城市下垫面影响空气污染的机制分析

• 作者: 羊腾跃 刘红年 王学远 胡非
• 来源期刊: 气象科学
• 学科: 地球科学
• 关键词: 城市动力效应 城市热力效应 污染扩散 城市植被 人为热
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 论文|ARTICLES
• 页码范围: 780-790
• 页数: 11页
• 分类号: X513
• 语种: 中文
• DOI: 10.12306/2020jms.0022

摘要

本文采用RBLM-chem模式,利用杭州市高分辨率城市建筑等资料,定量分析城市动力效应、热力效应以及城市植被、人为热对SO2、NO2、O3、PM2.5等主要污染物浓度的影响.结果 表明,城市化过程使得大部分城区温度上升约1℃,相对湿度下降约6％,风速下降约0.8 m·s-1,湍流动能增强约0.03 m2· S-2.城市动力效应主要通过降低城市风速,使得城区污染物浓度升高,SO2浓度有近5 μg·m-3的上升,PM2.5、O3浓度也有近15 μg· m-3的上升.城市热力效应主要通过热岛环流使城区污染物向上输送,令地面污染物浓度降低,在城市大部分区域PM2.5都有大约10μg· m-3的浓度下降.城市动力效应大于热力效应,城市的总体作用是使污染物浓度升高.城市下垫面使污染物浓度上升的另外一个机制是代替了自然有植被的下垫面,使污染物干沉降速度下降,但这一作用小于动力学效应.另一方面,人为热对城市主要污染物浓度都起着减小的作用,其中SO2、NO2、O3、PM2.5浓度降幅分别在2.5、3.0、6.0、10.0 μg·m-3左右.城市植被可以显著增加污染物干沉降速度,使主要污染物SO2、NO2、O3和PM2.5的干沉降速度分别上升0.1、0.1、0.03、0.06 m·s-1左右,相应地使上述污染物浓度分别下降2.5、6.0、4.0、6.0 μg·m-3左右.