科研進展
大氣重污染事件研究進展-以甘肅蘭州為例
蘭州市作為中國西北地區(qū)重要的工業(yè)基地和綜合交通樞紐，是絲綢之路經(jīng)濟帶的重要節(jié)點城市。由于其特殊的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和典型的地形地貌，長期以來是我國大氣環(huán)境研究和管理實踐的重要區(qū)域。隨著國家大氣環(huán)境管理目標的不斷深化，特殊天氣條件下多種污染物間的相互關(guān)系成為支撐政府綜合管控亟需的科學問題。目前，針對蘭州市已開展的研究多側(cè)重于單一污染物的分析，對多種污染物及其相互作用，以及大氣環(huán)流等對污染物濃度影響的深入研究較欠缺。
中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院（以下簡稱“西北研究院”）高曉清研究員團隊利用蘭州市大氣綜合觀測站（超級站）2020-2021年SO2、NO2、CO、O3、PM2.5和PM10濃度數(shù)據(jù)及其同期氣象資料以及NCEP（National Center for Environmental Prediction，美國國家環(huán)境預報中心）逐日再分析資料，分析了蘭州市一次超強沙塵暴天氣過程引起的重污染事件（2021年3月14日-3月20日）大氣污染物濃度的時序變化特征、相互作用及其與氣象要素、大氣環(huán)流和風場的關(guān)系，并對重污染天氣污染物來源及濃度變化的原因進行了探討。結(jié)果表明：（1）PM10和PM2.5質(zhì)量濃度均值分別為3646.0μg/m3和668.0μg/m3（圖1），PM2.5/PM10比值小于30%，說明此次重污染事件是由PM10引起。（2）蘭州上空高壓脊長時間存在，使得風速較小或趨于靜風，削弱了近地面污染物的輸送與擴散（圖2）。（3）PSCF和CWT方法分析顯示PM2.5污染源主要是甘肅省的河西走廊地區(qū)，PM10污染源主要是蘭州東南地區(qū)?？傊舜翁m州市大氣重污染事件主要由特殊的地形、穩(wěn)定的大氣環(huán)流及污染源輸送共同造成。建議跨區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控，達到控制污染源，減少跨區(qū)域輸送，協(xié)同控制污染物濃度。
該成果以 The pattern and mechanism of an unhealthy air pollution event in Lanzhou, China 為題發(fā)表于 Urban Climate 2023年第48卷。西北研究院高曉清研究員為論文通訊作者，碩士生周惜蔭為論文第一作者。該研究獲中國科學院青年創(chuàng)新促進會優(yōu)秀會員“盆地空氣污染氣象學”（Y2021111）、甘肅省杰青基金“蘭州重污染天氣大氣環(huán)境特征與應急策略研究”（20JR10RA037）共同資助。
圖1 2021年3月14日-20日蘭州市氣態(tài)污染物和顆粒物日均濃度變化
（a）氣態(tài)污染物日均濃度變化 （b）顆粒物日均濃度變化
圖2 2021年3月15日-18日500hPa位勢高度場（a）~（d）、地面氣壓場（e）~（h）和10 m 風場（i）~（l）
