北京地区山谷风环流对大气污染的影响分析
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山谷风原理
山谷风原理是指在山谷地形中由于地形起伏的影响而产生的风速变化现象。
在山谷地形中,由于山体的遮挡和地势的变化,空气流动受到了很大的影响,产生了相对较强的风速变化。
这一现象在山谷地区经常出现,对于山谷地区的生态环境和气象预报具有重要意义。
山谷风原理主要是由于山谷地形中的地形因素所致。
在山谷地形中,地势的起伏和山体的遮挡会使得空气流动受到很大的影响。
当空气流经山谷中的狭窄部分时,由于气流受到了地形的阻挡,气流速度会加快,产生相对较强的风速。
而当气流流经山谷中的开阔部分时,由于气流受到的阻力较小,气流速度会变慢,产生相对较弱的风速。
山谷风原理对于山谷地区的生态环境和气象预报具有重要意义。
在生态环境方面,山谷风会使得山谷中的空气流动产生变化,对于山谷中的植被分布和生物生长有着很大的影响。
在气象预报方面,对于气象预报员来说,需要考虑山谷风对于天气的影响,以便更加准确地预报天气情况。
为了更好地利用山谷风原理,人们在生活中也采取了一些措施。
例如,在山谷地区的建筑设计中,需要考虑山谷风对于建筑物的影响,以便更好地保护建筑物。
此外,在农业生产中,人们也需要考虑山谷风的影响,以便更好地保护农作物。
山谷风原理是指在山谷地形中由于地形起伏的影响而产生的风速变
化现象。
这一现象在山谷地区经常出现,对于生态环境和气象预报具有重要意义。
为了更好地利用山谷风原理,人们需要在生活和工作中加以注意,以便更好地保护自然环境和人类生产生活。
京津冀地区空气污染情况及对策京津冀地区位于中国华北平原,是中国经济最发达、工业最集中的地区之一。
随着经济的快速增长和城市化进程的加快,空气污染成为京津冀地区的一大难题,严重影响了人们的健康和生活质量。
本文将就京津冀地区的空气污染情况进行分析,并提出一些可能的对策。
1. PM2.5浓度居高不下根据中国环境保护部的数据显示,京津冀地区的PM2.5浓度一直居高不下。
PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,它们容易悬浮于空气中,对人体健康造成危害。
在冬季,特别是取暖季节,PM2.5浓度往往更高,导致空气质量急剧恶化。
2. 工业和交通排放成主要原因京津冀地区作为中国的工业和交通枢纽,工业排放和交通排放是空气污染的主要原因。
工业生产产生的工业废气、废水和固体废物等,以及机动车尾气排放,都对空气质量产生了不小的影响。
3. 地理气候条件导致大气污染难以消散京津冀地区地处华北平原,地势低洼,加上季风的作用,导致大气扩散条件相对较差。
当工业排放和交通排放增加时,大气污染物很难迅速消散,从而导致污染物在空气中积聚,影响空气质量。
4. 雾霾天气频发京津冀地区的雾霾天气频发,给人们的日常生活和出行带来了诸多不便。
雾霾天气下,能见度低、空气质量差,对人体健康和交通安全构成严重威胁。
二、对策建议1. 加强环境监管和法律法规的落实加强环境监管和执法力度,严格执行相关环保法律法规,对违规排放企业进行严厉处罚。
通过强化监管和法律制度建设,督促企业严格执行环保要求,减少排放污染物。
2. 推进工业结构调整和清洁生产鼓励和引导高污染、高能耗产业向京津冀地区以外转移,促进工业结构的优化和升级。
推动企业实施清洁生产技术,降低排放量,减少环境污染。
3. 加大对交通尾气的治理和控制加强对机动车尾气排放的治理和监管,推广清洁能源车辆,提高车辆排放标准。
加大对交通拥堵的治理力度,减少交通导致的尾气排放。
4. 加大生态环境保护力度加大对京津冀地区生态环境保护力度,保护湿地、植被和水源地,防止环境恶化。
