青海共和盆地PM10质量浓度变化特征及其影响因子研究

doi:10.11755/j.issn.1006-7639(2023)-02-0301

干旱气象 ›› 2023, Vol. 41 ›› Issue (2): 301-308.DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2023)-02-0301

青海共和盆地PM₁₀质量浓度变化特征及其影响因子研究

乜虹¹(), 保广裕², 戴升³, 张晓云⁴, 王凯⁵

1.青海省气象干部培训学院，青海西宁 810001
2.青海省气象服务中心，青海西宁 810001
3.青海省气候中心，青海西宁 810001
4.青海省海南藏族自治州共和县气象局，青海共和 813099
5.南京信息工程大学遥感与测绘工程学院，江苏南京 210044

收稿日期:2021-08-31 修回日期:2022-01-04 出版日期:2023-04-30 发布日期:2023-05-09
作者简介:乜虹（1970—），男，硕士，高级工程师，主要从事大气成分观测与分析研究。E-mail： niehongqh@sina.com。
基金资助:
第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0104);国家自然科学基金项目(42165014)

Study on the variation characteristics of PM₁₀ mass concentration and its impact factors over the Gonghe Basin in Qinghai Province

NIE Hong¹(), BAO Guangyu², DAI Sheng³, ZHANG Xiaoyun⁴, WANG Kai⁵

1. Qinghai Provincial Meteorological Cadre Training Institute， Xining 810001， China
2. Qinghai Provincial Meteorological Service Centre， Xining 810001， China
3. Qinghai Provincial Climate Centre， Xining 810001， China
4. Gonghe County Meteorological Bureau of Hainan Tibetan Autonomous Prefecture of Qinghai Province， Gonghe 813099， Qinghai， China
5. School of Remote Sensing and Geomatics Engineering， Nanjing University of Information & Technology， Nanjing 210044， China

Received:2021-08-31 Revised:2022-01-04 Online:2023-04-30 Published:2023-05-09

摘要/Abstract

摘要：

青藏高原作为生态脆弱区，大气颗粒物的质量浓度是生态安全的一项重要指标，研究其时间变化和影响因子的对该地区的环境和生态保护具有重要意义。利用2015—2020年海南州共和县气象局地面气象资料及海南州生态环境局监测点PM₁₀质量浓度资料，分析共和盆地PM₁₀质量浓度变化特征及其与气象因子的关系。结果表明，共和盆地年、春季、冬季PM₁₀平均质量浓度下降趋势显著，夏季与秋季下降趋势不显著，平均月际分布呈双峰型。春季受偏东南风和偏西北风主导风向上的污染物水平输送的共同影响，PM₁₀质量浓度居高不下，冬季受西风影响，PM₁₀质量浓度次之，夏秋季盆地盛行东南风，污染物水平输送减弱，PM₁₀质量浓度较低；月平均PM₁₀质量浓度与月平均风速呈显著正相关，尤其春季更明显。冷空气活动是共和盆地PM₁₀重污染过程的主要原因。共和盆地重污染过程气团路径主要有西南路径和西方路径。

关键词: PM₁₀质量浓度, 变化特征, 影响因子, 共和盆地

Abstract:

As an ecologically fragile region, the mass concentration of atmospheric particulate is an important indicator of ecological security. It is of great significance to study its temporal variation and influencing factors for environmental and ecological protection in this region. Based on the surface meteorological data from Gonghe County Meteorological Bureau and PM₁₀ mass concentration data at monitoring site of Hainan Prefecture Ecology and Environment Bureau in Qinghai Province from 2015 to 2020, the variation characteristics of PM₁₀ mass concentration and its influencing factors in the Gonghe Basin are analyzed. The results show that downward trend of PM₁₀ average mass concentration at annual time scale, in spring and winter is significant, while in autumn and summer it is insignificant. The average monthly distribution of PM₁₀ mass concentration presents a bi-modal pattern. In spring, PM₁₀ mass concentration remains high due to the combined influence of southeasterly and northwesterly wind-dominated, by which pollutants is transported horizontally to the Gonghe Basin. In winter when westerly wind prevail, PM₁₀ mass concentration is second. With the arrival of the rainy season in summer and autumn, southeastly wind prevails in the Gonghe Basin, and pollutant horizontal transport weakens, and PM₁₀ mass concentration is low. The monthly average PM₁₀ mass concentration is positively correlated with monthly average wind speed, especially, the PM₁₀ mass concentration reaches the highest in spring when wind speed becomes greater. The cold air activity is the main reason to cause PM₁₀heavy pollution in the Gonghe Basin, and there are two paths of air mass influencing heavy pollution in the Gonghe Basin, one is from southwest, and the other is from west.

