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为城市守护一片蓝天

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    随着我国城市化的快速发展,环境污染问题也一再成为公众关注的热点。城市人口的膨胀,城市范围的扩大,特别是城市交通业的高速发展,使得城市大气污染从原始的煤烟型污染转化为煤烟型与机动车尾气污染共存的复合型污染, 并产生了一系列的环境问题,如城市可吸入颗粒物污染严重、灰霾及大雾天气加剧、极端天气事件频繁发生等。

  在解决环境问题的过程中,气象部门应如何发挥作用,为城市发展撑起一把保护伞,守护一片蓝天?由中国气象局沈阳大气环境研究所承担的2008年度公益性行业(气象)科研专项项目“城市环境气象监测评价预警业务系统研发”,在这道难题面前进行了有效的探索。

  该项目负责人马雁军介绍,关键大气成分监测分析、环境气象影响评价、城市空气质量预报、突发性大气污染物事故排放应急预警等城市环境气象服务,与国家需求和公众生活密切相关。但是,目前,气象部门的环境气象服务业务主要限于空气质量预报。因此,迫切需要从国家需求及城市环境气象业务方面拓展业务领域,建立一套城市环境气象监测评价预警业务系统,为政府决策、应急服务和人民生活质量提高提供高水平的服务。因此,项目组主要针对我国城市环境气象特征,采用野外观测和现有方法的集成,开展关键大气成分(PM10、PM2.5、PM1和黑碳)的监测分析,研究其时空分布的基本(物理、化学)特征;分析可吸入颗粒物与气象要素(风速、风向、温度、湿度、雾及能见度等)之间的关系,研究大雾、低能见度天气及可吸入颗粒物污染等环境气象因子对大气环境的影响;研制城市环境气象监测评价预警业务系统,包括关键大气成分监测分析子系统、酸雨降尘监测分析子系统、环境空气质量预报及突发性大气污染物事故排放应急预警子系统构成。

  通过多年研究,项目组主要针对城市环境气象特征,采用野外观测和现有方法的集成,开展了沈阳、鞍山、抚顺、本溪、丹东和大连等6座城市的关键大气成分(PM10、PM2.5、PM1、黑碳、SO2、NO2)的在线监测;首次在东北地区同步开展了区域6座城市颗粒物的化学组成分析,通过对2009年1月至2010年1月PM10、PM2.5、PM1各个季节的同步膜采样及化学分析,分析了6座城市不同季节不同粒径颗粒物中的无机元素及水溶性阴阳离子的分布特征。

  在该项目验收会上,专家组认为,该项目通过对6座城市主要大气成分的分析,为评估各城市大气污染治理效果提供了翔实的数据支撑;利用6座城市PM10、PM2.5、PM1与同步对应的气象要素数据,分析了各城市颗粒物与气象要素之间的关系以及沙尘、大雾及霾天气时大气中的主要污染物分布和化学成分特征,为辽宁各城市颗粒物的治理提供了参考依据,对于有效应对城市环境污染发挥了重要作用。

  同时,在科技成果向业务转化方面,项目组也进行了很好的探索。通过该项目,辽宁省建立起城市环境气象监测评价预警业务系统,构建了6座城市自2006年以来的大气成分数据集,并建立了大气成分监测分析子系统;以辽宁22个酸雨监测站、28个降尘监测站为基础平台,建立了酸雨降尘监测分析子系统;通过模式内边界参数改进并与模式验证,建立了空气质量模式系统与突发性大气污染事故排放应急预警子系统。

  马雁军介绍说,项目的研究成果已经应用到辽宁省环境气象业务中,气象科技人员编写了43份环境气象监测评价报告,沈阳市空气质量预报业务在2009年至2011年全国47个重点城市API预报质量评定中名列前茅。


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