路輸送主要代表北方氣流攜帶污染物輸送至廣州地區(qū),由于廣東北部山脈的阻擋繞流作用,在邊界層內(nèi),北路輸送集中經(jīng)過廣東北部的112°E~116°E區(qū)域.

      東北路輸送主要在邊界層內(nèi)出現(xiàn),隨高度增加頻率減少.主要來自浙江、福建東側(cè)沿海地區(qū),途徑臺(tái)灣海峽,進(jìn)入珠三角地區(qū).

      東路輸送從底層到高層,軌跡頻數(shù)短暫增加后減少.近支主要來自廣東東側(cè)近海及臺(tái)灣島附近海域,遠(yuǎn)支主要源自西太平洋海域,橫跨南海東北部,經(jīng)過珠三角東南部到達(dá)廣州地區(qū)上空.

      南路輸送軌跡頻數(shù)穩(wěn)定在25%左右,隨高度增加,逐漸受西風(fēng)影響,由偏東南路徑變?yōu)槠髂下窂?主要來自南海及中南半島南部地區(qū).

      西路輸送從底層到高層,軌跡頻數(shù)逐漸增加.在10m高度沒有獨(dú)立的軌跡簇出現(xiàn),在500m和1500m高度出現(xiàn)西路局地輸送(12%、16%),主要來自廣西地區(qū),緩慢移動(dòng)至廣州地區(qū).在3000m高度,由于西風(fēng)帶作用,軌跡集中在緯度圈附近.

      2.2 廣州地區(qū)近地面不同輸送通道對(duì)應(yīng)的污染物濃度

      受不同季節(jié)氣象條件的影響,不同季節(jié)期間廣州地區(qū)顆粒物濃度不同.為定量描述不同輸送通道出現(xiàn)時(shí)段廣州地區(qū)顆粒物濃度,分別對(duì)春夏秋冬四季逐日00:00近地面(10m)的72h后向軌跡進(jìn)行聚類分析,確定不同季節(jié)污染物輸送通道,計(jì)算不同輸送通道下廣州地區(qū)的顆粒物濃度.

      根據(jù)清華大學(xué)制作的2010年我國(guó)PM2.5年排放總量分布(圖2,分辨率為0.25°),從我國(guó)PM2.5排放量來看,我國(guó)華北、華東地區(qū)排放量最大,區(qū)域污染特征最為明顯,范圍最廣,大部分地區(qū)達(dá)到100t/(a.格點(diǎn))以上,其次為東北地區(qū)、成都重慶地區(qū)和廣東地區(qū)排放量在50t/(a.格點(diǎn))以上.華南地區(qū)主要排放源在珠三角地區(qū),排放量在300t/(a.格點(diǎn))以上,福建浙江沿海地區(qū)、江西北部、湖南東部排放量都很大.結(jié)合排放源區(qū)域分布以及輸送通道,可以分析污染物的來源及輸送狀況.

      圖2 2010年中國(guó)大陸PM2.5年源排放分布Fig.2 Spatial distribution of PM2.5emissions in China Mainland

      由圖3與表1可見,春季,受北方冷空氣以及東北季風(fēng)影響,地面盛行北風(fēng)與東北風(fēng).來自湖南、江西交界處的北路近支輸送和來自東南沿海的東北路輸送、東路近支輸送對(duì)應(yīng)PM10平均值較高,在70μg/m左右.由于北路遠(yuǎn)支輸送一般對(duì)應(yīng)風(fēng)速較大,同時(shí)對(duì)應(yīng)較多降水,顆粒物濃度相對(duì)較低.南路輸送為清潔的海上空氣輸送,對(duì)應(yīng)顆粒物濃度最低.夏季,受東亞季風(fēng)系統(tǒng)與東風(fēng)帶影響,地面盛行西南風(fēng)與東風(fēng),大氣層結(jié)相對(duì)不穩(wěn)定,有利于對(duì)流發(fā)生發(fā)展與邊界層的混合作用,地面顆粒物濃度相對(duì)于其他季節(jié)較低.對(duì)于南路輸送,正南路輸送顆粒物濃度最低,降水最多,輸送路徑越接近陸地,顆粒物濃度越大.局地輸送時(shí),污染物易于堆積,不利擴(kuò)散,此時(shí)濃度最大.秋季,由夏季風(fēng)轉(zhuǎn)為冬季風(fēng),廣州地區(qū)風(fēng)向逐漸轉(zhuǎn)為以偏北風(fēng)為主.此時(shí),東北路輸送時(shí)污染物濃度最大,北路近支和局地輸送次之.東路遠(yuǎn)支和南路輸送時(shí),由于氣團(tuán)以清潔空氣為主,濃度最低.冬季,受冬季風(fēng)系統(tǒng)影響,廣州地區(qū)盛行偏北風(fēng)和北風(fēng).當(dāng)輸送路徑為西北路時(shí),PM10顆粒物濃度最大,在110μg/m左右,同時(shí)PM2.5與PM10的比值為56%,遠(yuǎn)低于其他輸送通道的75%左右.廣州地區(qū)細(xì)粒子比例一般較大[24],很少出現(xiàn)粗粒子占PM10將近一半的情況[25].說明當(dāng)氣團(tuán)來自西北地區(qū)時(shí),粗顆粒物比例顯著提高.東北路輸送和局地輸送次之.

