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多个边界层次级环流耦合效应及其对空气质量的影响

臭氧污染,次级环流,多个环流耦合,长三角城市群

近几十年来，由于经济快速增长、城市化和工业化水平提高，很多地区的空气质量问题也愈发严重。随着国内外节能减排等政策的实施，大气颗粒物污染逐渐减轻，然而臭氧污染问题却日益加剧。由于很多受污染影响地区的地表类型复杂，除了有城市本身，还有很多近湖、临海、靠山，这些复杂下垫面共同作用使局地气候环境变得复杂。不同下垫面形成的次级环流如城市热岛环流、海陆风环流、湖陆风环流、山谷风环流之间存在重要的耦合机制，是影响区域空气污染的重要因素。本研究针对2019年夏季太湖东南岸的一次臭氧污染过程，利用WRF-Chem模式模拟了湖陆风环流、海陆风环流、城市热岛环流的耦合及其在臭氧输送、聚集和消散过程中所起的作用。结果表明，湖陆风环流、海风环流、城市热岛环流的相互耦合在太湖东南岸的苏州、嘉兴等地区形成了辐合带，主导该地区地面和边界层内的臭氧时空分布。在此基础上设计的敏感性实验分析了不同环流的贡献，结果发现，湖陆风环流是造成本次臭氧污染的主要原因；海风环流是维持辐合带以及辐合带地区臭氧聚集的重要原因，海风环流的减弱有助于上风向污染的减少但不利于下风向的污染扩散；城市热岛环流有助于次级环流辐合带的增强以及臭氧污染的聚集。