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北京城市大气环境污染机理与调控原理

徐祥德 丁国安 卞林根

徐祥德, 丁国安, 卞林根. 北京城市大气环境污染机理与调控原理. 应用气象学报, 2006, 17(6): 815-828..
引用本文: 徐祥德, 丁国安, 卞林根. 北京城市大气环境污染机理与调控原理. 应用气象学报, 2006, 17(6): 815-828.
Xu Xiangde, Ding Guoan, Bian Lingen. Beijing city air pollution observation experiment. J Appl Meteor Sci, 2006, 17(6): 815-828.
Citation: Xu Xiangde, Ding Guoan, Bian Lingen. Beijing city air pollution observation experiment. J Appl Meteor Sci, 2006, 17(6): 815-828.

北京城市大气环境污染机理与调控原理

Beijing City Air Pollution Observation Experiment

  • 摘要: 该文主要介绍了科技部国家重点基础研究发展规划项目“首都北京及周边地区大气、水、土环境污染机理及调控原理”大气分项目的研究成果。项目分别于2001年和2003年重点开展了BECAPEX科学试验 (Beijing City Air Pollution Experiment)。BECAPEX试验同步进行城市边界层气象与大气化学观测, 通过卫星遥感、地面观测, 即城市空间和地面以及点与面结合的技术途径, 以揭示北京城市污染“空气穹隆”大气化学结构特征及其变化规律, 为城市环境大气动力-化学模式提供基本科学参数, 给出城市边界层大气物理化学过程综合模型, 为提高城市环境大气物理-化学过程耦合模式的准确性和可靠性提供科学依据。该项目揭示了北京城区和城近郊区城市边界层结构与湍流特征, 城市大气污染垂直结构特征; 发现了城市大气污染空间结构多尺度特征, 其中包括大气污染源影响和城市热岛多尺度特征; 揭示了城市大气重污染过程周边源影响域, 以及北京及周边地区气溶胶影响域和区域气候响应; 提出了北京市典型污染源排放清单; 发展了城市气象模式系统, 包括冠层模式、街谷环流和热力结构以及城市高大建筑群周围风环境数值模拟; 发展了空气质量模式技术, 包括二次气溶胶模拟试验、北京地区SO2污染的长期模拟及不同类型排放源影响的计算与评估、影响北京地区的沙尘暴输送模拟、区域化学输送模式中NOx和O3源示踪法, 城市尺度的大气污染CAPPS模式及统计模型的应用、大气污染及紫外辐射数值预报模式和CMAQ-MOS空气质量预报方法; 改进了美国公共多尺度空气质量预报模式, 建立了CMAQ-MOS区域空气质量动力-统计模型预报模式, 以及发展的源同化技术, 突破了当前空气质量模式技术“瓶颈”, 使模式预报准确率明显提高。
  • 图  1  项目三维立体大气环境综合观测系统示意图

