【摘 要】
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空气动力学当量直径≤2.5 μm的固体颗粒物（PM2.5,细颗粒物）是导致灰霾天气的主要污染物,其不仅严重威胁人体健康,而且也是影响气候、能见度的重要因素。研究区域尺度PM2.5的时空分异特征及其传输途径,对有效控制污染,改善大气环境质量,和减少对人体健康的危害均具有重要意义。当前,在我国东部较发达地区（如,京津冀、长三角、珠三角等地区）已开展较多此方面研究,但在西部还相对较少;尤其在近些年,大气
【基金项目】
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中央高校基本科研业务费专项资金项目（编号:2452018143）；
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空气动力学当量直径≤2.5 μm的固体颗粒物（PM2.5,细颗粒物）是导致灰霾天气的主要污染物,其不仅严重威胁人体健康,而且也是影响气候、能见度的重要因素。研究区域尺度PM2.5的时空分异特征及其传输途径,对有效控制污染,改善大气环境质量,和减少对人体健康的危害均具有重要意义。当前,在我国东部较发达地区（如,京津冀、长三角、珠三角等地区）已开展较多此方面研究,但在西部还相对较少;尤其在近些年,大气PM2.5污染已表现出明显西移趋势,特别是在我国西北地区,较干旱的气候条件以及特殊的能源消费结构,更使得PM2.5污染问题突出与复杂。因此,在我国西北地区开展大气PM2.5污染的时空演变研究,并揭示其区域传输特征对该区域大气污染防治和产业规划具有重要意义。本研究以汾渭平原城市群为研究对象,基于2001～2020年的PM2.5高分辨率遥感数据集,对汾渭平原PM2.5的时空演变特征、空间集聚特征、污染重心迁移规律等进行深入剖析;在此基础上,利用2015～2020年PM2.5地面监测资料,结合同期NCEP气象数据,揭示该区典型污染城市的PM2.5污染传输特点,并利用潜在源贡献因子法（MS-PSCF）及浓度权重轨迹法（MS-CWT）量化其潜在源贡献。获得主要结论如下:（1）从2001到2020年,汾渭平原PM2.5的年均浓度呈先升后降变化趋势,平均为54.53 μg/m3,其中2013年PM2.5浓度年均值最高（68.28 μg/m3）;在四季变化中,汾渭平原PM2.5年均表现出冬高夏低的“U”型变化特点,以1月最高,平均为75.62 μg/m3,8月最低,仅有36.77 μg/m3,平均差异两倍。（2）汾渭平原PM2.5污染总体呈中间河谷高四周低的空间分布格局,其中PM2.5平均浓度较高的城市主要有渭南（66.62 μg/m3）、运城（66.27 μg/m3）、咸阳（61.23 μg/m3）和洛阳（58.77 μg/m3）等地;平均浓度较低的城市主要有吕梁（45.75 μg/m3）和宝鸡（44.10 μg/m3）等地。（3）汾渭平原的年平均PM2.5浓度呈现出显著空间自相关。其中,PM2.5呈现H-H（高-高）聚类型的地区主要分布在陕西渭南、咸阳和西安,山西临汾、运城及河南洛阳等地,PM2.5呈现L-L（低-低）聚类型的地区主要分布在山西吕梁及陕西宝鸡;不同季节的PM2.5空间集聚特征具有明显时空分异特点,其Moran’s I值依次为:夏季＜春季＜秋季＜冬季;不同月份的PM2.5的空间自相关性呈周期波动变化,其中,2月、10月、12月PM2.5空间自相关性较强,Moran’s I值达0.99,而7月（0.49）和8月（0.57）则较弱。（4）从2001年到2020年间,汾渭平原年平均PM2.5的空间分布重心较为稳定,主要位于陕西省合阳县与山西省临猗县、万荣县的交界处。其中,2001-2005年PM2.5的分布重心由陕西渭南市合阳县以2004 m/y的速度东移至山西运城市临猗县、万荣县;2006-2010年PM2.5的分布重心主要在山西运城市域内移动,速度为234.44 m/y;2011-2015年PM2.5的分布重心移动加速,其中2012年移动距离最远达10628 m;2016-2020年逐渐稳定在陕西渭南市合阳县,迁移轨迹变化显著。（5）研究期间的气团后向轨迹分析结果表明,污染较为严重的咸阳市PM2.5主要受来自咸阳本地短距离气流及其西南方向长距离气流的传输影响（途径四川东北部、陕西西南部）;洛阳市的PM2.5则主要受来自其东、西两个方向的长距离气流输送以及洛阳当地短距离输送气流影响;运城市的PM2.5主要气流输送来自于西北方向（内蒙古西北部、甘肃河西走廊、陕西北部）。（6）汾渭平原三个典型污染城市的WPSCF与WCWT分析结果相似;潜在源贡献呈现显著的季节性差异,冬季潜在源区的影响范围最广,夏季影响范围最小;陕西南部以及四川东北部对咸阳市PM2.5浓度的贡献度较大,其WPSCF＞0.8,WCWT＞100μg/m3;京津冀传输通道城市及晋陕豫交界地区等对洛阳市PM2.5浓度的贡献度较大,其WPSCF＞0.7,WCWT＞100 μg/m3;晋陕豫交界等地对运城市PM2.5浓度的贡献度较大,其WPSCF＞0.7,WCWT＞100 μg/m3。
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