Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự dao động của nồng độ PM2.5 bề mặt do sự thay đổi của gió Đông và gió Nam tại Bắc Kinh: Các cơ chế và tác động
Tóm tắt
Chúng tôi đã sử dụng các phép đo đồng thời nồng độ PM2.5 bề mặt và hồ sơ dọc về nồng độ aerosol, nhiệt độ, và độ ẩm, cùng với các mô phỏng mô hình chất lượng không khí khu vực, để nghiên cứu một sự kiện ô nhiễm aerosol tại Bắc Kinh từ ngày 15 đến 19 tháng 11 năm 2016. Các tác động tiềm năng của gió Đông và gió Nam đến nồng độ bề mặt và hồ sơ dọc của ô nhiễm PM2.5 đã được điều tra. Gió Đông thuận lợi đã tạo ra chuyển động đi lên mạnh và có khả năng vận chuyển ô nhiễm PM2.5 từ bề mặt lên các tầng cao hơn của khí quyển. Số lượng ô nhiễm PM2.5 bề mặt được vận chuyển bởi gió Đông phụ thuộc vào sức mạnh và chiều cao của chuyển động đi lên mà gió Đông tạo ra và chiều cao ban đầu của gió đi lên. Một lượng lớn ô nhiễm PM2.5 đã được vận chuyển lên các tầng cao hơn của khí quyển bởi gió đi lên có chiều cao ban đầu thấp hơn. Các chất ô nhiễm đã được pha loãng bởi gió Đông từ các khối không khí từ biển sạch. Lớp nghịch nhiệt bị phá hủy bởi gió Đông và các chất ô nhiễm bề mặt cùng với các khối không khí ấm sau đó được nâng lên các tầng cao hơn của khí quyển, nơi chúng thiết lập lại một lớp nghịch nhiệt đa tầng. Khu vực nghịch nhiệt này đã được củng cố bởi gió Nam, làm gia tăng mức độ nghiêm trọng của ô nhiễm. Một xoáy đã được hình thành bởi gió Nam dẫn đến sự hội tụ của không khí dọc theo dãy núi Taihang. Các chất ô nhiễm đã được vận chuyển từ tỉnh Hà Bắc miền Trung – phía Nam đến Bắc Kinh trong lớp ranh giới. Sự dẫn nhiệt ấm liên quan đến gió Nam đã làm tăng cường lớp nghịch nhiệt do gió Đông tạo ra và một lớp ranh giới ổn định hơn đã được hình thành. Lớp có nồng độ PM2.5 cao trở nên sâu hơn với sự tồn tại lâu dài của gió Nam ở một chiều sâu nhất định. Các khối không khí ô nhiễm sau đó đã dâng lên qua dãy núi Taihang phía Bắc tới các vùng núi phía Bắc tỉnh Hà Bắc.
Từ khóa
#PM2.5 #ô nhiễm không khí #gió Đông #gió Nam #Bắc Kinh #nghịch nhiệtTài liệu tham khảo
Cai, W. J., K. Li, H. Liao, et al., 2017: Weather conditions conducive to Beijing severe haze more frequent under climate change. Nature Climate Change, 7, 257–262, doi: 10.1038/nclimate3249.
Duan, F. K., K. B. He, Y. L. Ma, et al., 2006: Concentration and chemical characteristics of PM2.5 in Beijing, China: 2001–2002. Sci. Total Environ., 355, 264–275, doi: 10.1016/j.scitotenv.2005.03.001.
Fu, G. Q., W. Y. Xu, R. F. Rong, et al., 2014: The distribution and trends of fog and haze in the North China Plain over the past 30 years. Atmos. Chem. Phys. Discuss., 14, 16123–16149, doi: 10.5194/acpd-14-16123-2014.
Gao, M., S. K. Guttikunda, G. R. Carmichael, et al., 2015: Health impacts and economic losses assessment of the 2013 severe haze event in Beijing area. Sci. Total Environ., 511, 553–561, doi: 10.1016/j.scitotenv.2015.01.005.
He, K. B., F. M. Yang, Y. L. Ma, et al., 2001: The characteristics of PM2.5 in Beijing, China. Atmos. Environ., 35, 4959–4970, doi: 10.1016/S1352-2310(01)00301-6.
Hong, C. P., Q. Zhang, K. B. He, et al., 2017: Variations of China’s emission estimates: Response to uncertainties in energy statistics. Atmos. Chem. Phys., 17, 1227–1239, doi: 10.5194/acp-17-1227-2017.
Hou, Q., X. Q. An, Y. Wang, et al., 2012: An assessment of China’s PM10-related health economic losses in 2009. Sci. Total Environ., 435-436, 61–65, doi: 10.1016/j.scitotenv.2012.06.094.
Hou, Q., X. Q. An, T. Yan, et al., 2016: Assessment of resident’s exposure level and health economic costs of PM10 in Beijing from 2008 to 2012. Sci. Total Environ., 563–564, 557–565, doi: 10.1016/j.scitotenv.2016.03.215.
Huang, R. J., Y. L. Zhang, C. Bozzetti, et al., 2014: High secondary aerosol contribution to particulate pollution during haze events in China. Nature, 514, 218–222, doi: 10.1038/nature13774.