第二章 地球上的大气第一讲⎪⎪⎪冷热不均引起大气运动[感性认知——试一试] [理性归纳——记一记] 1.写出图中字母的含义:A 太阳辐射,B地面辐射,C 大气逆辐射。
2.大气中的能量直接来源是__B__(字母)根本来源是__A__(字母)。
2.图示:(在图中填出近地面的冷热状况和气压高低)1.代表高空风的是甲图,代表近地面风的是乙图。
2.F 、F 、F 分别代表的力是水平气压梯考点(一) 大气的受热过程[以“联系”为桥梁——追因溯源·逻辑推理][思维线索][师说考点](一)图解大气的受热过程(二)大气保温作用的应用1.解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响2.分析农业实践中的一些现象(1)我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜。
(2)深秋农民利用燃烧秸秆制造烟雾预防霜冻。
(3)华北地区早春农民利用地膜覆盖进行农作物种植。
(4)干旱半干旱地区果园中铺沙或鹅卵石,不但能防止土壤水分蒸发,还能增加昼夜温差,有利于水果的糖分积累等。
(三)利用大气削弱作用原理分析某地区太阳能的多寡1.高海拔地区(如青藏高原地区)地势高→空气稀薄→大气的削弱作用弱→太阳能丰富2.内陆地区(如我国西北地区)3.湿润内陆盆地(如四川盆地)4.昼夜温差大小的分析分析昼夜温差的大小要结合大气受热过程原理,主要从地势高低、天气状况、下垫面性质几方面分析。
在一定条件下,对流层的某一高度会出现实际气温高于理论气温,甚至是气温随高度的增加而升温的现象,称为逆温。
1.逆温现象的形成及消失过程2.逆温对地理环境的影响[题组冲关]1.(2017·全国卷Ⅰ·节选)我国某地为保证葡萄植株安全越冬,采用双层覆膜技术(两层覆膜间留有一定空间),效果显著。
如图中的曲线示意当地寒冷期(12月至次年2月)丰、枯雪年的平均气温日变化和丰、枯雪年的膜内平均温度日变化。
据此完成(1)~(2)题。
(1)图中表示枯雪年膜内平均温度日变化的曲线是()A.①B.②C.③D.④(2)该地寒冷期()A.最低气温高于-16 ℃B.气温日变化因积雪状况差异较大C.膜内温度日变化因积雪状况差异较大D.膜内温度日变化与气温日变化一致解析:(1)B(2)C第(1)题,双层覆膜具有良好的保温作用,膜内气温应高于当地实际温度,排除③④。
北京的空气污染问题与解决方案近年来,北京的空气污染问题已经成为人们关注的焦点。
雾霾天气不断出现,给人们的生活和健康带来了极大的影响。
如果不采取及时有效的解决措施,不仅会损害北京市民的健康,更会影响中国的整体形象。
因此,我们应该采取积极有效的措施来改善北京的空气质量。
一、污染成因北京的空气污染是由于人为活动和自然因素综合起来造成的。
首先,废气排放是促进空气污染的主要罪魁祸首。
在当地,大型工厂、燃煤电厂、燃油汽车和其他运输工具的大量排放的有毒物质都将污染物质释放到空气中,从而导致了空气质量恶劣。
其次,北京居民的消费行为也是一个很重要的因素。
在自用汽车的使用上,不少老百姓对环保意识淡薄,散乱的停放和控制车速的不足,也会加重污染。
最后,自然因素也会对北京的空气质量产生重要的影响。
例如,在干燥、缺雨或清朗的天气,大气污染和颗粒物的浓度比较高;相反,在降雨或雨雪天气时,大气污染和颗粒物的浓度则会下降。
二、解决方案在这种情况下,必须采取有效的解决方案,以改善北京的空气质量。
具体来说,以下措施可能是有利的:1.实行严格的污染排放控制政策北京市政府应该出台更加严格的污染控制政策。
针对排放物,那些污染排放量高的制造和生产企业应该受到严格的控制和管理。
在机动车的使用上,北京市更新了老旧车辆的政策,并且在车辆年检时加入了核对排放控制的环节。
而且可以鼓励居民购买电动汽车和公共交通的使用,这也可以减少排放污染物的数量。
2.加强对重点工业企业的调查和督查针对那些大型重点工业企业,必须实施更切实、严格的监督和调查,以确保其不致产生大量的污染物质。