      從季節(jié)來看:冬、春和秋季,廣州地區(qū)容易受到大陸性氣流以及沿東南海岸線氣流的影響,這些地區(qū)人為排放較大,造成較高的PM10濃度,且北路輸送的粗顆粒物比例大于東路輸送.夏季主要來自海洋的清潔氣流,顆粒物濃度較?。?6].

      圖3 廣州地區(qū)不同季節(jié)近地面(10m)污染物輸送通道(標(biāo)注點(diǎn)間隔為12h)Fig.3 Pollutant transport channels(10m) in different seasons at Guangzhou region

      從輸送通道分類來看:局地輸送時(shí),氣團(tuán)在區(qū)域內(nèi)部緩慢徘徊,不利于污染物擴(kuò)散,造成較高的PM10濃度;東北路輸送時(shí),氣流將沿海岸線工業(yè)帶的污染物帶至廣州地區(qū),PM10濃度較高,影響大于北路輸送;北路近支源自江西省北部,途徑江西中部進(jìn)入廣州地區(qū),主要污染物來自江西地區(qū)的排放,遠(yuǎn)支源自華東華北地區(qū),為我國(guó)污染物排放量巨大的地區(qū),但由于風(fēng)速較大,輸送路途較遠(yuǎn),顆粒物大多數(shù)已經(jīng)沉降,兩者PM10濃度相差不大,同時(shí)相對(duì)濕度較低,濃度小于局地輸送和東北路輸送;當(dāng)輸送路徑為西北路時(shí),源地為西北地區(qū),顆粒物直徑較大,PM2.5與PM10比值較??;東路遠(yuǎn)支輸送時(shí),途徑陸地和近海距離較短,PM10濃度較??;南路輸送時(shí),由于源自海洋地區(qū),空氣清潔,PM10濃度最低.

      表1 廣州地區(qū)不同季節(jié)近地面(10m)污染物輸送通道對(duì)應(yīng)的地面PM濃度Table 1 The surface PM concentrations corresponding pollutant transport channels (10m) in different seasons at Guangzhou region

      2.3 污染物來源分析

      為研究廣州地區(qū)污染物輸送通道的近地面輸送特征,計(jì)算2010~2012年3年每日4個(gè)時(shí)次(00:00、06:00、12:00、18:00)10m高度的72h后向軌跡(共4380條,每小時(shí)1個(gè)軌跡點(diǎn)),將軌跡點(diǎn)分布在0.5°×0.5°的網(wǎng)格點(diǎn)中,考察軌跡點(diǎn)分布特征.

      為研究污染物在輸送過程中邊界層和自由大氣的交換過程,將所得后向軌跡分為3類:A、軌跡高度未超過500m高度的軌跡,代表氣團(tuán)在輸送過程中只在邊界層下層;B、軌跡高度高于500m高度,未超過1000m高度的軌跡,代表氣團(tuán)在輸送過程中只在邊界層中上和低層交換,并確定氣流進(jìn)入500m高度的位置;C、軌跡高度曾超過1000m高度的軌跡,代表氣團(tuán)在輸送過程中自由大氣與邊界層氣團(tuán)交換,并確定氣團(tuán)進(jìn)入1000m高度(邊界層高度)的位置.

      由圖4可見,影響廣州地區(qū)較大的區(qū)域?yàn)楹现胁?、江西大部分地區(qū)以及浙江福建沿海地區(qū).低于500m高度的軌跡數(shù)占總數(shù)的73.1%,主要為北路、南路的大部分和東北路的一部分;高于500m低于1000m高度的軌跡數(shù)占總數(shù)的10.8%,主要為北路和東北路的小部分,氣團(tuán)進(jìn)入500m高度位置主要在廣東與江西交界處以及東南沿海海域;高于1000m高度的軌跡數(shù)占總數(shù)的16.1%左右,主要為北路遠(yuǎn)支和東北路的小部分,氣團(tuán)進(jìn)入邊界層的位置在廣東東部、江西中部、東南沿海地區(qū),由于氣團(tuán)來自邊界層外,輸送距離較遠(yuǎn),軌跡點(diǎn)分散于我國(guó)大部分地區(qū).

      地形對(duì)于低層地面的氣流輸送具有顯著的影響.廣東與江西湖南交界南嶺山脈、與福建交界的武夷山脈,對(duì)北路和東路的氣流有阻擋和繞流作用;臺(tái)灣海峽特殊的地形,以及福建沿海丘陵地帶和廣東東部蓮花山脈與臺(tái)灣的中央山脈構(gòu)成了一個(gè)深而長(zhǎng)的“走廊”,導(dǎo)致臺(tái)灣海峽的“狹管”效應(yīng)十分顯著,使得東北路沿海岸線輸送相對(duì)集中;南部為南海,南路氣流可以暢通無阻的到達(dá)廣州地區(qū);西部為東北-西南走向的云開大山,且廣東位于低緯度地區(qū),低層西向氣流較少,因此西路輸送較少.