    图  2  2001年冬季大气边界层物理化学综合探测系统

    图  3  2003年夏季大气边界层物理化学综合探测系统

  • [1] 徐祥德, 卞林根, 丁国安.城市大气环境观测工程技术与原理.北京:气象出版社, 2003.
    [2] 徐祥德.北京及周边地区大气污染机理及调控原理研究.中国基础科学, 2002, (4): 19-22. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGJB200204003.htm
    [3] 卞林根, 程彦杰, 王欣, 等.北京大气边界层中风和温度廓线的观测研究.应用气象学报, 2002, 13 (特刊): 13-25. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX2002S1001.htm
    [4] 丁国安, 孟昭阳, 于海青, 等.北京城区大气边界层空气污染特征观测研究.应用气象学报, 2002, 13 (特刊): 82-91. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX2002S1008.htm
    [5] 徐祥德, 丁国安, 卞林根, 等. BECAPEX科学试验城市建筑群落边界层大气环境特征及其影响.气象学报, 2004, 62 (5): 663-672. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXB200405012.htm
    [6] 徐祥德.城市大气环境污染动力学理论问题.应用气象学报, 2002, 13 (特刊): 1-12. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX2002S1000.htm
    [7] Xu Xiangde. Beijing tackles its environmental problems with a new field experiment. Environment and Health Perspectives, 2002, 110 (9): A501. doi:  10.1289/ehp.110-a501
    [8] Xu Xiangde, Xie Li'an, Ding Guoan, et al. Beijing air pollution project to benefit 2008 Summer Olympic Game. Amer Meteor Soc Bull, 2005, 86 (11): 1543-1544. doi:  10.1175/BAMS-86-11-1543
    [9] 徐祥德, 周秀骥, 翁永辉, 等.星载MODIS资料与地面光度计深测气溶胶变分分析研究.科学通报, 2003, 48 (15): 1680-1685. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KXTB200315018.htm
    [10] Xu Xiangde, Zhou Xiuji, Weng Yonghui, et al. Study on variational aerosol fields over Beijing and its adjoining areas derived from Terra-MODIS and ground sunphotometer observation. Chinese Science Bulletin, 2003, 48 (18): 2010-2017. doi:  10.1007/BF03183996
    [11] 徐祥德, 周丽, 周秀骥, 等.城市大气环境重污染过程周边源影响域.中国科学 (D辑), 2004, 34 (10): 958-966. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK200410009.htm
    [12] Xu Xiangde. Study of a GIS-supported Remote Sensing Method and a Model for Monitoring Soil Moisture at Depth∥Proceedings of SPIE: Ecosystems' Dynamics, Agricultural Remote Sensing and Modeling, and Site-specific Agriculture, 2004: 51-53.
    [13] 丁国安, 孟昭阳, 于海青, 等.北京城区大气边界层空气污染特征观测研究.应用气象学报, 2002, 13 (特刊): 82-91. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX2002S1008.htm
    [14] 徐祥德, 周秀骥, 施晓晖, 等.城市群落大气污染源影响的空间结构及尺度特征.中国科学 (D辑), 2005, 35 (增刊Ⅰ): 1-19. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK2005S1001.htm
    [15] Xu Xiangde, Zhou Xiuji, Shi Xiaohui, et al. Spatial structure and scale feature of the atmospheric pollution source impact of city agglomeration. Science in China (Series D), 2005, 48 (4): 1-24. http://earth.scichina.com:8080/sciDe/CN/abstract/abstract307224.shtml
    [16] 徐祥德, 施晓晖, 丁国安, 等.城市冬、夏季大气污染气、粒态复合型相关空间特征.中国科学 (D辑), 2005, 35 (增刊Ⅰ): 53-65. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK2005S1005.htm
    [17] Xu Xiangde, Shi Xiaohui, Xie Li'an, et al. Spatial character of the gaseous and particulate state compound correlation of urban atmospheric pollution in winter and summer. Science in China (Series D), 2005, 48 (SuppⅡ): 64-79. http://earth.scichina.com:8080/sciDe/CN/abstract/abstract307215.shtml
    [18] 陆龙骅, 卞林根, 程彦杰, 等.冬季北京城市近地层的气象特征.应用气象学报, 2002, 13 (特刊): 34-42. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX2002S1003.htm