政府有必要配备更多的人员进行现场调查,并对不合格行为进行处罚。
3.实行机动车定期检修、维护和淘汰为了加强对机动车的管理,北京市可以推行定期检修、维护和淘汰机动车的政策。
可以对年检合格的车辆进行区别对待,并对那些不合规的车辆进行处罚。
同时,政府可以向居民推广使用电动汽车的概念,这样可以减少使用化石燃料而产生的烟尘。
北京市天气气候特征北京市地处欧亚大陆的东岸边缘,虽东濒海洋,但海洋对本市气候的影响主要体现在夏季,其它季节主要受西风带大气环流的影响,是典型的暖温带半湿润季风型大陆性气候。
北京的地理位置和地形,决定了北京气候的以下特点:1)降水集中且降水强度大。
北京处在大陆干冷气团向东南移动的通道上,每年从10月到翌年5月几乎完全受来自西伯利亚的干冷气团控制,只有6-9月三个多月受到海洋暖湿气团的影响。
所以降水主要集中在夏季,7、8月尤为集中。
降水量的年际变化很大,丰水年和枯水年雨量相差悬殊。
2)降水量地区分布不均。
来自东南的暖湿空气受燕山及太行山的抬升,在山前迎风坡形成多雨区,而背风坡形成少雨区。
3)山前平原增温显著。
冷空气由于受到山脉阻挡以及下沉增温作用,致使北京平原地区冬季气温比临近的同纬度地区偏高,形成山前暖区。
4)风向日变化显著。
“北京湾”的特殊地形使得北京地区山谷风明显,平原地区午后多偏南风,午夜转偏北风。
南口、古北口等地,沿山间河谷形成较周围地区风速明显偏大的风口。
5)四季分明,冬季最长,夏季次之,春、秋短促。
北京各季的气候特点如下:春季:冷暖空气交替活动频繁,气温回升快,干旱多风。
春季降水只占全年降水量的百分之十左右,有“十年九春旱”之说。
升温快,昼夜温差大是春季气候的显著特点之一。
春季短促,约两个月左右即进入夏季,这也是北京大陆性气候的一个特点。
夏季:炎热多雨是其显著特点。
夏季平原区平均气温在25℃左右,7月平均气温最高,在26℃左右。
夏季三个月中,最高气温在30℃以上的日数为53天(观象台,1951~2008年),极端最高气温曾高达40℃以上;夏季雨量集中,约占全年降水量的75%,而7~8月降水量要占65%左右。
经常出现强对流天气,造成暴雨、冰雹和雷雨大风等灾害性天气。
秋季:冷暖适宜、少风少雨,秋高气爽的时光甚短,平均只有50多天,10月底开始,寒冷的西北气流逐渐控制本市,逐渐进入冬季。
冬季:寒冷干燥,多风,季节漫长。
山谷风的形成原理及应用1. 引言山谷风是指在山谷或峡谷地形中形成的一种特殊的气流现象。
山谷风形成的原理与地形、大气条件密切相关,并具有一定的气象学和气候学意义。
本文将介绍山谷风的形成机制和其在应用中的一些具体领域。
2. 山谷风形成原理山谷风的形成主要取决于以下几个因素:2.1 地形山谷或峡谷地形具有一定的地形坡度和高度差。
当地形起伏较大时,山谷风产生的可能性也较高。
2.2 大气环流大气环流对山谷风的形成起着重要作用。
在晴朗的天气状况下,由于山谷和周围地区的温度差异,空气会在地面形成密度不同的气团,从而引发气流运动。
2.3 热力效应热力效应是影响山谷风形成的重要因素之一。
太阳辐射在山谷地形上形成热脉冲,使空气受热上升。
而山谷旁的岩石和土地受热后辐射能量迅速地释放。
这种温差驱动了山谷风的产生。
3. 山谷风的应用领域山谷风不仅是一种气象学现象,还被广泛应用于以下领域:3.1 农业灌溉山谷风在农作物灌溉中有着重要的应用价值。
通过合理利用山谷风的流线分布规律,可以调节灌溉时间和位置,使农田得到更好的渗透和充分的水分供应。
3.2 风能利用山谷风是一种可再生的能源,可以通过风力发电设备进行有效利用。
山谷地形具有较大的地形高差和风速梯度变化,这为风力发电提供了有利条件。
3.3 生态环境调控山谷风的形成和流动有助于改善生态环境。
它可以带走悬浮在空气中的污染物,净化空气,降低空气污染程度。