Key words: PM₁₀ mass concentration, variation characteristics, impact factor, Gonghe Basin

中图分类号:

P42
X513

乜虹, 保广裕, 戴升, 张晓云, 王凯. 青海共和盆地PM₁₀质量浓度变化特征及其影响因子研究[J]. 干旱气象, 2023, 41(2): 301-308.

NIE Hong, BAO Guangyu, DAI Sheng, ZHANG Xiaoyun, WANG Kai. Study on the variation characteristics of PM₁₀ mass concentration and its impact factors over the Gonghe Basin in Qinghai Province[J]. Journal of Arid Meteorology, 2023, 41(2): 301-308.

图/表 12

图1 共和盆地地形及位置

Fig.1 Topography and location of the Gonghe Basin

图2 2015—2020年共和盆地平均PM10质量浓度年际变化

Fig.2 The inter-annual variation of average PM10 mass concentration in the Gonghe Basin during 2015-2020

图3 2015—2020年共和盆地平均PM10质量浓度月际变化

Fig.3 Monthly variation of average PM10 mass concentration in the Gonghe Basin during 2015-2020

图4 2015—2020年逐年共和盆地四个季节平均PM10质量浓度分布

Fig.4 The distribution of average PM10 mass concentration in four seasons in the Gonghe Basin in each year during 2015-2020

图5 共和盆地2015—2020年1月1日至12月31日PM10质量浓度平均逐日变化

Fig.5 The average daily variation of PM10 mass concentration from January 1 to December 31 of 2015-2020 in the Gonghe Basin

图6 共和盆地2015年1月至2020年12月逐月平均PM10质量浓度与月降水量变化

Fig.6 The variation of monthly average PM10 mass concentration and monthly precipitation from January 2015 to December 2020 in the Gonghe Basin

图7 共和盆地2015年1月至2020年12月逐月平均PM10质量浓度与月降水频率变化

Fig.7 The variation of monthly average PM10 mass concentration and monthly precipitation frequency from January 2015 to December 2020 in the Gonghe Basin

图8 2015—2020年共和盆地四季风玫瑰图（a）春季，（b）夏季，（c）秋季，（d）冬季

Fig.8 The rose map of wind in the Gonghe Basin in four seasons from 2015 to 2020 (a) spring, (b) summer, (c) autumn, (d) winter

图9 共和盆地2015年1月至2020年12月逐月平均PM10质量浓度与风速变化

Fig.9 The variation of monthly average PM10 mass concentration and wind speed from January 2015 to December 2020 in the Gonghe Basin

图10 2015—2020年冬春季共和盆地平均PM10质量浓度与冷空气活动次数年际变化

Fig.10 The inter-annual variation of average PM10 mass concentration and activity times of cold air in winter and spring in the Gonghe Basin during 2015-2020

表1 共和盆地PM10重污染过程中PM10质量浓度、降温、大风及沙尘日数统计

Tab.1 Statistics of PM10 mass concentration， days of dropping temperature， strong wind and dust during PM10 heavy pollution processes in the Gonghe Basin

