不同观测频率风要素在环境影响评价中的差异

所属栏目:环境法论文 发布日期:2012-05-19 09:46 热度:

  前言
  在对大气污染物进行浓度预测计算时,评价区的气象参数是大气环境评价中不可缺少的因子,而不同观测频率下的的气象参数对预测评价结果的影响也很大。
  现在由于我们所观测的常规气象参数,通常是在两种不同观测频率下的统计数据,一种是每日02:00、08:00、14:00、20:00时的四次观测值;另一种是每日24次的观测值,即是每间隔一小时的连续观测。本文以河北省滦南县2008年观测值为例,对风向,风速在两种不同观测频率下观测值进行了分析和比较,并给出了适当的建议。
  1.风对大气污染物扩散的影响:
  大气污染物进入大气后,将随着大气的扩散而扩散,其中风向、风速、大气稳定度、降水、气温、云层等气象参数都对大气扩散有一定的影响。污染气象学的研究表明风向、风速、大气稳定度对大气扩散的影响较大。
  1.1风向
  风对大气污染物的影响主要表现在对大气污染物的水平输送上。某风向的频率越大,在污染源下风向的区域出现大气污染的几率就越大,而静风状态时大气污染物将主要影响污染源附近的区域,即:风向决定着大气污染物影响的区域位置。
  由于风向决定着大气污染物影响的区域位置,某风向的频率与其下风向区域受污染的几率成正比,而静风则影响污染源附近的区域。在气象统计中将一定时间内出现频率最多的风向称为主导风向。通过对同一地区同一时间段内风向的每日4次观测值和24次观测值分别进行的统计对比,可了解两者之间存在着差异。
  1.1.1主导风向
  下表为河北省滦南县2008年各月主导风向和全年的主导风向统计表:
  表1
  月份
  项目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 年最多
  24
  次值 主导风 ENE WNW E SSW E E E NNE SSW SSW W W E
   频率(%) 11.16 13.65 11.29 14.86 18.68 20.56 12.23 10.08 10.14 9.68 12.50 15.46 9.88
  4
  次值 主导风 NNE WNW E SSW E E E NNE W WNW SW WSW E
   频率(%) 12.90 14.66 12.10 13.33 18.55 22.50 12.10 15.32 10.83 11.29 12.50 15.32 10.31
  
  从表中可以看出,不同观测频率下的主导风向不完全一致,月主导风向不一致的就有5个月,分别是1、9、10、11、12,其中10月份相差4个方位(90°),1月、9月和11月份相差2个方位(45°),12月份相差一个方位(22.5°),在其他风向相同的月份中除11月份频率也相同外,其他月份风向频率均有一定的偏差,偏差绝对值在0.13~5.24%之间,相差很大。
  1.1.2风向频率
  下图是利用滦南县2008年的风向统计中,绘制的风向频率玫瑰图(见图1)。
  
  
  
  
  
  
  从图中可以看出:绝大多数4次观测求得的风向频率都大于24次观测求得的风向频率。其差值相差在0.1%~2.0%之间,其中SSE相差最大,而两种观测值的年静风频率分别为4.2%和5.6%。从闽侯地区的风玫瑰图上可以看出闽侯的年主导风向为ESE,其中SSE,SE,出现频率也较高,故在城市的区域规划中,在不考虑其他因子的情况下,应将主要的污染企业如:造纸、石油等企业建在闽侯北或西北方向。
  1.1.3静风频率
  统计两种观测频率下的静风频率见图2。
  
  图2静风频率统计
  由图2可知:两种不同观测频率统计出的静风频率差别很大,4次观测值的静风频率大多都大于24次观测值的静风频率,两者相着的范围也较大。
  由于四次观测值在年统计数据中占很大比例,如果我们在选用气象因子时,若选用了四次观测值,原因是由于在02、08、14、20时4次观测值中,随机成分较大,而24时平均值能较准确地反映风向的日变化规律。
  1.2风速
  风速即空气在单位时间内水平方向移动的距离。大气对污染物的稀释扩散能力与风速的大小成正比,即风速决定着大气污染物影响的区域面积和影响程度。
  但风速还存在着次生效应,在微风(静风)条件下,热烟云抬升较高,污染物在大气中的垂直扩散增强,使地面的污染物浓度减小;强风使上升烟云弯曲而提早抵达地面,将引起地面的污染物浓度增大,可见风速与大气污染的关系比较复杂,是一个很重要的气象因子。1.2.1风速的对比分析:
  风速决定着大气污染物影响的区域面积和影响程度,在进行污染物长期平均浓度的预测中,是使用一段时间内的平均风速进行计算。通过对两种不同观测频率的月平均风速统计,可了解风速对大气扩散预测计算的影响情况,统计结果见表2:
  表2
  月份项目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 年平均
  24次值 2.52 2.20 2.05 2.10 1.80 1.82 2.24 2.70 2.52 2.32 2.03 2.49 2.23
  4次值 2.66 2.09 2.37 2.04 1.88 1.87 2.26 2.69 2.54 2.48 2.17 2.57 2.30
  差值 0.14 -0.11 0.32 -0.06 0.08 0.05 0.02 -0.01 0.02 0.16 0.14 0.08 0.07
  
  由表2可知,4次观测的月平均风速大多都比24次观测值的平均风速高,两者差值在0.02~0.16之间,相差较大的为1月份、10月份、11月份,年平均差值在0.07。
  可见不同观测频率下统计的平均风速值相差不是很大,其对大气扩散预测的影响较小,在二级和三级建设项目的预测评价中可以忽略风速的影响。
  2结论
  两种不同观测频率风向的统计数据结果的对比分析表明:两者在风向频率、静风频率、平均风速上均存在差异,其中风向和静风频率各月差异较大。应选用评价项目所的地的每日24小时的自动连续观测的统计数据,以消除了许多随机的因素。
  在二级和三级建设项目和一些污染较小的中小企业的的预测评价中,不同观测频率下的平均风速的影响较小,可以忽略。
  3参考文献
  [1]中国气象局地面气象观测规范气象出版社
  [2]曹文骏污染气象学气象出版社
  [3]周国强环境影响评价武汉理工大学出版社

文章标题:不同观测频率风要素在环境影响评价中的差异

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