【摘 要】
:
近地表臭氧(O3)是一种重要的气态污染物,是光化学烟雾的主要标识物。高浓度的O3对人类健康和生态系统已经产生负面影响,定量评估这些影响迫切需要获得高精度的O3的时空分布格局。近年来卫星遥感在大气污染物的空间分布上取得了重要进展,但是目前还缺乏近地表O3污染的相关研究。本研究利用卫星监测的O3前体物信息(NO2和HCHO),探讨了京津冀及周边地区近地表O3浓度的遥感估算方法。利用O3地面监测数据,分
论文部分内容阅读
近地表臭氧(O3)是一种重要的气态污染物,是光化学烟雾的主要标识物。高浓度的O3对人类健康和生态系统已经产生负面影响,定量评估这些影响迫切需要获得高精度的O3的时空分布格局。近年来卫星遥感在大气污染物的空间分布上取得了重要进展,但是目前还缺乏近地表O3污染的相关研究。本研究利用卫星监测的O3前体物信息(NO2和HCHO),探讨了京津冀及周边地区近地表O3浓度的遥感估算方法。利用O3地面监测数据,分析了 2014年京津冀及周边地区的近地表O3的时空分布特征及影响因素;然后基于卫星监测的前体物的柱浓度信息以及O3浓度的影响机制,构建了 O3浓度遥感估算模型;进而估算了近地表O3浓度,并探讨了研究区内的时空分布特征。主要结论如下:基于近地表O3浓度和前体物的监测数据,探讨了近地表O3浓度的时空分布特征和影响因素。结果表明,沿着城区-郊区-农村背景的土地利用梯度呈现逐渐上升的趋势。月变化上,当近地表O3浓度较高时,城区和背景区O3浓度的差异较高,二者呈现显著正相关(R=0.74,p<0.01),表明城区和背景区近地表O3浓度的差异主要受背景区的高值决定;在日变化上,也表现出类似的规律,近地表O3浓度较高时,城区和背景区之间的O3差异较高(R=0.55,p<0.01)。此外,当O3浓度在背景区达到最高值的时间比城市地区延迟一或两小时,在一定程度上表明前体物从城区到背景区的传输。对于构建的SO2+NO2+pPM10城市的城区和背景区之间O3日变化差异的关系模型中,模型精度达到(R=0.57,p<0.01),表明SO2、NO2和PM10对O3的产生或消耗有显著影响。总体上,近地表SO2浓度对O3浓度有正向影响,NO2和PM10对O3浓度有负向影响。基于地理加权回归模型(GWR),利用卫星监测的NO2和HCHO柱浓度和气象参数,构建了近地表O3浓度估算模型。首先耦合大气化学传输模型MOART-4模拟的NO2和HCHO廓线数据,将卫星监测的对流层NO2和HCHO柱浓度推导到近地表浓度;进而利用最终确定的最优模型(O3~NO2+HCHO)估算了京津冀及周边地区的近地表O3浓度。模型模拟和验证的绝对误差(AE)分别为9.52 μg m-3和11.00 μg m-3,绝对误差百分比(PAE)分别为20%和25%,相关系数分别为0.89和0.82,表明该模拟结果可以用来指示近地表O3浓度的时空变化。该模拟结果优于多元线性回归模型(MLR)估算的结果(模拟精度为AE=12.42 μg m-3、PAE=26%、R=0.81,验证精度为 AE=12.57 μgm-3、PAE=29%、R=0.79)。与普通克里格(OK)方法模拟的结果相比,OK模拟的近地表O3浓度的空间变化趋势较为平滑,而GWR模型由于耦合了O3前体物的空间变化信息能够提供更详细的局部变化。京津冀及周边地区近地表O3浓度的空间分布具有较强的异质性,年平均值为 57.71μg m-3,值域范围为 37.40 μg m3~72.67 μg m-3,标准偏差为 6.65 μg m-3。为了验证GWR模型在模拟近地表O3浓度在不同土地利用梯度上差异的能力,提取了北京市城区(万寿西宫)和背景区(定陵)两个点的估算数据进行了对比分析。结果表明,除7月份外,其它11个月估算的背景区近地表O3浓度值均高于城区,与利用地面监测的结果趋势一致。在此基础上,探讨了 O3前体物NO2和HCHO(甲醛氮比值(FNR)=HCHO/NO2)对O3生成的贡献,研究区域内大部分地区(除张家口等北部地区FNR>1)FNR值均小于1,表明该研究区域属于VOCs控制区。FNR在2007~2012年期间年均减少4.2%,在2012~2016年期间年均增长7.9%,表明VOCs对O3浓度的贡献先下降再上升,表明在VOCs含量有限的地区,为控制O3污染,VOCs的控制显得尤为重要。综上,本文在分析京津冀及周边地区近地表O3浓度的时空分布特征及其影响的因素的基础上构建了近地表O3浓度估算模型,并探讨了该区域内的O3浓度的时空分布特征。研究结果为相关部门制定O3防控政策具有重要意义。
其他文献
