院重大项目“中国科学院“北京地区大气环境监测行动计划””之课题5
(王跃思课题组)

    利用CMAQ-RAMS模式系统模拟了北京市2007年8月间污染物浓度分布的时空变化，重点分析了北京机动车控制期间（17-20）机动车排放降低对北京市空气质量的影响。
    机动车控制期间，北京减少了大约100多万部运行车辆。基于原有的污染源资料，对北京地区的污染排放进行人为调整（由于无法确定重点行业排放量，故假设北京地区近地面层的CO、NOx和PM10排放率减少30%，VOC排放减少20%），我们重新编制了一个污染排放源。基于新的污染源，我们模拟了2007年8月14-22日间大气污染物的浓度分布。机动车控制期间（１7-20日），主要天气特征是副热带高压西进北抬，并逐渐转为大陆高压强控制。前期，由于受副高西北侧暖湿气流影响，北京地区空气湿度较大，伴有雾霾现象，１8日后高空副高和地面热低压使得北京上空整层大气升温，地层热对流加强，风力较小，污染不易扩散，不利于外来污染物的传输。
    为了检验模拟结果的合理性，我们收集了同样期间的北京市空气质量指数（见下表）。从下表可以看到，8月16-21日间首要污染物为颗粒物，SO2和NO2浓度比较低。模式结果表明，在此期间北京地区天气比较稳定，污染物浓度变化不大。定性地与空气污染指数相比，模拟结果与观测数据相符。
  

    2007年8月北京市空气质量API

  2007年8月16-21日间近地面PM2.5（μg/m3）日均浓度分布。

    为了分析汽车排放控制试验效果，利用原有的污染源模拟了2007年8月14-22日间大气污染物的浓度分布。与污染控制试验相比，除了污染源不同外，其它条件相同，因此，两个模拟结果的差异被认为是机动车排放控制所造成的。模拟结果显示，汽车排放控制会降低北京市大气中的PM2.5和NO2的浓度，且NO2下降比较明显，对北京市的空气质量有一定的改善，但是影响程度随时间变化较大，如18日以前的影响较小，对PM2.5的影响主要集中在18和19日的中午，而对NO2的影响在机动车控制期间一直比较明显；对O3的影响主要出现在夜间。另外，我们也看到，机动车控制后夜间O3浓度有所增加，这可能是机动车NO排放的减少降低了夜间NO对O3的消耗。