此外,山谷风还能够降低气温,改善城市热岛效应。
3.4 旅游业开发山谷风的独特景观为旅游业提供了开发和利用的机会。
许多山地旅游目的地都以其壮观的山谷风景而闻名,吸引了大量的游客。
4. 结论山谷风是一种由地形和气候条件共同作用形成的特殊气象现象。
它在农业灌溉、风能利用、生态环境调控和旅游业开发中具有重要的应用价值。
了解山谷风的形成原理和应用领域,可以为相关领域的科研人员和决策者提供参考依据,推动山谷风在实际应用中的发展和利用。
以上为文档示例,仅供参考。
地理环境对城市空气质量的影响在我们生活的城市中,空气质量的好坏直接关系到每一个人的健康和生活质量。
而地理环境作为一个重要的因素,对城市空气质量有着深远的影响。
首先,地形地貌是影响城市空气质量的重要方面。
处于山谷或盆地地形的城市,往往容易出现污染物积聚的情况。
这是因为周围的高山会阻挡空气的流通,使得污染物难以扩散。
比如我国的成都,地处四川盆地,四周被山脉环绕,空气流通相对不畅。
在冬季,静稳天气较多,加上居民取暖等因素,污染物排放增加,而不利的地形导致污染物在城市上空长时间停留,空气质量容易下降。
相反,地势开阔平坦的地区,如一些平原城市,空气流通相对较好,污染物能够更容易地被吹散和扩散。
然而,这并不意味着平原城市就一定拥有良好的空气质量。
如果城市规划不合理,高楼林立形成“风道梗阻”,也会影响空气的流动。
气候条件也是影响城市空气质量的关键因素。
季风气候区的城市,在不同季节风向和风力的变化会对空气质量产生显著影响。
夏季盛行的偏南风往往带来较为清洁的空气,而冬季盛行的偏北风可能会携带来自北方地区的污染物。
比如,位于我国东部季风区的上海,夏季东南风带来海洋上的清新空气,空气质量相对较好;而冬季,当西北风盛行时,如果上游地区存在污染排放,可能会对上海的空气质量造成一定压力。
降水对于空气质量的改善起着重要作用。
雨水能够冲刷空气中的污染物,使其随着雨水降落到地面,从而有效地降低空气中污染物的浓度。
但在一些干旱少雨的地区,如我国西北地区的部分城市,由于缺乏雨水的冲刷,污染物更容易在空气中积累,导致空气质量不佳。
此外,海陆位置对城市空气质量也有一定的影响。
沿海城市通常能够享受到海洋气流带来的新鲜空气,而且海洋上空的大气相对较为清洁。
同时,海风还能促进城市空气的流通和污染物的扩散。
例如,我国的青岛、厦门等沿海城市,由于海洋的调节作用,空气质量相对较好。
相比之下,内陆城市远离海洋,空气交换相对较少,污染物的扩散条件相对较差。
高一山谷风知识点山谷风是高一地理课程中的一个重要知识点,它是指山谷地带的风。
山谷本身是一种地形,是由连续的山脉和连续的山脉之间的河谷形成的。
而山谷风就是在山谷地带形成的气流运动。
下面将从形成原因、运动特点以及对生态环境的影响等方面进行论述。
首先,谈到山谷风的形成原因,我们需要先了解地形对风的影响。
风的形成是由于大气中的气压差异引起的,即高压区流向低压区。
而山谷地带由于山脉的遮挡作用,导致山谷一侧的空气压力较低,而山脉另一侧的空气压力较高。
这种压力差异造成了山谷风的形成。
其次,山谷风的运动特点是值得探讨的。
由于山谷两侧的气压差异,空气呈现从高压区向低压区的流动。
在山谷的一侧,空气受到陡峭山坡的阻挡,无法顺利通过,于是它只能绕过山脉顶部或通过狭窄的山口,从而形成了“逆风”现象。
而在山谷的另一侧,空气能顺利通过山谷,但由于山谷的狭窄,空气速度会加快,形成“风口效应”。
这种不同的风速使得山谷风具有一定的方向性和强度。
山谷风对生态环境有着重要的影响。
首先,山谷风对气候的形成具有重要作用。
由于山谷地形的不同,山谷风的运动会对气温和湿度产生影响。
在温暖的气候中,山谷风通过流通和对流作用,能够将湿润的空气带到地表,提高湿度和降低温度。
而在寒冷的气候中,山谷风则能够加速冷空气的流动,使得气温更加寒冷。
