0 引言

臭氧是一种强氧化剂，比重为空气的1.66倍，常集聚在下层空间。其强烈刺激人的呼吸道，造成咽喉肿痛、胸闷咳嗽，引发支气管炎和肺气肿；甚至可造成人体神经中毒，头晕头痛、视力下降、记忆力衰退；对人体皮肤中的维生素E起到破坏作用；破坏人体的免疫机能，诱发淋巴细胞染色体病变，加速衰老，致使孕妇生畸形儿等一系列健康问题。因此，大气环境中臭氧浓度上升所造成的污染天气必须引起人们的高度重视。

对于兰州地区的污染过程，已经有不少学者进行了相关研究工作，并得到了很多有意义的结果［1-2］。王颖等［3］运用CAMQ空气质量模式及WRF中尺度气象模式，通过采用湍流闭合方案、混合层高度和湍流交换系数参数化方法等方面研究了WRF 模式下不同边界层参数化方案对模拟边界层低层气象要素特征的差异，验证了CAMQ模式模拟山谷地区城市中空气污染物的输送、扩散、消亡以及转化的能力，给出了适应兰州地区的污染数值模拟方案，分析了兰州地区O3、PM10、CO等主要几种污染物的时空变化分布特征，以及高架污染源对兰州地区空气质量的贡献率；杨雪玲［4］利用2011～2016 年兰州地区的污染物浓度资料分析了兰州污染物浓度的时空分布规律，探讨了风速风向、气温、降水等气象要素对污染物浓度分布的影响，并研究了重污染过程中环流形势和气象条件的变化特征。因此利用数值产品ERA-interim 再分析资料，定量分析兰州地区年际范围内不同类型的污染过程，进而研究不同环流场、温度场、风场以及层结稳定度，对污染物浓度的空间分布和时间变化的影响，以及探究兰州地区全年不同类型污染事件发生发展的规律及特点［5］。

兰州市空气污染多发，分析1999 年、2000 年的空气污染指数的结果表明，兰州地区平均的空气污染指数AQI 年平均达到239，是我国42 个主要城市里空气污染最为严重的城市，在42 个主要城市的AQI 年平均指数中，兰州是唯一一个AQI 年平均指数超过了200的地区。兰州地区的三大主要污染类型分布在不同季节，春季以沙尘暴和浮沉污染为主，夏季以臭氧等光化学烟雾污染为主，冬季以煤烟型污染为主［6］。通过量化分析兰州地区的空气污染发生、发展及消亡的过程，得出兰州地区空气污染的主要形成原因及扩散、消亡的特点，将对及时防灾减灾、提高人们生活质量和国民经济建设具有重要现实意义［7-8］；对空气污染做出定量准确的预报和监测，将对制定预防人体健康危害的措施，具有显著的科学价值和十分重要的实际意义［9-10］；同时，依照研究的结论也将对对城市污染的治理，城市的管理规划起到重要的支撑作用。

1 方法介绍

1.1 资料选取

ERA-Interim 再分析资料是ECMWF 继ERA40 资料之后推出的一套新的再分析资料，包含1979 年至今的时段，与ERA40 时段上有部分重叠（1989～2002年），但在资料同化处理上有很大的进步。一是由原先的三维同化系统（3D VAR）变更为现今使用的四维同化系统（4D VAR）；二是更新了同化模型，最新的综合预报系统为IFS Cy45r1；三是提升了格网分辨率，水平格网能提供不高于0.75°×0.75°精度的数据；四是应用了更多的卫星数据（包括：卫星亮温资料、GPS 掩星资料、散射计资料，以及地面观测资料）。其地面资料获取仍使用TESSEL 过程（Tiled ECMWF Scheme for Surface Exchanges over Land）。ERA-Interim能够提供不同气压位的多种气象数据，由1 000 h Pa 上升到1 h Pa 高度，1 000 h Pa 至100 h Pa 的压强间隔为25 h Pa。数据时段包括00时、06时、12时、18时（世界时），其中00时和12时为分析产品，06时和18时为预报产品。

1.2 资料使用方法

NCL（The NCAR Command Language）是一种专门为科学数据处理以及数据可视化设计的高级语言，很适合用在气象数据的处理和可视化上。NCL 包含了现代编程语言的许多常见功能：条件语句、循环、数组运算等。此外，NCL 还包括许多有用的内置函数和过程用来进行处理和操作数据，其中包括统计函数、插值、EOF 分析、波谱分析等。

本论述选用ERA-interim 再分析资料提供的2016年7 月2 日，2018 年7 月9 日的单日资料，运用NCL 进行可视化处理。再分析资料提供了当日世界时0时、6时、12 时、18 时的4 次观测资料，本文运用每个时间节点的观测数据对影响兰州地区的风场、温度场进行分析。运用统计分析软件对兰州市及各站点的O3、CO、NO2浓度数据进行处理，结合NCL处理再分析资料得出的气象场图形资料，研究兰州地区的各个污染过程。

文章来源：《兰州工业学院学报》 网址: http://www.lzgyxyxb.cn/qikandaodu/2021/0122/477.html

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