      通過對(duì)廣州地區(qū)的污染物輸送通道分析可知,影響廣州地區(qū)污染物輸送主要為:北路,途徑湖南東部、江西中西部地區(qū),由廣東東北部到達(dá)廣州地區(qū),大部分為邊界層內(nèi)部污染物輸送;東北路,途徑浙江福建沿海地區(qū),沿東南海岸線輸送,一半左右從邊界層外部進(jìn)入邊界層;南路,源自海洋地區(qū),基本在邊界層以內(nèi)輸送.

      圖4 廣州地區(qū)10m高度全年后向軌跡點(diǎn)分布Fig.4 The track points distribution at 10m in Guangzhou

      由于GDAS資料時(shí)空分辨率偏低,對(duì)軌跡計(jì)算精確度有一定的影響,本文對(duì)于不同輸送通道對(duì)廣州地區(qū)顆粒物濃度的影響主要為定性分析,在未來的工作中,將利用高分辨率精細(xì)化中尺度氣象模式結(jié)合污染源與化學(xué)模式和軌跡模式,得到較精細(xì)的氣象場(chǎng)資料和污染源排放情況,定量分析區(qū)域間空氣質(zhì)量的相互影響.

      3 結(jié)論

      3.1 廣州地區(qū)垂直方向污染物輸送通道可分為六類:北路、東北路、東路、南路、西路、局地輸送.隨高度增加,不同輸送頻率變化不同:北路逐漸減少,至高層與局地輸送合并;東北路逐漸較少,最終消失;東路先增加,后減少;南路基本不變;西路在500m高度以局地輸送形式出現(xiàn),并逐漸增加;局地輸送在不同高度與其他支路輸送合并.

      3.2 受季風(fēng)氣候影響,廣州地區(qū)近地面污染物輸送具有明顯的季節(jié)特征,秋冬季以北路近支為主,春季以東路近支為主,夏季以南路為主.局地輸送和途徑東南沿海的東北路輸送時(shí),PM2.5濃度最大,途徑湖南、江西的北路近支輸送次之,來自南海的南路輸送最小,西北路輸送時(shí),粗顆粒物所占比重明顯增加.

      3.3 影響廣州地區(qū)主要區(qū)域?yàn)楹蠔|南部、江西中部及東南沿海地區(qū).到達(dá)地面的軌跡中83.9%在邊界層內(nèi)部,氣團(tuán)進(jìn)入邊界層的位置集中在在廣東東部、江西中部、東南沿海地區(qū).

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      Characteristics of air pollutant transport channels in Guangzhou region.

      WANG Shi-qiang1,2,3, LEE Wei-biao2,DENG Xue-jiao1,2*, DENG Tao1, LI Fei1, TAN Hao-bo1(1.Guangdong key Laboratory on Regional Numerical Weather Prediction, Institute of Tropical and Marine Meteorology, China Meteorological Administration, Guangzhou 510080,China;2.School of Environmental Science and Engineering, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China;3.Zhuhai Meteorological Bureau, Zhuhai 519000, China). China Environmental Science, 2015,35(10):2883~2890

      Based on the GDAS global meteorological data of NCEP and HYSPLIT model, 72-hour backward trajectories of air flows arriving at Guangzhou were calculated from 2010 to 2012. By using cluster analysis, the vertical structures of pollutant transport channels and the corresponding pollutant concentrations at different channels in Guangzhou were analyzed. Besides, the characteristics of transport trajectories crossing the boundary layer were also discussed in this paper. The results revealed that the pollutant transport channels near the ground (10m) in Guangzhou could be divided into six types, the local, the northeasterly, the northerly, the northwesterly, the easterly and the southerly, respectively. The PM2.5concentrations varied a lot among different channels. In particular, The PM2.5concentrations reached the maximum when local and northeasterly channels dominated, followed by northerly and easterly channels, while southerly channel ranked last. In addition, the ratio of coarse particles in PM10increased obviously in northwesterly channel. The air pollutants arriving at Guangzhou were mainly affected by the southeastern of Hunan province, the central of Jiangxi province and the southeastern of coastal regions. The percentages of trajectories over 1000m were 16.1% while below 500m were 73.1%, concluding that the regional transport of pollutants to the ground level mainly occurred in the boundary layer.

      air pollutant transport channel;backward trajectory;cluster analysis;Guangzhou region

      X51

      A

      1000-6923(2015)10-2883-08

      王世強(qiáng)(1989-),男,河南省平頂山人,工程師,碩士,主要研究方向?yàn)榇髿猸h(huán)境和氣候變化.發(fā)表論文1篇.

      2015-01-20

      國(guó)家自然科學(xué)基金(41475105);科技部公益性(氣象)行業(yè)項(xiàng)目(GYHY201306042);國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2014BAC16B06);國(guó)家“973”項(xiàng)目(2011CB403403);廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2010A030200012,2011A032100006,2012A061400012);廣東省氣象局科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)計(jì)劃(201103)

      * 責(zé)任作者, 研究員, dxj@grmc.gov.cn

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