此外,山谷风还会影响降水分布,使得山谷地带的降雨量较其他地区更多。
其次,山谷风对植被生长和土壤侵蚀也有一定的影响。
山谷风的流动会影响植物的生长,它会改变植物叶片的形状、根的生长方向,进而影响植物的生长和繁衍。
同时,山谷风也会加速土壤的风蚀作用,导致土壤的侵蚀和流失。
这对山谷地带的生态环境和土地利用带来了一定的挑战。
最后,山谷风还对人类活动产生影响。
山谷地带通常被认为是适合发展农业的区域。
山谷风的形成和运动为农作物的生长提供了一定的条件,但也对作物的选择和种植方式提出了一定的要求。
此外,山谷风还对风能资源的开发利用提供了机会,可以用于发电等方面。
山谷风形成的原因和对天气的影响_白天风从山谷吹向山坡,这种风叫谷风;到夜晚,风从山坡吹向山谷,这种风称山风。
山风和谷风总称为山谷风。
山谷风的形成原理跟海陆风类似。
白天,山坡接受太阳光热较多,成为一只小小的加热炉,空气增温较多;而山谷上空,同高度上的空气因离地较远,增温较少。
于是山坡上的暖空气不断上升,并在上层从山坡流向谷地,谷底的空气则沿山坡向山顶补充,这样便在山坡与山谷之间形成一个热力环流。
下层风由谷底吹向山坡,称为谷风(见图5-41)。
到了夜间,山坡上的空气受山坡辐射冷却影响,加热炉变成了冷却器,空气降温较多;而谷地上空,同高度的空气因离地面较远,降温较少。
于是山坡上的冷空气因密度大,顺山坡流入谷地,谷底的空气因汇合而上升,并从上面向山顶上空流去,形成与白天相反的热力环流。
下层风由山坡吹向谷地,称为山风。
谷风的平均速度约每秒2-4米,有时可达每秒7-10米。
谷风通过山隘的时候,风速加大。
山风比谷风风速小一些,但在峡谷中,风力加强,有时会吹损谷地中的农作物。
谷风所达厚度一般约为谷底以上500-1000米,这一厚度还随气层不稳定程度的增加而增大,因此,一天之中,以午后的伸展厚度为最大。
山风厚度比较薄,通常只及300米左右。
在晴朗的白天,谷风把温暖的空气向山上输送,使山上气温升高,促使山前坡岗区的植物、农作物和果树早发芽、早开花、早结果、早成熟;冬季可减少寒意。
谷风把谷地的水汽带到上方,使山上空气湿度增加,谷地的空气湿度减小,这种现象,在中午几小时内特别的显著。
如果空气中有足够的水汽,夏季谷风常常会凝云致雨,这对山区树木和农作物的生长很有利;夜晚,山风把水汽从山上带入谷地,因而山上的空气湿度减小,谷地空气湿度增加。
在生长季节里,山风能降低温度,对植物体营养物质的积累,块根、块茎植物的生长膨大很有好处。
山谷风还可以把清新的空气输送到城区和工厂区,把烟尘和漂浮在空气中的化学物质带走,有利于改善和保护环境。
山谷风的形成研究报告引言山谷风是一种在山谷中形成的风,具有特定的气候和地形环境。
它在地球大气环流和地形影响下形成,并对山谷地区的气候和生态环境具有重要影响。
因此,研究山谷风的形成机制对于理解山地地区的气候和生态环境具有重要意义。
本研究旨在通过对山谷风形成的环境因素、气候特征和形成机制进行研究,探讨山谷风在山地地区的影响和作用,为山地地区的气候和生态环境研究提供参考。
一、山谷风的环境因素山谷风的形成受到多种环境因素的影响,主要包括地形、气候和植被等因素。
地形是山谷风形成的主要因素之一,山脉的高差和形状对山谷风的形成和强度具有重要影响。
另外,气候条件也是山谷风形成的重要因素,气温、湿度和气压等气候要素对山谷风的形成和强度具有明显影响。
此外,植被的分布和密度也会对山谷风产生一定的影响,植被对地表风速和风向具有一定的调节作用。
二、山谷风的气候特征山谷风是山地地区特有的一种风,具有一定的气候特征。
首先,山谷风的形成与地形密切相关,山谷地区的地形起伏和起伏对山谷风的形成和强度有着显著的影响。
其次,山谷风的强度和方向会随着地表气温和气压的变化而变化,因此在不同季节和不同天气条件下,山谷风的特征也会有所差异。
