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基于无人机观测的晴天与辐射雾边界层气象要素和大气污染物高分辨率垂直分布特征的对比研究

邬昊鹏 牛生杰 刘端阳 吕晶晶 祖繁 周悦 王元 葛攀延 汪玲玲 鲁海宁

邬昊鹏, 牛生杰, 刘端阳, 吕晶晶, 祖繁, 周悦, 王元, 葛攀延, 汪玲玲, 鲁海宁. 基于无人机观测的晴天与辐射雾边界层气象要素和大气污染物高分辨率垂直分布特征的对比研究[J]. 大气科学. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2210.22180
引用本文: 邬昊鹏, 牛生杰, 刘端阳, 吕晶晶, 祖繁, 周悦, 王元, 葛攀延, 汪玲玲, 鲁海宁. 基于无人机观测的晴天与辐射雾边界层气象要素和大气污染物高分辨率垂直分布特征的对比研究[J]. 大气科学. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2210.22180
Comparative study on the high-resolution vertical distribution characteristics of meteorological elements and atmospheric pollutants in the boundary layer of sunny day and radiation fog events based on UAV observation[J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2210.22180
Citation: Comparative study on the high-resolution vertical distribution characteristics of meteorological elements and atmospheric pollutants in the boundary layer of sunny day and radiation fog events based on UAV observation[J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2210.22180

基于无人机观测的晴天与辐射雾边界层气象要素和大气污染物高分辨率垂直分布特征的对比研究

doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2210.22180
基金项目: 国家自然科学基金 广西重点研发计划

Comparative study on the high-resolution vertical distribution characteristics of meteorological elements and atmospheric pollutants in the boundary layer of sunny day and radiation fog events based on UAV observation

  • 摘要: 为深入研究辐射雾边界层气象要素和污染物浓度的垂直分布特征,2020年冬季在东海县利用无人机开展了边界层和污染物综合观测试验。研究发现:雾天逆温层厚度要比晴天厚几十米至数百米不等,强度要大0.5-1℃/hm。雾天低空有风切变, 风向在垂直方向上变化较小,而晴天低层风速变化较小,风向在低空随高度呈顺时针旋转。相较于双层逆温结构,有着深厚单层逆温结构的辐射雾的强度更强。在同一次辐射雾过程中,雾的强度不会随着风向的变化而变化,较低的风速更有利于强浓雾的形成。 从污染物垂直分布来看,逆温层内相同高度处的TVOC在晴天要比雾天高,在辐射雾形成前和生成阶段,SO2浓度随高度递减速率远高于晴天同期。晴天和雾天 O3和NO2的垂直变化呈现明显的负相关,NO2呈负梯度变化。 PM1.0、PM2.5和PM10在雾天要比晴天高出一倍以上, CO在辐射雾过程中相对稳定,垂直变化较小。 TVOC、NO2 、PM1.0、PM2.5和PM10会受到辐射雾过程中强逆温的影响而在逆温层内累积。 颗粒物污染物的累积变化率比气体下降更显著,且大粒径颗粒物累积变化率的下降幅度要超过小粒径颗粒物。PM2.5浓度的降低会使得气溶胶光学厚度减少,促进光解反应,使得PM2.5与O3垂直变化呈负相关。 日出后,太阳辐射增强,不稳定边界层的发展伴随着高空 O3 向下的混合导致O3增加以及PM2.5排放增多使得二者的垂直变化较为一致。
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-09-18
  • 录用日期:  2022-12-19
  • 修回日期:  2022-10-31
  • 网络出版日期:  2022-12-25

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