股权分置改革后,市场进入了全流通时代,大股东在二级市场的减持套现开始成为新的资本利得方式,并愈演愈烈。其中15年乐视网大股东25亿的减持及17年分众传媒两大股东超150亿的减持引发较大关注,两家公司后续经营业绩均出现了较大下滑,引发思考:重要股东的减持行为似乎预示着企业经营前景出现了问题,作为内部人,大股东可能对企业的价值判断更具优势,大股东基于信息优势作出的减持可能对中小股东权益造成极大损害。现
18世纪中期工业革命以来,人类社会财富经历了数次飞跃,同时,也产生了前所未有的环境污染和生态退化问题。面临环境保护与经济发展的两难选择,中国近年来探索向高质量发展转变之路。试图减少污染保护环境,环境规制政策的制定和实施非常重要。以“波特假说”为代表的创新补偿理论认为,环境规制不只是推高企业非生产性支出,还会刺激科研投入和企业创新,通过技术进步影响经济增长。本文基于当前环境污染加剧的现实问题,在环境
随着人们生态环境的逐渐恶化,人们逐渐意识到气候变暖的严重性,而导致气候变暖的最大成因是温室气体排放量过大。在各种温室气体中,二氧化碳的增温贡献超过60%,所以二氧化碳的排放是引起气候变暖的重要因素。我们有必要对碳排放量影响因素进行分析,从而更好地研究这些影响因素如何影响碳排放量,更有侧重地进行节能减排。为减少温室气体排放这一共同的目标,各国政府多次召开世界气候峰会,达成《联合国气候变化框架公约》、
表面等离激元共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)由于其高灵敏度,高通量,实时检测且具有成像能力等优点已成为表征和量化纳米颗粒及分子间相互作用的无标记检测技术的标志。在过去20年的发展中,SPR技术吸引了很多相关学者的关注。该技术已经实现商业化,用于成像各种表面,但尚未用于探测电子隧穿现象(Electron Tunneling,ET)。目前为了研究ET过程,传统的电化学
由于具有软硬段的可设计性和可调控性,聚氨酯材料被广泛应用于各个领域内,阻尼材料就是其中重要的一项。从阻尼机理出发,讨论聚氨酯分子结构以及相结构对阻尼性能的影响,对于提高聚氨酯阻尼材料性能具有重要意义。除此之外,选用成本低廉的原料以及简易的生产工艺对工业化大生产也具有重要实际意义。本文主要通过动态力学分析(DMA)研究了线性异氰酸酯基聚氨酯材料以及交联型聚氨酯材料阻尼性能的影响因素具体工作内容如下。
在区域一体化的大背景下,同城化地区正逐渐成为区域竞争的重要单元载体和区域协调的典型地区。在各类要素流动密切的同城化地区,其城市间关系如何,同城化发展到何种进程以及哪些因素影响了同城化进程都是备受关注的话题。本研究围绕同城化地区城际要素流分析,首先通过构建综合人口流、经济流与信息流等多要素流视角下的“同城化联系指数”评价模型,从城际间关系的紧密程度对我国18个同城化热点地区的发展进程进行定量测度与评
全球化学品种类繁多,且新型化学品数目增长迅速。然而,传统的体内毒性测试方法成本高效率低,大量化学品缺乏毒性测试数据,这是当前化学品风险管理面临的主要难题。化学品风险评估与管理亟需基于致毒机制的毒性预测方法。近年来快速发展的替代测试方法,如体外测试、组学等,可提供化学品致毒的分子机制信息。但如何整合已有的高通量测试数据,建立系统的计算方法,实现对化学品毒性准确预测的研究仍非常缺乏。美国环保署(USE
森林地上牛物量是研究全球气候变化、森林可持续经营和生态系统生态功能的重要指标,与全球碳循环、土壤养分分配、燃料积累和陆地生态系统中的栖息地环境等许多重要组成部分有关。近年来,随着技术的发展,遥感被越来越广泛地应用于估算森林AGB,但是AGB的遥感估算结果存在较大的不确定性。本文选取内蒙古市大兴安岭林区作为研究区,进行基于光学和LiDAR遥感数据的森林AGB估算研究。四尺度几何光学模型能够模拟林冠结
土地利用/覆被变化(LUCC)是影响气候与全球生态环境的重要因素,在全球环境变化和可持续发展中占有重要的地位。早在6000多年前中国就出现了早期城市,随着工业革命和科学技术的提升,早期传统城市不断发展并向现代城市转型,伴随着社会经济发展和人口的迅速增长以及城市化水平的不断提高,建设用地逐渐成为主要的土地利用类型之一,并且成为土地利用变化的主导特征。历史时期LUCC研究是当前全球LUCC研究中的重要
在区域协调发展战略的背景下,全面协调与可持续发展已成为社会发展的主旋律。在当前区域发展格局不断优化的同时,区域协调发展依然面临尖锐的资源矛盾问题。随着远距离影响与作用的日益广泛,资源远程调配与利用为区域协调发展提供了新思路,成为缓解经济社会发展中资源瓶颈的重要手段。耕地资源作为重要的自然资源,是保障经济发展的基础。坚守十八亿亩耕地红线、实现耕地总量动态平衡是促进社会经济持续发展的重要保障。耕地占补