再者,山谷风的气候特征还体现在其对局地气候的影响上,山谷风对局地气温和湿度具有一定的影响,进而影响局地的气候环境。
三、山谷风的形成机制山谷风的形成机制是一个复杂的过程,受到地球大气环流和地形影响的共同作用。
由于山地地区的地形复杂多变,地形起伏和梯度不同会导致局地气流的不同,形成山谷风。
一般来说,当山脉对流层流的流向与其斜坡垂直时,会形成较强的山谷风,而当山脉对流层流的流向与其斜坡平行时,山谷风的形成则较弱。
此外地表的摩擦力以及地面的地温差异对山谷风的形成也有影响,这些因素共同作用导致山谷风在山地地区形成。
四、山谷风的影响和作用山谷风在山地地区具有一定的气候和环境影响。
首先,山谷风对山地地区的气温和湿度有着一定的调节作用,它能够带来相对较高的温度和相对较低的湿度,对山地地区的气候环境产生一定的影响。
北京地区山谷风环流对大气污染的影响分析陈洪灏(1)李炬(2)(1)南京大学大气科学系(2)中国气象局北京城市气象研究所(北京,100089)摘要:关键词:北京地区;山谷风环流;空气污染1、前言大气中可吸入颗粒物一般而言是指空气动力学直径小于或等于10μm 的悬浮颗粒物(PM10)。
其中,空气动力学直径小于或等于2.5μm 的细粒子PM2.5,因易于富集空气中有毒重金属、酸性氧化物、有机污染物、细菌和病毒等,对人体健康的危害远比空气动力学直径在2.5μm~10μm之间的粒子大。
有研究表明,可吸入颗粒物在大气中停留时间长达7~30天,输送距离可以超过到几百公里。
国内外大量流行病学和毒理学研究所证实可吸入颗粒物对人类呼吸系统、心肺功能等的危害性。
尤其是对于老人、儿童和已患心肺病者等敏感人群,具有较大风险。
不仅如此,空气中的颗粒物还降低了能见度,在酸沉降、气候强迫、大气化学成分循环等方面具有重要作用,对城市天气和气候也有重要影响。
首都北京,是我国的政治经济文化中心,也是一个人口超过千万人的超大城市。
约50%人口分布在占全市面积不足7%的市区内,市区人口稠密,燃料消耗量大。
近年来,随烟气及汽车尾气排放的PM10每年超过5 万吨,另外城市建筑、市政等大量工程施工,物料堆放,地面裸露等产生的扬尘也是PM10 的主要来源。
市区每年无组织排放PM10总量大于9万吨。
不仅如此,由于地处华北平原,冬春季干冷多风,北京PM10区域背景浓度很高。
据北京市环保局公布的2004~2006年空气质量公报结果,北京市区内PM10年平均浓度依次为151、144、162μg·m-3,超过国家二级标准44~62%以上,空气质量超标日中,首要污染物PM10的天数分别多达96%、98%和99%。
控制可吸入颗粒物污染是北京市目前乃至今后相当长一段时间内大气污染防治工作重点。
机动车排放污染物已经成为城市空气污染的主要来源之一,相关研究已成为国内外许多科学家关注热点。
Cantanho对巴西圣保罗的PM10源强分布作了研究, 得到结论为PM10的重要来源是汽车尾气。
L.Y.Chan等研究指出,机动车排放污染逐渐成为发达城市大气污染的主要源。
在广州、珠海等地做了一系列的交通大气污染观测试验研究结果表明, PM10浓度主要来自不同交通工具的污染排放。
而且与这些污染物有关的疾病发生率在总疾病发生率中占很大比重。
随着城市化进程的加快,我国机动车保有量迅速增长和,城市大气污染类型正在由煤烟型向混合型和机动车污染型转化。
北京机动车保有量从2003年200万辆,到2008年已突破350万辆。
机动车尾气的直接排放、以及排放物二次转化形成的颗粒物已占到整个颗粒物排放相当的比例。
王英利用北京市8 个国控点污染物浓度数据,分析了北京各区域大气污染分布与季节变化特征,发现机动车排放污染最明显的季节与大气污染最严重的季节明显重合,说明机动车排放对北京市大气污染贡献的重要程度。
