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北京大气臭氧及其前体物观测和模拟研究
中文名称: 北京大气臭氧及其前体物观测和模拟研究
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论文编号: 3730612收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: Measurements and Simulations of Ozone and Its Precursors in Beijing
学位类型: 硕士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 大气物理学与大气环境
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 臭氧(O_3) 臭氧前体物 气象条件 光化学模式 简化计算方法 观测数据 浓度
简介目录: 点击此处 免费索取本论文简介和目录>>
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论文简介:近年来,北京及周边地区经济的高速发展引起大量大气污染物排放到大气,给北京大气环境造成了严重影响,其中,光化学污染是最严重的大气环境污染事件之一。研究近地面大气03和其前体物浓度的时间变化规律、垂直分布及其影响因素对大气污染防治具有十分重要的现实意义。 本文利用北京325米气象铁塔多层观测数据,系统分析了2004年9月至10月近地面O3及NO、NO2、CO等O3前体物浓度以及同期的风场、气温等气象条件,一定程度上得到了O3浓度的时间变化规律、垂直分布特征及与其前体物浓度、气象条件的相关关系,并利用光化学模式对O3生成量进行了模拟,最后比较了简化计算和模拟两种方法所得到的O3生成率结果。本文主要研究结果归纳如下: O3日浓度变化呈明显的单峰型特征,边界层内存在明显的O3浓度垂直差异,白天差异较小,夜晚差异较大。O3浓度一般在午后达到最高值,夜间到日出前后出现最低值。280m O3浓度峰值平均出现时间稍晚,且峰值维持时间较长。SO2体积分数日变化较小,47 m高度处SO2浓度明显高于8 m处浓度。NOx和CO体积分数存在典型的日变化,一般情况下,在白天11:00-18:00时间段,NOx和CO体积分数会出现低值,夜间21:00到次日凌晨维持高值,与O3浓度的日变化特征具有很好的反位相关系。NO呈双峰型日变化特征,两个峰值分别出现在每天的大约8:00和23:OO。O3与CO体积分数的变化存在一定的负相关;NOx、CO体积分数存在很好的相关性,两者的相关系数可达到0.6以上。 通过对比同期差分吸收光谱技术(DOAS:Differential Optical Absorption Spectroscopy)观测数据,我们发现DOAS观测方法与常规定点观测(325米气象铁塔)所获得的结果具有较好的一致性。北京大气中O3在晴朗微风天气系统控制下浓度值较高,一次冷锋系统过境(偏北气流)带来的大风和降水使得大气中O3浓度明显降低,但冷锋系统过境后,O3浓度又会逐渐积累升高,呈现明显的“积累-消耗-积累”循环变化规律。另外,通过对一次冷锋系统过境前后CO、NO及甲苯(TOL)和二甲苯(XYL)的浓度进行观测发现,冷锋系统能使大气中CO、ToL和XYL浓度明显降低,而对NO浓度的影响则没有那么明显。 最后,本文利用光化学模式模拟了冷锋系统过境前后O3的生成量,模拟和观测具有较好的一致性。在此基础上,比较和分析了简化计算和模拟两种方法所得到的O3生成率,结果表明,两种方法得到的O3生成率及其变化特征比较接近,特别是在晴天气象条件下两种方法得到的结果一致性最好。
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