青岛市大气颗粒物污染特征及潜在来源分析

作者：张玉洁; 冯俊杰; 张武; 涂爱琴; 李恒昶

来源：高原气象, 2022, 1-13.

• PM2.5
• 质量浓度
• 潜在源区
• 潜在源贡献因子分析法
• 浓度权重轨迹分析法

利用山东青岛2017年1月至2020年12月的大气颗粒物质量浓度、常规气象观测资料以及全球数据同化系统（Global Data Assimilation System,GDAS）数据，研究了该地区大气颗粒物的污染特征，基于拉格朗日混合单粒子轨道模型（Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model,HYSPLIT）和轨迹统计（TrajStat）软件对青岛市大气颗粒物的传输路径进行了研究，运用潜在源贡献因子分析法（Potential Source Contribution Function,PSCF）和浓度权重轨迹分析法（Concentration Weighted Trajecto‐ry,CWT）对其潜在源区和浓度贡献进行了分析。研究结果表明：（1）青岛市PM2.5质量浓度年均值为35.3μg·m-3，冬季最高，春、秋次之，夏季最低。PM2.5质量浓度年超标率分别为8.22%,7.40%,11.51%和7.38%，重污染日仅出现在冬季，夏季从未出现过超标日。（2）PM2.5质量浓度季节日变化呈“双峰双谷”型，峰值出现在08:00（北京时，下同）-10:00、21:00-22:00，谷值出现在16:00-18:00、02:00-04:00;SO2质量浓度季节日变化呈“单峰”型，日间浓度高于夜间，采暖季日变化曲线波动更明显；NO2日变化呈“双峰双谷”型，峰值时间较PM2.5日变化峰值时间略早。（3）PM2.5质量浓度与气温、日降水量、风速、逆温起始高度呈负相关，相关系数分别为-0.422,-0.212和-0.106(风速≤2.5 m·s-1)、-0.15；与气压、逆温层强度呈正相关，相关系数分别为0.319和0.10；与逆温层厚度相关性不明显；与相对湿度的相关性不唯一。（4）春、秋、冬季的气流轨迹来自西北和偏北方向，西北气流占比最高，分别为70.27%,75.39%和100%，其污染轨迹的PM2.5质量浓度最高，是青岛市春、秋、冬季外来大气颗粒物的最重要输送路径；夏季东南向的气流轨迹占比最大，为45.89%，其污染轨迹的PM2.5质量浓度最高，为青岛市夏季外来大气颗粒物的主要输送路径。PM2.5质量浓度潜在源区冬季分布范围最广，潜在源贡献因子值最高，春、秋次之，夏季最小。春、秋、冬季主要潜在污染源区和高浓度贡献潜在源区位于河北南、河南中东、安徽西、山西西、鲁西南等地，是青岛市春、秋、冬季PM2.5污染外来输送的主要源区；夏季高浓度贡献潜在源区位于河北东南、河南东北以及鲁西南等地。

• 单位
  山东省气象台; 兰州大学; 山东省气象局