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基于观测的污染气体区域排放特征

李阳 徐晓斌 林伟立 赵花荣

李阳, 徐晓斌, 林伟立, 等. 基于观测的污染气体区域排放特征. 应用气象学报, 2012, 23(1): 10-19..
引用本文: 李阳, 徐晓斌, 林伟立, 等. 基于观测的污染气体区域排放特征. 应用气象学报, 2012, 23(1): 10-19.
Li Yang, Xu Xiaobin, Lin Weili, et al. Regional emissions of gaseous pollutants based on observations. J Appl Meteor Sci, 2012, 23(1): 10-19.
Citation: Li Yang, Xu Xiaobin, Lin Weili, et al. Regional emissions of gaseous pollutants based on observations. J Appl Meteor Sci, 2012, 23(1): 10-19.

基于观测的污染气体区域排放特征

资助项目: 

中国气象科学研究院基本科研业务费 2011Z003

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY200706005

国家自然科学基金项目 40775074

中国气象科学研究院基本科研业务费 2008Z011

详细信息
    通信作者:

    徐晓斌, E-mail: xuxb@cams.cma.gov.cn

Regional Emissions of Gaseous Pollutants Based on Observations

  • 摘要: 利用2006年9月—2007年8月河北省固城生态与农业气象试验基地 (固城站) 反应性气体观测数据获得了CO与NOx,CO与SO2,SO2与NOx体积分数比的变化特征,并将观测得到的体积分数比与从INTEX-B等排放源资料得到的排放比进行比较研究。当风向来自北方向 (北京) 时,固城站的CO和NOx体积分数显著高于其他方向,而来自南方向 (保定、石家庄) 时,SO2体积分数显著高于其他方向。固城站观测到的CO与SO2,CO与NOx体积分数比分别为43.7和31.6,较排放比高出2~12倍。分析表明:排放源清单对CO排放低估了大约2倍以上,生物质燃料燃烧,尤其是收获季节大规模秸秆燃烧排放可能是重要的且被低估了的源。从观测数据估计得到秸秆燃烧期比平时CO大约多排放了90%±30%,忽略秸秆燃烧期额外排放对CO排放强度估计有重要影响。未来排放源清单编制和使用需要更加关注我国农业区秸秆燃烧排放对排放强度的影响。
  • 图  1  基于REAS的华北CO, NOx和SO2年排放量分布图

    Fig. 1  REAS emission strengths of CO, NOx and SO2 in North China

    图  2  固城站CO, SO2和NOx关系图

    Fig. 2  Correlations among CO, SO2 and NOx at Gucheng Station

    图  3  固城站污染物体积分数和体积分数比的风向玫瑰图

    Fig. 3  Windroses of pollutant concentrations and their ratios at Gucheng Station

    图  4  秸秆燃烧期和平常时期固城站观测的CO体积分数及两者比值随气象条件的变化

    Fig. 4  Average CO concentrations observed during the open biomass burning period and the normal period under different meteorological conditions and their ratios at Gucheng Station

    表  1  排放源数据基本信息

    Table  1  Basic information about the emission inventories

    名称 研究区域 基准年份 分辨率
    INTEX-B 东亚 2006 0.5°×0.5°
    REAS 东亚 2006 0.5°×0.5°
    HB 华北 2003 0.1°×0.1°
    TRACE-P 东亚 2000 1.0°×1.0°
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    表  2  不同季节CO,NOx和SO2体积分数线性回归结果

    Table  2  Results of linear regression among CO, NOx and SO2 for different periods