    [19] 高志球, 卞林根, 逮昌贵, 等.城市下垫面空气动力学参数的估算.应用气象学报, 2002, 13 (特刊): 26-33. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX2002S1002.htm
    [20] 王欣, 卞林根, 逯昌贵.北京市秋季城区和郊区大气边界层参数观测分析.气候与环境研究, 2003, 8 (4): 475-484. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QHYH200304009.htm
    [21] 周明煜, 姚文清, 徐祥德, 等.北京城市大气边界层低层垂直动力和热力特征及其与污染物浓度关系的研究.中国科学 (D辑), 2005, 35 (增刊Ⅰ): 20-30. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK2005S1002.htm
    [22] Zhou Mingyu, Yao Wenqing, Xu Xiangde, et al. A study on vertical dynamic and thermodynamic characteristics of urban lower boundary layer and its relationship with aerosol concentration over Beijing. Science in China (Series D), 2005, 48 (4): 25-37. http://earth.scichina.com:8080/sciDe/CN/abstract/abstract307225.shtml
    [23] 卞林根, 程彦杰, 王欣, 等.北京大气边界层中风和温度廓线的观测研究.应用气象学报, 2002, 13 (特刊): 13-25. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX2002S1001.htm
    [24] Gao Zhiqui, Bian Lingen. Estimation of aerodynamic roughness length and displacement height of an urban surface from singlelevel sonic anemometer data. Australian Meteorological Magazine, 2005, 53 (1): 21-28. https://www.researchgate.net/publication/298924407_Estimation_of_aerodynamic_roughness_length_and_displacement_height_of_an_urban_surface_from_single-level_sonic_anemometer_data
    [25] 张光智, 卞林根, 王继志, 等.北京与周边地区雾形成的边界层特征.中国科学 (D辑), 2005, 35 (增刊Ⅰ): 73-83. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK2005S1007.htm
    [26] Zhang Guangzhi, Bian Lingen, Wang Jizhi, et al. The boundary layer characteristics in the heavy fog formation process over Beijing and its adjacent areas. Science in China (Series D), 2005, 48 (SuppⅡ): 88-101. http://earth.scichina.com:8080/sciDe/CN/abstract/abstract307211.shtml
    [27] 杨东贞, 于海青, 丁国安, 等.北京北郊冬季低空大气气溶胶分析.应用气象学报, 2002, 13 (特刊): 113-126. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX2002S1012.htm
    [28] 孟昭阳, 丁国安, 于海青, 等.北京北部城区SO2和NO2垂直分布特点初探.应用气象学报, 2002, 13 (特刊): 109-112. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX2002S1011.htm
    [29] 丁国安, 陈尊裕, 高志球, 等.北京城区低层大气PM10和PM2.5垂直结构及其动力特征.中国科学 (D辑), 2005, 35 (增刊Ⅰ): 31-44. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK2005S1003.htm
    [30] Ding Guoan, Chan Chuenyu, Gao Zhiqiu, et al. Vertical structures of PM10 and PM2.5 and their dynamical character in low atmospherere in Beijing urban area. Science in China (Series D), 2005, 48 (SuppⅡ): 38-54. http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTotal-JDXG2005S2003.htm
    [31] 郑向东, 丁国安, 孙敏峰, 等.北京冬季边界层臭氧垂直分布.应用气象学报, 2002, 13 (特刊): 100-108. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX2002S1010.htm
    [32] 郑向东, 丁国安, 于海青, 等.十三陵"清洁区"秋季O3在地面及近地边界层垂直分布变化的探测研究.中国科学 (D辑), 2005, 35 (增刊Ⅰ): 45-52. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK2005S1004.htm
    [33] Zheng Xiangdong, Ding Guoan, Yu Haiqing, et al. Vertical distribution of ozone in the planetary boundary layer at the Ming Tombs, Beijing. Science in China (Series D), 2005, 48 (SuppⅡ): 55-63. http://www.doc88.com/p-242652321946.html
    [34] 徐祥德, 周秀骥, 施晓晖, 等.城市群落大气污染源影响的空间结构及尺度特征.中国科学 (D辑), 2005, 35 (增刊Ⅰ): 1-19. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK2005S1001.htm