过程	C₁/ （µg·m^-3）	C₂/ （µg·m^-3）	过程降温	沙尘日数/d	大风日数/d	过程	C₁/ （µg·m^-3）	C₂/ （µg·m^-3）	过程降温	沙尘日数/d	大风日数/d
2015年1月17日	302.1	83.3	4.2	0	1	2016年4月30至5月6日	286.4	62.1	3.6	0	2
2015年2月27至3月5日	284.3	67.1	2.8	0	2	2016年11月25—26日	229.3	96.2	4.2	0	1
2015年3月13—23日	437.2	93.1	1.8	0	3	2017年1月26—30日	443.4	51.2	0.4	0	0
2015年3月26至4月5日	328.1	66.2	4.3	0	1	2017年2月20—22日	387.0	49.1	6.7	1	0
2015年4月14—17日	211.4	37.3	10.7	0	0	2017年4月19日	273.2	58.3	4.3	1	1
2015年5月6—10日	309.0	96.2	3.0	0	3	2017年12月29—30日	204.2	53.4	5.4	0	1
2015年5月19日	229.2	94.3	2.9	0	0	2018年1月21日	207.4	41.3	1.0	1	1
2015年9月30日	251.1	42.1	5.5	0	1	2018年1月30至2月2日	255.1	83.1	4.2	0	1
2016年2月18—19日	218.1	89.2	4.6	0	2	2018年4月4—5日	684.2	79.1	4.0	2	2
2016年3月5日	441.1	57.2	2.2	1	1	2018年4月10—12日	368.2	51.1	6.0	0	0
2016年3月9—20日	325.2	82.3	4.0	0	4	2019年2月14日	228.2	46.2	5.2	0	1
2016年4月11—16日	236.3	57.4	4.8	0	2	2020年2月20日	265.0	40.3	1.7	0	1

图11 基于HYSPLIT模型的共和盆地气团72 h后向轨迹（蓝色实线为青藏高原边界）

Fig.11 The 72 h backward trajectory of air mass over the Gonghe Basin based on HYSPLIT model （The solid blue line is the boundary of the Qinghai-Tibet Plateau）