许艳玲用中尺度气象模式ARPS与空气质量模式CMAQ对北京空气污染进行了数值模拟,结果表明交通扬尘对北京市大气PM10影响显著。
陈建华等对北京市交通路口大气颗粒物与交通流量的关系进行了研究,也印证了汽车尾气对大气颗粒物的显著贡献。
气象条件可以对可吸入颗粒物浓度空间分布、二次污染物的形成和转化等产生重要影响。
背景环流、局地中小尺度环流以及边界层结构、降水过程等,影响了大气污染物的输送、扩散、二次转化过程以及干湿沉降,进而影响污染物浓度和空间分布。
污染过程的形成总是伴随着特定的天气条件而产生,其终结往往也是由于降水、大风等天气的出现而结束。
有关北京地区气象条件和污染物关系的工作比较多,比较有代表性的有:孟燕军等对有利于和不利于污染物扩散的天气类型进行了研究。
王淑英等根据两年多的污染物资料和和气象要素观测资料,分析了PM10大于等于4 级污染日年、季及随不同天气类型的变化特征,归纳了不同天气类型PM10大于等于4 级污染日的气象条件。
苏福庆分析了2000 —2001 年采暖期重污染天气型演变、垂直温湿层结结构及区域污染特征,分析结果表明:华北平原区域性同步污染现象受制于高空持续稳定的西风及低空各类稳定的天气型配置。
北京地形复杂,城市位于容易造成污染物堆积的“北京湾”。
具有日变化特征的中尺度山谷风环流,会对污染物输送、扩散和累积产生重要影响。
研究不同季节、天气条件下日变化山谷风的特征和规律,以及环流对大气可吸入颗粒物的影响和作用,具有重要科学价值和应用前景。
国际上对山谷风的研究有很多,按研究对象可分为斜坡流(Slope Wind)、峡谷风(Valley Wind)、横跨山谷的风(Cross-valley Wind)、山区-平原环流(Mountain-plain Circulation)和高原/盆地风(plateau/Basin Wind)等。
在斜坡流的研究中,科学家寻找一些相对简单的地形进行观测,并结合数值模式模拟进行分析。
但由于每个斜坡都有其独特的特征(坡度、地表覆盖、植被、朝向等),很难得到具有普遍适用性的结论。
因此,在研究过程中,都需要根据斜坡特征和实地情况来进行具体观测和分析。
峡谷风是指沿着山谷走向的气流。
这种沿山谷走向在白天和夜间方向相异的气流,是由于谷地上方与同高度平原上方空气存在气压梯度而形成,通常是闭合的环流。
这方面的研究很多,如Hawkes 1947和Whiteman 1986的研究。
国外科学家还研究了斜坡风和峡谷风之间的关系、谷中逆温层变化与斜坡风和下谷风关系、以及山谷中污染物的扩散和输送日变化。
还有一种是横跨山谷的风,主要是山谷两侧不同朝向的坡地接收到的日照不同,因此而产生的横跨山谷气流。
这样的气流会将谷底中央的污染物吹向山谷的某一侧,甚至越过山脊边缘(Bader & Whiteman 1989)。
山区-平原环流与斜坡风和峡谷风相比尺度上更大。
Reiter和Tang用850mb资料分析了美国中西部山区-平原之间环流。
这些环流风向不仅存在季节变化(所谓的“高原季风”),而且也有日变化差异。
更重要的意义在于,山区-平原之间环流不仅会带来吹向山区的水汽,而且会造成污染物远距离输送。
高原/盆地风系统则从高原或盆地的角度,研究上述几种气流以及它们之间的相互作用在高原或盆地形成的流场。
比较有代表性关于高原风的研究就是对墨西哥高原(Bossert 1997, Whiteman 2000)的研究,这其中包括研究地方风系统如何影响墨西哥城的空气污染。
因为更加容易发生空气污染事件,盆地风系统、冷池以及对空气污染影响也被学者广泛关注和研究。
北京地处太行山和燕山山脉交界,周边地形地貌复杂多变。
两山相交形成的向东南方向展开的半圆形大山湾俗称“北京湾”。
北京市区就处于山湾环抱的平原,平原地区与山区海拔高差最大超过1800米。
