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随着我国城市化进程的加快,环境空气质量在国家环境保护中的地位日趋重要。沙尘天气作为一种不可忽视的大气和生态环境问题之一,越来越受到人们的关注,对沙尘天气开展更为广泛、深入的研究,特别是对环境空气质量的影响研究,在人们日益注重生存质量的今天就显得尤为重要。据此论文开展了沙尘天气对环境空气质量的影响与环境空气质量预报研究,为更加准确的进行环境空气质量预报提供方法,并为环境质量污染控制与决策者提供科学依据。
文中首先分析了2001年1月1日至2004年12月31日我国北方18个城市环境中可吸入颗粒物的季节与年季特征,研究了我国近年来系统性沙尘天气发生的情况、沙尘天气发生年度变化和沙尘影响指数,以及沙尘天气的源区、路径和预报预警。然后详细地分析了2002年3月15日至20日激光雷达观测北京地区的沙尘过程、颗粒物粒径分布特征以及极轨气象卫星、静止气象卫星观测沙尘的逐时演变结果。研究并提出了基于沙尘浓度的沙尘天气分级标准,并对沙尘天气分级的实用性进行了分析。
在上述分析的基础上,开展了环境空气质量污染预报的特征及方法研究,并对污染物数值预报的理论及模式系统进行了详尽的分析,比较研究了我国不同地区的空气污染预报方法。文章最后采用数值试验方法,定量预测边界层气象场和污染物浓度的时空分布,将实际天气、生态下垫面和大气质量实况、数值模拟边界层局地气象场和城市大气质量(PM10和O3)的影响程度、范围相结合,利用预报模式系统进行了济南空气质量预报的实例分析,通过耦合模式系统着重分析了济南地区局地气象场和大气质量的特征。研究结果表明,本文所发展的可预测理化生过程的耦合模式系统,对济南市大环境参数现状所作的精细模拟,其效果是较好的,表明了模式系统的可靠性,运用耦合模式系统作改变生态下垫面的调控试验是可行的,且具有较高的时空分辨率。