    [35] 于淑秋, 卞林根, 林学椿.北京城市热岛"尺度"变化与城市发展.中国科学 (D辑), 2005, 35 (增刊Ⅰ): 97-106. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK2005S1009.htm
    [36] 张光智, 徐祥德, 王继志, 等.北京及周边地区城市尺度热岛特征及其演变.应用气象学报, 2002, 13 (特刊): 43-50. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX2002S1004.htm
    [37] Yu Shuqiu, Bian Lingen, Lin Xuechun. Changes in the spatial scale of Beijing UHI and urban development. Science in China (Series D), 2005, 48 (SuppⅡ): 116-127. http://earth.scichina.com:8080/sciDe/CN/abstract/abstract307217.shtml
    [38] 徐祥德, 丁国安, 周丽, 等.北京城市冬季大气污染动力-化学过程区域性三维结构特征.科学通报, 2003, 48 (5): 496-501. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KXTB200305018.htm
    [39] Xu Xiangde, Ding Guoan, Zhou Li, et al. Localized 3D-structural features of dynamic-chemical processes of urban air pollution in Beijing winter. Chinese Science Bulletin, 2003, 48 (8): 819-825. doi:  10.1007/BF03187060
    [40] 周丽, 徐祥德, 丁国安, 等.北京地区气溶胶PM2.5粒子浓度的相关因子及其估算模型.气象学报, 2003, 61 (6): 761-768. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXB200306012.htm
    [41] Zhou Li, Xu Xiangde, Ding Guoan, et al. Diurnal variations of air pollution and atmospheric boundary layer structure in Beijing during winter 2000/2001. Adv Atmos Sci, 2005, 22 (1): 126-132. doi:  10.1007/BF02930876
    [42] 施晓晖, 徐祥德, 丁国安, 等. EOF模型分析北京周边气溶胶影响域气候变化显著性特征.中国科学 (D辑), 2005, 35 (增刊Ⅰ): 206-218. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK2005S1020.htm
    [43] Shi Xiaohui, Xu Xiangde, Zhang Shengjun, et al. Analysis to significant climate change in aerosol influence domain of Beijing and its peripheral areas by EOF mode. Science in China (Series D), 2005, 48 (4): 246-275. http://earth.scichina.com:8080/sciDe/EN/abstract/abstract307201.shtml
    [44] Xu Xiangde, Shi Xiaohui, Zhang Shengjun, et al. Aerosol influence domain of Beijing and peripheral city agglomeration and its climatic effect. Chinese Science Bulletin, 2006, 51 (16): 2016-2026. doi:  10.1007/s11434-006-2066-4
    [45] 郝吉明, 吴烨, 傅立新, 等.中国城市机动车排放污染控制规划体系研究.应用气象学报, 2002, 13 (特刊): 193-203. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX2002S1021.htm
    [46] 郝吉民, 王丽涛, 李林, 等.北京市能源相关大气污染源的贡献率和调控对策分析.中国科学 (D辑), 2005, 35 (增刊Ⅰ): 115-122. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK2005S1011.htm
    [47] Hao Jiming, Wang Litao, Li Lin, et al. Air pollutants contribution and control strategies of energy-use related sources in Beijing. Science in China (Series D), 2005, 48 (4): 138-146. http://earth.scichina.com:8080/sciDe/CN/abstract/abstract307213.shtml
    [48] 邵敏, 付琳琳, 刘莹, 等.北京市大气挥发性有机物的关键活性组分及其来源.中国科学 (D辑), 2005, 35 (增刊Ⅰ): 123-130. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK2005S1012.htm
    [49] Shao Min, Fu Linlin, Liu Ying, et al. Major reactive species of ambient volatile organic compounds (VOCs) and their sources in Beijing. Science in China (Series D), 2005, 48 (SuppⅡ): 147-154. http://earth.scichina.com:8080/sciDe/CN/abstract/abstract307199.shtml
    [50] 李晓莉, 何金海, 毕宝贵, 等. MM5模式中城市冠层参数化方案的设计及其数值试验.气象学报, 2003, 61 (5): 526-539. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXB200305002.htm
