基于多源探测数据对北京一次重污染天气的粒子微物理特征和热、动力机制分析

摘要

基于环境、气象、探空、AERONET、云高仪和卫星遥感多数据源对北京春季一次重污染过程的热、动力机制和粒子微物理属性展开研究。结果表明:(1)多源数据协同观测显示本次污染起源于中国西部,影响范围广泛,对北京构成了达6级的重度污染,PM_(2.5)、PM_(10)质量浓度高达600μg/m3和1000μg/m^(3)。(2)MCD19A2 MAIAC AOD能很好地揭示本次污染起源、强度、输送和影响区域,MISR AOD显示本次污染粒子微物理属性具有大模态、非球形、非吸收型的特征。(3)CALIPSO显示,在1~4 km高度,退偏在0.1~0.5,色比在0.5~1.3均有分布,有“小退偏和大色比”现象。(4)AERONET数据显示,污染前、中、后AOD_550 nm值分别为0.9、2.0、0.2,AE_440-675 nm值分别为1.30、0.4、1.0,说明本次污染为PM_(2.5)和PM_(10)混合型污染。(5)探空显示本次污染大气层结非常稳定,各阶段有显著的热动力特征。污染爆发前(5月3日),上层大气潮湿且温度递减率小,低层大气干燥上升,构成对流空间。污染爆发期(5月4日),出现多层逆温,干燥大气下沉运动,受上层西风下层偏南风的动力配合。污染末期(5月5日),低层逆温消失,上层逆温层高度持续抬升,且空气干燥,深厚西风区风速持续加大,终结污染过程。(6)云高仪监测和EC模式结果表明5月4日大气稳定,边界层在空间上分布均匀,08:00大气边界层高度约1200 m,20:00约300 m。