四川盆地城市群发展对大气污染影响机制研究

Sichuan basin has become one of the most serious air pollution regions in China for the adverse pollutant diffusion condition influenced by the basin terrain and meteorology. In Sichuan basin, Urban and Urban agglomeration spatial structure characteristic is distinguish because cities are embedded plains, hills and small basins and distributed along rivers, and population and economy are high concentrated in there. Urban development ,it increased the emissions of air pollution accounts, changed the land surface leading to dynamic and structure of boundary layer more complex, and induced the city’s population interaction. So, it is no one can afford to neglect the influence of the Urban agglomeration development for atmospheric pollutant. Based on multi-source data (e.g., remote sensing data, site monitoring meteorological and environmental data, environmental statistics, and socio-economic statistics), using GIS spatial analysis , Urban agglomeration spatial structure characteristics, the distribution and emission characteristics of air pollution in Sichuan basin should be analyzed in this study . Meanwhile, using Mesoscale meteorological models （WRF） and Urban canopy model（UCM), meteorological dynamic and thermodynamic mechanism caused by underlying surface changing will be simulated and analyzed. Next, the distribution, accumulation, migration and diffusion of air pollution in different weather conditions and different pollution emission scenarios will be studied based on air quality model (i.e., CMAQ) and back trajectory model, also included the transport ratio of urban air pollutant between cities. Furthermore, the influencing mechanism of urban development for the air pollution in Sichuan basin will be explored . This study can provide suggestions for the urban agglomeration development and the air pollution prevention in the Sichuan basin.

独特的地形与气象条件使盆地大气污染难以扩散，四川盆地已成为全国大气污染最严重地区之一。盆地内平原、丘陵及小盆地地形多样分布，城市沿河、沿江分布，人口、经济集中，城市群结构异于其它地区。城市群发展增加了污染排放总量，另一方面下垫面改变使盆地内城市边界层动力、热力结构更为复杂，城市污染相互影响严重，城市群发展对大气污染的影响不容忽视。本研究以遥感数据、站点监测数据以及统计调查数据为基础，采用GIS技术分析城市群发展的空间结构、大气污染分布及污染排放特征，利用中尺度气象模式WRF和城市冠层模式WRF-UCM模拟分析下垫面变化引起的气象动力、热力变化机制，结合空气质量模式CMAQ与后向轨迹模式，模拟不同污染气象条件和排放源情景下重污染形成过程，分析不同下垫面情况、不同污染排放对大气污染的影响，探索盆地城市群发展对大气污染的生成机制，为四川盆地城市群发展和大气污染防治提供参考依据。

《四川盆地城市群发展对大气污染影响机制研究》结题报告.摘要： (对项目的背景、主要研究内容、重要结果、关键数据及其科学意义等做简单概述，800字以内，含标点符号).独特的地形与气象条件使盆地大气污染难以扩散，四川盆地已成为全国大气污染最严重地区之一。城市群发展增加了污染排放总量，另一方面下垫面改变使盆地内城市边界层动力、热力结构更为复杂，城市污染相互影响严重，城市群发展对 大气污染的影响不容忽视。本研究以遥感数据、站点监测数据以及统计调查数据为基础， 采用GIS技术分析城市群发展的空间结构、大气污染分布及污染排放特征，利用中尺度气象模式WRF和城市冠层模式WRF-UCM模拟分析下垫面变化引起的气象动力、热力变化机制， 结合空气质量模式CMAQ与后向轨迹模式，模拟不同污染气象条件和排放源情景下重污染形 成过程，分析不同下垫面情况、不同污染排放对大气污染的影响，探索盆地城市群发展对 大气污染的生成机制，为四川盆地城市群发展和大气污染防治提供参考依据。.（1）1980-2020年，四川盆18座城市建成区面积由709.19 km2增加到4655.72 km2，重庆和成都两座城市的扩展面积占城市群扩展总面积的69.14%。成都市中心建设用地面积从1988年的91.86 km2增长到了2018年的1010.11 km2，增长了918.86km2,面积增长率1074.56% 。与此同时，城市群发展带来的污染排放成几何位数增长。.（2）城市精细化气象场模拟中城市下垫面采用城市气候分区方式考虑了城市建筑密集度、建筑高度，城市冠层模式考虑到城市的单层、多层、空调排放，能更准确地模拟气象温度场与风场。.（3）BEP模型和BEM模型考虑了城市的立体结构，增大了城市地表的空气摩擦系数导致城市地表的风速降低，不利于污染物的快速扩散，最终导致BEP模型和BEM模型的模拟的空气质量结果高于SLAB模型。