    季节 时段 CO与NOx CO与SO2 SO2与NOx
    斜率 截距/10-9 相关系数 斜率 截距/10-9 相关系数 斜率 截距/10-9 相关系数
    春季 全天 40.5 419 0.63 34.5 700 0.44 0.66 0.9 0.74
    白天 56.2 319 0.71 30.6 647 0.44 0.87 2.1 0.75
    夜晚 28.0 589 0.49 25.9 917 0.31 0.48 0.8 0.70
    夏季 全天 32.4 592 0.24 59.6 593 0.43 0.40 2.3 0.41
    白天 60.7 226 0.50 28.0 618 0.60 1.42 -5.8 0.60
    夜晚 9.0 772 0.24 45.1 696 0.45 0.11 3.4 0.29
    秋季 全天 38.6 162 0.75 22.9 1144 0.27 0.30 4.3 0.50
    白天 43.6 217 0.76 36.2 791 0.48 0.41 6.0 0.54
    夜晚 29.5 497 0.66 31.2 1436 0.30 0.20 2.5 0.45
    冬季 全天 42.3 129 0.89 61.8 148 0.76 0.41 16.1 0.70
    白天 44.8 28 0.89 54.5 -102 0.79 0.56 15.4 0.77
    夜晚 39.9 246 0.86 58.0 727 0.72 0.38 13.3 0.66
    全年 全天 38.4 326 0.82 49.9 599 0.73 0.54 1.5 0.81
    白天 39.4 446 0.82 42.0 560 0.72 0.68 3.8 0.82
    夜晚 36.1 388 0.82 53.3 869 0.72 0.46 -0.8 0.76
     注:春、夏、秋、冬季节划分分别为3—5月、6—8月、9—11月和12月—次年2月;白天时段为08:00—19:59,夜晚时段为20:00—次日07:59。
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    表  3  基于INTEX-B的固城和北京CO,NOx and SO2排放量 (单位:103 t·a-1/网格)

    Table  3  INTEX-B emission strengths of CO, NOx and SO2 in Gucheng and Beijing (unit:103 t·a-1/grid)

    地点 工业 居民 交通 电厂
    CO NOx SO2 CO NOx SO2 CO NOx SO2 CO NOx SO2
    固城 13.6 0.7 0.3 14.4 0.2 0.4 22.7 2.2 0.1 0.3 1.1 2.3
    北京 103.5 6.2 4.8 58.6 2.7 5.7 247.9 23.0 0.9 2.6 11.4 13.6
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    表  4  固城站周围不同区域排放源的排放比

    Table  4  Emission ratio derived from the emission inventories in different areas around Gucheng Station