参考文献 36

[1]	艾泽, 2020. 四川盆地大气污染物时空演变及其输送特征[D]. 成都: 成都信息工程大学.
[2]	安俊岭, 张仁健, 韩志伟, 2000. 北方15个大型城市总悬浮颗粒物的季节变化[J]. 气候与环境研究, 5(1):25-29.
[3]	陈峪, 2012. 气候季节划分:QX/T152—2012[S]. 北京: 气象出版社:1-6.
[4]	戴升, 保广裕, 祁贵明, 等, 2019. 气候变暖背景下极端气候对青海祁连山水文水资源的影响[J]. 冰川冻土, 41(5): 1 053-1 066.
[5]	戴升, 申红艳, 李林, 等, 2013. 柴达木盆地气候由暖干向暖湿转型的变化特征分析[J]. 高原气象, 32(1):211-220. DOI
[6]	邓文叶, 贾尔恒·阿哈提, 魏明娜, 等, 2017. 新疆准噶尔盆地南缘一次典型沙尘污染特征分析[J]. 新疆环境保护, 39(2):1-6.
[7]	冯建军, 沈家芬, 梁任重, 等, 2009. 广州市PM₁₀与气象要素的关系分析[J]. 中国环境监测, 25(1):78-82.
[8]	郭利, 张艳昆, 刘树化, 等, 2011. 北京地区PM₁₀质量浓度与边界层气象要素相关性分析[J]. 北京大学学报(自然科学版), 47(4):607-612.
[9]	郭连云, 钟存, 丁生祥, 等, 2009. 近50年局地气候变化及其对共和盆地贵南县草地退化的影响[J]. 中国农业气象, 30(2):147-152.
[10]	郭小路, 2013. 丰都县PM₁₀浓度与气象条件相关性分析[J]. 北方环境, 2(1):51-54.
[11]	蒋雨荷, 王式功, 靳双龙, 等, 2018. 中国北方一次强沙尘暴天气过程的大气污染效应[J]. 干旱区研究, 35(6): 1 344-1 351.
[12]	金丽娜, 杨晓春, 洪超, 2017. 西安市PM₁₀浓度特征及气象因子影响分析[J]. 干旱气象, 35(2):299-305. DOI
[13]	连俊标, 2019. 四川盆地大气污染物时空分布特征及典型重污染过程研究[D]. 成都: 成都信息工程大学.
[14]	刘丽伟, 李文才, 尚可政, 等, 2015. 京津冀地区一次严重霾天气过程及其影响因素分析[J]. 气象与环境学报, 31(3):35-42.
[15]	马帅, 王春迎, 刘孟雄, 等, 2020. 晋城市冬春PM_2.5和PM₁₀污染水平时空分布及其与气象因子的关系[J]. 气象与环境科学, 43(1):96-103.
[16]	祁栋林, 李晓东, 胡爱军, 等, 2016. 1991—2013年西北地区省会城市PM₁₀浓度变化特征[J]. 干旱气象, 34(4):656-662.
[17]	任永建, 周锁铨, 石顺吉, 等, 2009. 2005年南京PM₁₀浓度时间序列分析[J]. 气象科学, 29(3):375-380.
[18]	沈家芬, 冯建军, 谢春玲, 等, 2008. 广州市PM₁₀的时空变化特征分析[J]. 生态环境, 17(2):553-559.
[19]	王珩, 于金莲, 2004. 大气中PM₁₀浓度的影响因素及其污染变化特征分析[J]. 上海师范大学学报(自然科学版), 10(3):98-102.
[20]	吴兑, 邓雪娇, 2001. 环境气象学与特种气象预报[M]. 北京: 气象出版社.
[21]	吴焕波, 陈强, 谷新波, 等, 2018. 一次强沙尘天气过程及其对PM₁₀时空分布的影响[J]. 干旱气象, 36(1):117-123. DOI
[22]	吴雁, 陈瑞敏, 王颉, 等, 2015. 2013年河北中南部PM₁₀和PM_2.5浓度时间变化特征及其影响气象条件分析[J]. 气象与环境科学, 38(4):68-75.
[23]	席云, 2004. 大气中PM₁₀浓度与气象因素的关系[J]. 保山师专学报, 23(5):25-28.
[24]	谢启玉, 何永晴, 朱宝文, 等, 2018. 西宁市区不同天气形势下的PM₁₀输送路径及潜在源区[J]. 气象与环境科学, 41(1):58-63.
[25]	杨发源, 戴升, 张焕萍, 2013. 53年来共和盆地气候变化特征及其突变研究[J]. 青海气象, 150(4):7-13.
[26]	杨茜, 高阳华, 陈贵川, 2019. 降水对重庆市大气污染物的影响分析[J]. 气象与环境科学, 42(2):68-73.
[27]	余晔, 夏敦胜, 陈雷华, 等, 2010. 兰州市PM₁₀污染变化特征及其成因分析[J]. 环境科学, 31(1):22-28.
[28]	张登山, 2000. 青海共和盆地土地沙漠化影响因子的定量分析[J]. 中国沙漠, 20(1):59-62.
[29]	赵海波, 2005. 降雨过程中气溶胶湿沉降的数值模拟[J]. 环境科学学报, 25(12):1590-1 596.
[30]	赵建华, Kyle Tietze, ZHENG H J, et al, 2012. 沙尘PM₁₀质量浓度与气温的关系初探[J]. 干旱气象, 30(3):339-344.
[31]	郑瑶, 邢梦林, 李明, 等, 2014. 郑州市PM_2.5和PM₁₀质量浓度变化特征分析[J]. 干旱环境监测, 28(3):104-108.
[32]	中国环境监测总站, 2007. 固定污染源监测质量保证与质量控制技术规范(试行):HJ/T373—2007[S]. 北京: 中国环境科学出版社:1-21.
[33]	中国环境监测总站, 2011. 环境质量监测管理技术导则:HJ630—2011[S]. 北京: 中国环境科学出版社:1-10.
[34]	中国环境科学研究院, 2012. 环境空气质量标准:GB 3095—2012[S]. 北京: 中国环境科学出版社:1-6.
[35]	朱玉周, 刘和平, 郭学峰, 等, 2009. 郑州市空气质量状况及冬季持续污染过程的气象机理分析[J]. 气象与环境科学, 32(3):47-50.
[36]	MIRCEA M, STEFAN S, FUZZI S, 2000. Precipitation scavenging coefficient: influence of measured aerosol and raindrop size distributions[J]. Atmospheric Environment, 34(29/30): 5 169-5 174. DOI URL

