摘要:
利用PM2.5质量浓度测量仪E-Sampler的1 Hz高频采样功能, 采用涡动相关法, 计算山东省德州大气环境实验站2018年12月27日至2019年1月7日多次污染事件的PM2.5浓度脉动和湍流通量, 探讨PM2.5浓度湍流特征。结果表明, 实验观测期间PM2.5浓度湍流通量均值为0.026 μg/(m2·s); 不同污染过程中PM2.5浓度湍流通量传输方向不同, 表明不同污染过程的污染源汇属性不同。随着湍流统计特征量(如湍流动能、水平风速标准差、垂直风速标准差、水平风速、动量通量和感热通量)增大, PM2.5湍流垂直通量呈现指数型减小的趋势, 即先急剧减小, 然后随各变量的增长变化不大。随着PM2.5浓度增大, 其湍流通量绝对值呈现增加趋势, 因此PM2.5浓度湍流通量的大小与PM2.5浓度和湍流强弱有关。不稳定条件下, PM2.5浓度归一化标准差与稳定度参数ζ = z/L 遵循-1/3幂次关系, 即 σc/C* = 6.7(-ζ)-1/3; 稳定条件下, 实验结果相对离散。另外, PM2.5浓度脉动方差谱曲线在高频段满足-2/3幂指数率, PM2.5浓度脉动与垂直速度脉动的协方差谱曲线在高频段满足-4/3幂指数率。研究结果表明, 利用E-Sampler的PM2.5浓度1 Hz高频采样功能可以得到连续且有效的PM2.5浓度湍流通量。
任燕, 李倩惠, 张宏升, 康凌. PM2.5浓度湍流特征和通量获取的实验研究[J]. 北京大学学报自然科学版, 2021, 57(6): 1019-1026.
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