    格点区域 INTEX-B REAS TRACE-P* HB
    CO与SO2 CO与NOx CO与SO2 CO与NOx CO与SO2 CO与NOx CO与SO2 CO与NOx
    固城站北和东北方向 (38.75°~
    41.25°N,115.25°~117.25°E)
    10.1 8.7 3.7 5.7 5.8 10.2 12.6 11.4
    固城站南和西南方向 (37.25°~
    38.75°N,113.75°~115.25°E)
    5.2 11.3 5.3 14.9 3.5 8.0 14.3 9.1
    北京 (39.75°~40.25°N,
    115.75°~116.25°E)
    16.5 9.5 6.5 11.9 3.5 6.8 13.6 9.7
    保定 (38.25°~38.75°N,
    115.25°~115.75°E)
    7.4 13.1 3.7 12.0 4.7 10.5 14.5 19.1
    固城站 (38.75°~39.25°N,
    115.25°~115.75°E)
    16.4 12.0 6.4 19.4 9.4 15.6 7.5 16.1
     注:*TRACE-P中固城站北和东北方向的区域范围为38°~41°N,115°~117°E;固城站南和西南方向的区域范围为37°~39°N,113°~115°E;北京的区域范围为39°~40°N,116°~117°E;保定的区域范围为38°~39°N,115°~116°E;固城站的区域范围为39°~40°N,115°~116°E。
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  • [1] Streets D G, Waldhoff S T. Present and future emissions of air pollutants in China: SO2, NOx, and CO. Atmos Environ, 2000, 34: 363-374. doi:  10.1016/S1352-2310(99)00167-3
    [2] Hao J M, Wang L T. Improving urban air quality in China: Beijing case study. J Air Waste Manage Assoc, 2005, 55: 1298-1305. doi:  10.1080/10473289.2005.10464726
    [3] 徐晓斌, 刘希文, 林伟立.输送对区域本底站痕量气体浓度的影响.应用气象学报, 2009, 20(6): 656-664. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20090602&flag=1
    [4] Streets D G, Zhang Q, Wang L, et al. Revisiting China's CO emissions after the Transport and Chemical Evolution over the Pacific (TRACE-P) mission: Synthesis of inventories, atmospheric modeling, and observations. J Geophys Res, 2006, 111, D14306, doi: 10.1029/2006JD007118.
    [5] Ohara T, Akimoto H, Kurokawa J, et al. An Asian emission inventory of anthropogenic emission sources for the period 1980—2020. Atmos Chem Phys, 2007, 7: 4419-4444. doi:  10.5194/acp-7-4419-2007
    [6] 赵斌.华北地区大气污染源排放状况研究.北京:中国气象科学研究院, 2007.
    [7] 钟流举, 郑君瑜, 雷国强, 等.大气污染物排放源清单不确定性定量分析方法及案例研究.环境科学研究, 2007, 20(4): 15-20. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJKX200704004.htm
    [8] 颜鹏, 黄健, Draxler R.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.中国科学D辑:地球科学, 2005, 35 (特刊Ⅰ): 167-176. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/zgkx-cd2005z1016
    [9] 房小怡, 蒋维楣, 季崇萍, 等.北京交通环境污染诊断模拟初步研究.应用气象学报, 2002, 13(特刊): 214-222. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX2002S1023.htm
    [10] 颜鹏, 房秀梅, 李兴生.临安地区地面SO2变化规律及其源地分析.应用气象学报, 1999, 10(3): 265-275. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=19990366&flag=1
    [11] 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://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/yyqxxb2002z1016
    [12] Wang T, Cheung T F, Li Y S, et al. Emission characteristics of CO, NOx, SO2 and indications of biomass burning observed at a rural site in eastern China. J Geophys Res, 2002, 107(D12), doi: 10.1029/2001JD000724.
    [13] Wang Y, Hao J, McElroy M B, et al. Ozone air quality during the 2008 Beijing Olympics-effectiveness of emission restrictions. Atmos Chem Phys, 2009, 9: 5237-5251. doi:  10.5194/acp-9-5237-2009
    [14] Li C, Marufu L T, Dickerson R R, et al. In situ measurements of trace gases and aerosol optical properties at a rural site in northern China during East Asian study of tropospheric aerosols: An international regional experiment 2005. J Geophys Res, 2007, 112, D22S04, 10.1029/2006JD007592. doi:  10.1029/2006JD007592
    [15] Lin W L, Xu X B, Ge B Z, et al. Characteristics of gaseous pollutants at Gucheng, a rural site southwest of Beijing. J Geophys Res, 2009, 114, D00G14, doi:10.1029/ 2008JD010339.
    [16] 刘希文.北京及周边地区气态污染物区域特征及输送研究.北京:中国气象科学研究院, 2010.
    [17] Zhang Q, Streets D G, Carmichael G R, et al. Asian emissions in 2006 for the NASA INTEX-B mission. Atmos Chem Phys, 2009, 9: 5131-5153. doi:  10.5194/acp-9-5131-2009
    [18] Parrish D D, Trainer M, Buhr M P, et al. Carbon moNOxide concentrations and their relation to concentrations of total reactive oxidized nitrogen at two rural U.S. sites. J Geophys Res, 1991, 96: 9309-9320. doi:  10.1029/91JD00047
    [19] Kok G L, Lind J A, Fang M. An airborne study of air quality around the Hong Kong territory. J Geophys Res, 1997, 102: 19043-19057. doi:  10.1029/97JD01306
    [20] Zhang Q, Streets D G, He K, et al. NOx emission trends for China, 1995—2004: The view from the ground and the view from space. J Geophys Res, 2007, 112, D22306, doi: 10.1029/2007JD008684.
    [21] Li L J, Wang Y, Zhang Q, et al. Wheat straw burning and its associated impacts on Beijing air quality. Science in China Series D: Earth Sciences, 2008, 51(3): 403-414. doi:  10.1007/s11430-008-0021-8
    [22] 曹国良, 张小曳, 王丹, 等.中国大陆生物质燃烧排放的污染物清单.中国环境科学, 2005, 25(4):389-393. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGHJ200504002.htm
    [23] 郑晓燕, 刘咸德, 赵峰华, 等.北京市大气颗粒物中生物质燃烧排放贡献的季节特征.中国科学B辑:化学, 2005, 35(4): 346-352. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JBXK200504014.htm
    [24] 李阳.基于观测的污染气体区域排放特征研究.北京:中国气象科学研究院, 2011.
    [25] Holloway T, Levy II H, Kasibhatla P. Global distribution of carbon monoxide. J Geophys Res, 2000, 105(D10): 12123-12147. doi:  10.1029/1999JD901173
    [26] Warneck P. Chemistry of the Natural Atmosphere. New York: Academic Press, 1988.
    [27] 孟昭阳, 丁国安, 于海青, 等.北京北部城区SO2和NO2浓度垂直分布特点初探.应用气象学报, 2002, 13(特刊): 109-112. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=yyqx2002s1011&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-04-08
  • 修回日期:  2011-10-08
  • 刊出日期:  2012-02-29

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