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随着社会经济的快速发展和城市化进程的加快,空气质量也面临着一些挑战,以高浓度细颗粒物(PM2.5)为代表的区域型雾霾现象时有发生。近几年,对污染源排放的有效控制,天津市雾霾天数和PM2.5浓度呈现下降趋势,空气质量得到明显改善,但区域型雾霾污染仍然时有发生。为进一步改善天津市空气环境质量,有针对性地开展行业管控,分行业的PM2.5污染来源解析工作显得尤为重要。为此,本研究基于Models-3/CMAQ三维空气质量模型模拟了天津市2016年1、4、7、10月的PM2.5污染特征,并与实际站点的PM2.5监测浓度进行了对比验证,使用基于CMAQ的源解析“置零法”在统一的模式框架下对天津市的PM2.5污染进行了分行业的来源解析研究。主要研究内容如下:(1)搭建了适用于天津市的Models-3/CMAQ空气质量模型系统,其中包括中尺度气象预报模型WRF(Weather Research and Forecasting Model)、排放源清单处理模型SMOKE(Sparse Matrix Operator Kernel Emission System)以及多尺度空气质量模型CMAQ(Community Modeling and Analysis System),并对模型参数进行本地化处理。(2)基于MEIC人为源排放清单和天津市土壤风蚀型开放源颗粒物排放清单(自然源),利用Models-3/CMAQ模型模拟PM2.5浓度场。模拟结果与天津市24个国/市控监测站点的实际监测浓度进行对比,从而验证模型系统模拟结果的准确性。除滨水东路、大直沽八号路、航天路和淮河道4个监测站点外,其余20个监测站点标准化平均偏差(NMB,Normalized Mean Bias)绝对值均小于15%,所有站点的标准平均误差(NME,Normalized Mean Error)均小于25%并且相关指数R2均值为0.72。验证结果显示,Models-3/CMAQ模型模拟结果较为准确。(3)从空间分布上来看,2016年天津市PM2.5污染严重地区主要分布在北辰区、市区北部、武清区南部、宁河区西部和宝坻区西南部,津南区和滨海新区污染相对较轻。从时间分布上来看,天津市1、10月PM2.5污染浓度明显高于4、7月,1月PM2.5浓度最高可大于100μg/m3。(4)基于Models-3/CMAQ模型所采用的“置零法”源解析方法得到2016年天津市工业源全时期对PM2.5的浓度贡献为33%,民用源的贡献率为28%,电力源的贡献大约为7%,交通源的贡献为24%,农业源的贡献为4%,自然源的贡献为4%左右。2016年天津市人为源对PM2.5浓度贡献达到了96%,而自然源仅为4%。