青海共和盆地PM₁₀质量浓度变化特征及其影响因子研究

Study on the variation characteristics of PM₁₀ mass concentration and its impact factors over the Gonghe Basin in Qinghai Province

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 12

参考文献 36

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

[1]	李想, 李国平. 四川夏季降水量空间插值方法的比较[J]. 干旱气象, 2022, 40(5): 897-907.
[2]	许婷婷, 杨霞, 周鸿奎. 1981—2019年新疆区域性高温天气过程时空特征及其环流分型[J]. 干旱气象, 2022, 40(2): 212-221.
[3]	何芬, 赖绍钧, 池艳珍, 潘航, 曹蓉, 鲍瑞娟. 福建省2018年3—6月干旱环流的变化特征[J]. 干旱气象, 2022, 40(1): 22-29.
[4]	于静,王莺,高亚敏,齐佳慧,付铭. 基于MOD16产品的科尔沁草原地表蒸散时空变化特征[J]. 干旱气象, 2021, 39(5): 831-837.
[5]	高红燕,杨艳超,张曦,王丹,崔瑜,解峰. 西安市供暖期日燃气负荷预测方法[J]. 干旱气象, 2021, 39(5): 857-863.
[6]	肖晶晶, 马浩, 张育慧, 贺忠华, 李娜, 温泉沛, 李正泉. 1905—2018年浙江地温序列构建及其变化特征[J]. 干旱气象, 2021, 39(3): 386-393.
[7]	任桂萍, 魏雅鹏, 柯伟, 乔戈, 万占鑫, 梁小刚. 甘肃酒泉地区大气边界层高度变化特征及其与沙尘天气的关系[J]. 干旱气象, 2020, 38(6): 979-986.
[8]	侯琼, 苗百岭, 王英舜, 董春丽. 水分胁迫对半干旱典型草原土壤水分变化特征的影响[J]. 干旱气象, 2020, 38(6): 987-993.
[9]	檀艳静, 胡程达, 史桂芬. 黄淮海区域参考作物蒸散量的时空变化特征及影响因素#br#[J]. 干旱气象, 2020, 38(5): 794-803.
[10]	段修荣, 罗伟, 郭海燕. 1963—2017年四川自贡市不同历时年最大降水量变化特征[J]. 干旱气象, 2020, 38(1): 40-49.
[11]	吴辉, 雒佳丽, 纪海宇, 王丽娟, 田红瑛. 南亚高压的水平和垂直结构及其变化特征[J]. 干旱气象, 2019, 37(5): 736-746.
[12]	李万荣, 张弢. 1960—2017年河西走廊东部寒潮时空变化特征[J]. 干旱气象, 2019, 37(5): 747-753.
[13]	陆倩, 付娇, 王朋朋, 田静, 王国辉. 河北石家庄市近地层臭氧浓度特征及气象条件分析[J]. 干旱气象, 2019, 37(5): 836-843.
[14]	姚镇海, 姚叶青, 王传辉, 樊凡, 施国萍 . 1987—2016年安徽省暑期体感温度时空变化特征[J]. 干旱气象, 2019, 37(3): 454-.
[15]	马丽, 郭媛媛, 王晓丽, 邱贵强, 乔钰, 王晨迪. 1955—2014年华北地区低层气旋性风切变的变化趋势及成因[J]. 干旱气象, 2019, 37(2): 243-251.