    [51] 桑建国, 刘辉志.街谷环流和热力结构的数值模拟.应用气象学报, 2002, 13 (特刊): 69-81. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX2002S1007.htm
    [52] 刘辉志, 姜瑜君, 梁彬, 等.城市高大建筑群周围风环境研究.中国科学 (D辑), 2005, 35 (增刊Ⅰ): 84-96. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK2005S1008.htm
    [53] Liu Huizhi, Jiang Yujun, Liang Bin, et al. Studies on wind environment around high buildingsin urban area. Science in China (Series D), 2005, 48 (SuppⅡ): 102-115. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0167610592900289
    [54] 刘煜, 李维亮, 周秀骥, 等.夏季华北地区二次气溶胶的模拟研究.中国科学 (D辑), 2005, 35 (增刊Ⅰ): 156-166. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK2005S1015.htm
    [55] Liu Yu, Li Weiliang, Zhou Xiuji, et al. Simulation of secondary aerosols over North China in summer. Science in China (Series D), 2005, 48 (SuppⅡ): 185-195. http://earth.scichina.com:8080/sciDe/CN/abstract/abstract307228.shtml
    [56] 颜鹏, 黄健.周边地区对北京地面SO2影响的初步研究.应用气象学报, 2002, 13 (特刊): 144-152. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX2002S1015.htm
    [57] 颜鹏, 黄健, Roland Draxler, 等.北京地区SO2污染的长期模拟及不同类型排放源应计算与评估.中国科学 (D辑), 2005, 35 (增刊Ⅰ): 167-176. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK2005S1016.htm
    [58] Yan Peng, Huang Jian, Roland Draxler. The long term simulation of surface SO2 and evaluation of source contributions from the different emissions to Beijing city. Science in China (Series D), 2005, 48 (SuppⅡ): 196-208. http://earth.scichina.com:8080/sciDe/CN/abstract/abstract307209.shtml
    [59] 周秀骥, 徐祥德, 颜鹏. 2000年春季沙尘暴动力学特征.中国科学 (D辑), 2002, 32 (4): 327-334. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK200204007.htm
    [60] 江文华, 马建中.区域化学输送模式中NOx和O3源示踪法的引入:北京周边地区光化学污染的应用研究.气象学报, 2006, 64 (3): 281-292. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXB200603002.htm
    [61] 朱蓉, 徐大海, 孟燕君, 等.城市空气污染数值预报系统CAPPS及其应用.应用气象学报, 2001, 12 (3): 267-278. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20010338&flag=1
    [62] 朱蓉, 徐大海, 周朝东, 等. CAPPS在国家气象中心多城市污染指数数值预报业务系统中的应用.应用气象学报, 2002, 13 (增刊): 204-213. http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-ZGKQ200110001013.htm
    [63] 沈元芳.紫外线模式预报方法的研究和实验.应用气象学报, 2002, 13 (特刊): 223-231. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX2002S1024.htm
    [64] Xu Jianming, Xu Xiangde, Liu Yu, et al. A Study of statistically correcting model CMAQ-MOS for forecasting regional air quality. Science in China (Series D), 2005, 48 (SuppⅡ): 155-172. doi:  10.1360/05yd0033
    [65] 许建明, 徐祥德, 刘煜, 等. CMAQ-MOS区域空气质量统计修正模型预报途径研究.中国科学 (D辑), 2005, 35 (增刊Ⅰ): 131-144. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK2005S1013.htm
    [66] 杨东贞, 徐祥德, 刘晓端, 等.密云水库区域大气-土-水污染过程复合相关源.中国科学 (D辑), 2005, 35 (增刊Ⅰ): 195-205. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK2005S1019.htm
    [67] Yang Dongzhen, Xu Xiangde, Liu Xiaoduan, et al. Complex sources of air-soil-water pollution processes in the Miyun reservoir region. Science in China (Series D), 2005, 48 (SuppⅡ): 230-245. http://earth.scichina.com:8080/sciDe/EN/abstract/abstract307202.shtml
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出版历程
  • 收稿日期:  2006-11-17
  • 修回日期:  2006-11-27
  • 刊出日期:  2006-12-31

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