Jiang, C., H. Wang, T. Zhao, et al., 2015: Modeling study of PM2.5 pollutant transport across cities in China’s Jing–Jin–Ji region during a severe haze episode in December 2013. Atmos. Chem. Phys., 15, 5803–5814, doi: 10.5194/acpd-15-3745-2015.
Li, Y. R., C. X. Ye, J. Liu, et al., 2016: Observation of regional air pollutant transport between the megacity Beijing and the North China Plain. Atmos. Chem. Phys., 16, 14265–14283, doi: 10.5194/acp-16-14265-2016.
Liu, C. H., Y. Cao, and J. L. Fu, 2013: An objective analysis algorithm based on the variational method. Acta Meteor. Sinica, 71, 1172–1182, doi: 10.11676/qxxb2013.091. (in Chinese)
Liu, L. L., and L. L. Wang, 2015: Characteristics of winter heavy pollution episodes and meteorological causes and structures of boundary layer in Tianjin. Climatic Environ. Res., 20, 129–140, doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2014.14096. (in Chinese)
Liu, S. H., Z. X. Liu, J. Li, et al., 2009: Numerical simulation for the coupling effect of local atmospheric circulations over the area of Beijing, Tianjin, and Hebei Province. Sci. China Earth Sci., 52, 382–392, doi: 10.1007/s11430-009-0030-2.
Liu, X. G., J. Li, Y. Qu, et al., 2013: Formation and evolution mechanism of regional haze: A case study in the megacity Beijing, China. Atmos. Chem. Phys., 13, 4501–4514, doi: 10.5194/acpd-12-16259-2012.
Liu, Z. R., B. Hu, Q. Liu, et al., 2014: Source apportionment of urban fine particle number concentration during summertime in Beijing. Atmos. Environ., 96, 359–369, doi: 10.1016/j.atmosenv.2014.06.055.
Quan, J., Q. Zhang, H. He, et al., 2011: Analysis of the formation of fog and haze in North China Plain (NCP). Atmos. Chem. Phys. Discuss., 11, 11911–11937, doi: 10.5194/acp-11-8205-2011.
Quan, J. N., X. X. Tie, Q. Zhang, et al., 2014: Characteristics of heavy aerosol pollution during the 2012–2013 winter in Beijing, China. Atmos. Environ., 88, 83–89, doi: 10.1016/j.atmosenv.2014.01.058.
Song, C., P. Tao, and L. Yao, 2015: Analysis of the characteristics and evolution modes of PM2.5 pollution episodes in Beijing, China during 2013. Int. J. Environ. Res. Publ. Health, 12, 1099–1111, doi: 10.3390/ijerph120201099.
Song, Y., X. Y. Tang, S. D. Xie, et al., 2007: Source apportionment of PM2.5 in Beijing in 2004. J. Hazard. Mater., 146, 124–130, doi: 10.1016/j.jhazmat.2006.11.058.
Sun, J. S., 2005: The effects of vertical distribution of the lower level flow on precipitation location. Plateau Meteor., 24, 62–69, doi: 10.3321/j.issn:1000-0534.2005.01.010. (in Chinese)
Sun, Y. L., Q. Jiang, Z. F. Wang, et al., 2014: Investigation of the sources and evolution processes of severe haze pollution in Beijing in January 2013. J. Geophys. Res., 119, 4380–4398, doi: 10.1002/2014JD021641.
Sun, Z. B., X. Q. An, Y. Tao, et al., 2013: Assessment of population exposure to PM10 for respiratory disease in Lanzhou (China) and its health-related economic costs based on GIS. BMC Public Health, 13, 891, doi: 10.1186/1471-2458-13-891.
Sun, Z. B., X. N. Liao, Z. S. Wang, et al., 2016: Scavenging effect of Rime and east wind on PM2.5 under air heavy pollution in Beijing. Environ. Sci., 37, 3679–3685, doi: 10.13227/j.hjkx.2016.10.001. (in Chinese)
Wang, L. L., N. Zhang, Z. R. Liu, et al., 2014: The influence of climate factors, meteorological conditions, and boundary-layer structure on severe haze pollution in the Beijing–Tianjin–Hebei region during January 2013. Adv. Meteor., 2014, 14, doi: 10.1155/2014/685971.
Wang, L. T., Z. Wei, J. Yang, et al., 2014: The 2013 severe haze over southern Hebei, China: Model evaluation, source apportionment, and policy implications. Atmos. Chem. Phys., 14, 3151–3173, doi: 10.5194/acpd-13-28395-2013.
Wang, H., G. Y. Shi, X. Y. Zhang, et al., 2015: Mesoscale modelling study of the interactions between aerosols and PBL meteorology during a haze episode in China Jing–Jin–Ji and its near surrounding region. Part 2: Aerosols’ radiative feedback effects. Atmos. Chem. Phys., 15, 3277–3287, doi: 10.5194/acpd-14-28269-2014.
Zhao, X. J., P. S. Zhao, J. Xu, et al., 2013: Analysis of a winter regional haze event and its formation mechanism in the North China Plain. Atmos. Chem. Phys., 13, 5685–5696, doi: 10.5194/acpd-13-903-2013.
Zheng, G. J., F. K. Duan, H. Su, et al., 2015: Exploring the severe winter haze in Beijing: The impact of synoptic weather, regional transport and heterogeneous reactions. Atmos. Chem. Phys., 15, 2969–2983, doi: 10.5194/acpd-14-17907-2014.