由于所处的特殊复杂地形以及随之产生的山谷风环流,不仅造成“北京湾”容易在本地污染排放和外来污染物输送的共同影响下形成污染物的堆积,而且山谷风环流可以导致污染物在“北京湾”内往复输送和累积。
已有不少观测资料分析、数值模拟的工作从不同角度讨论和分析了北京地区日变化的山谷风。
这些工作大多基于对个例的观测分析和模拟,缺乏用较长时间观测资料的统计分析。
李玉英对北京地区的流场进行了分析,认为:在平稳、小风天气形势下,热岛环流和山谷环流会显示出来。
胡小明等分析了北京夏季和冬季风场和温度场,证实了夏季地面存在的日变化风场,认为而这种日变化风场在冬季会不明显。
蔡旭晖用风场诊断方法和观测资料对北京低层大气背景流动情况进行分析,也得到了类似的结果:秋冬多受强天气系统影响,春夏更多表现出局地中尺度热力环流特征。
仲季芹用RAMS中尺度模式模拟了稳定天气条件下的边界层环流,并讨论了山谷风环流和热岛环流之间的相互作用。
刘树华等用MM5模式模拟了京津冀地区不同季节温度场和风速场等边界层特征量及其变化特征,并分析讨论了该地区存在的山谷风、海陆风、热岛环流的耦合效应。
除上述研究外,还有不少研究是从区域的角度来分析北京地区空气污染与华北区域性流场输送的关系。
但在这些工作中,没有对局地山谷风环流对污染物的影响作用和机制进行专门分析。
苏福庆等提出,太行山山前、燕山山前常年存在输送汇。
输送汇及其摆动常造成华北平原及北京地区区域大气污染物汇聚,是形成重污染区的主要形式。
在弱气压场或均压场背景下,地方性山风及山前串状城市热岛群形成的热动力低压环流,是输送汇形成的主因。
苏福庆还对北京边界层外来污染物输送通道进行了研究,指出:西南风带汇发生频率占45%,东南风带汇占36%,东风风带汇占19%。
蔡旭晖对一次重污染过程个例用印痕方法进行了分析,也揭示了北京西南方向的输送通道。
任阵海利用多台激光雷达对一次北京重污染过程进行了观测和分析,指出:除区域性大气输送汇对污染粒子分布产生影响外,地区尺度主导风环境场中的静风汇和输送汇的城市尺度摆动时影响污染粒子浓度分布的重要原因。
这种局地的流场正是山谷环流和热岛环流相互作用的体现。
蔡旭晖等还用风场诊断和随机游走扩散模拟的方法,分析北京城区污染物输送扩散作用对郊外清洁对照点(定陵站) 浓度监测结果的影响,从另一个侧面说明了山谷风可能的影响作用。
2000年,北京出现了多次,大量,程度严重的沙尘活动,北京的沙尘暴成为了妇幼皆知,街谈巷议的热点话题,甚至惊动了党中央,开始重拳治理,取得了一定的成效。
随着2008北京奥运会的到来,环境治理工作愈发重要,为了更进一步提高北京的空气质量,北京市政府甚至提出了“单双号限行”的政策限制机动车的数量,但是从环保局的观测数据上看,效果并没有想象中的那么那么理想,依然出现了多次的重度污染过程。
§1.北京地区山谷风环流大气的运动是复杂的,受到众多的因素影响,但是大气的运动也会出现一些典型的周期事件,例如:以季节变换为周期的季风风系,对流层大气环流的年际变化。
在山谷地区,同样也可以观测到这样周期性风系特征,对局地的气象条件产生影响,这种山地地区的以日为变化周期的周期性风系就是山谷风。
§1.1 山谷风的形成机理山谷风的形成机理和海陆风十分相似,都是由热力效应驱动的,如果山坡顶上空气在初始条件下是平静,无云的。
白天,山顶吸收更多的太阳辐射热量,因此,山顶的空气比同一海拔的自由大气的温度要高。
在较冷的自由大气中的垂直气压梯度大于在山顶附近的较暖的空气中的气压梯度。
这意味着在给定山坡加热影响高度上,气压变得高于远离山坡的点的气压。
这种水平气压梯度力使空气离开山坡流向气压更低的地方。
山脚地区的空气沿上坡上升补充,既是谷风,谷地高空的空气沿反方向流向谷地,叫反谷风,并配合谷风形成环流。
夜间,由于山坡上强烈的辐射冷却,使山顶的空气迅速冷却,密度增大沿坡面下滑流入谷地,形成山风,谷底的空气因辐合而上升,并在谷地上空流动成为反山风,形成与白天完全相反的热力环流。