文摘

的影响与认证交换noncertified燃木设备24小时的平均点_2.5浓度nonattainment地区的费尔班克斯,阿拉斯加,在寒冷的季节(10月至3月)进行了使用天气研究和预测模型内联加上化学包。甚至改变了只有2930认证的火炉和90年户外木锅炉降低了24小时的平均点_2.5浓度平均0.6μ通用⁻³55(6%)和避免7模拟超过数天在这个旅”。最高削减任何超过数天介于1.7和2.8之间μ通用⁻³。获得的相对响应因子都相对较低(~ 0.95)点_2.5物种和月。敏感性研究表明评估燃木设备替换计划的好处避免超过数点严重依赖于估计的准确性存在多少燃木设备,可以交换。

1。介绍

2006年,美国环境保护署(EPA)收紧了24小时全国环境空气质量标准(达标)35μ通用⁻³细颗粒物的直径等于或小于2.5μ米(点_2.5)。从10月到3点_2.5在前几年收集的数据表明,点_2.5浓度超过了达标经常在官方监测站点在费尔班克斯(1)——一个偏远城市的亚北极阿拉斯加。因此,费尔班克斯被指定为点_2.52009年nonattainment区域。

在费尔班克斯,燃木设备点的主要贡献者_2.5排放在居民区2]。估计有9240燃木设备存在在费尔班克斯,其中7980设备火炉[2]。由于加热燃料价格的增长,许多Fairbankisan家庭添加燃木设备或转移到更高比例的加热与木材是显而易见的从拉允许从2007年到2009年的三倍增加(康纳,珀耳斯。com。2010)。

燃木设备排放随燃料类型、燃料水分,燃烧的实践,和控制技术的设备(3]。一般来说,EPA-certified火炉少排放87%的点_2.5比无证(3]。美国环境保护署(4)估计,1000万年使用火炉在美国,大约80%的认证设备。交换无证火炉与认证公司已经成功的工具来减轻点_2.5在许多地方浓度(5]。

壁炉替换项目减少环境的影响点_2.5浓度已经评估主要是基于观测。例如,点_2.5抽样活动相关的替换1200认证的火炉在利比,蒙大拿,显示,24小时的平均点_2.5在替换期间浓度下降了20% (6]。室内点_2.5浓度测量16户之前和之后替换在落基山的山谷飘出社区(7]表示减少平均和最大点_2.5浓度分别为71%和76%。类似的研究在15在不列颠哥伦比亚,加拿大,没有发现一致的室内点之间的关系_2.5削减和替换[飘出8]。

8610插入和火炉的费尔班克斯,大约2930设备无证的(2]。评估的好处燃木设备替换为任何高纬度城市社区基于观察性研究在情理之中是很困难的。费尔班克斯的亚北极气象条件差异强烈与中纬度地区燃木设备替换程序已成功地应用于减轻空气污染。在费尔班克斯,经常停滞的空气和强烈辐射冷却在漫长的夜晚导致低温和强烈的反演。反演存在于10月和3月之间78 - 97天,经常连续十多天。1971 - 2000年的月平均气温10月,11月,12月,1月,2月和3月是−9日−18日,22岁的−−23日−18日分别和−14°C。这样的极低的温度导致高加热的要求。平静的风(0.5 - -2.5米之间的月平均10月和3月)和反演意味着较低的混合空气污染的未受污染的环境。

而观测方法应用在中纬度地区需要一个广泛的测量运动替换项目生命周期,数值模拟可以提供一个快速和低成本评估的好处燃木设备替换程序。此外,建模允许评估的潜在好处替换程序之前,它的实现/完成,因此允许实施额外的措施以防替换程序仅实现合规可能不够充分。

这方面,天气研究和预测模型内联加上化学模型通常被称为WRF /化学(9,10)已被广泛用于调查排放污染敏感性变化。例如,WRF /化学服务调查的影响排放的氮氧化物(NO的变化_x从发电厂)臭氧浓度在美国东部11]。模拟阐明复杂的臭氧浓度之间的关系,也没有_x排放强度,其他没有的距离_x来源,挥发性有机碳(VOC)的可用性,和阳光。WRF /化学模拟研究城市扩张的影响二次有机气溶胶形成的珠江三角洲,中国,表明城市扩张可以改变气象条件,因此诱发二次有机气溶胶的增加3 - 9% (12]。WRF /化学调查表明,1990年和2000年之间的排放变化引起的北太平洋地区硫酸盐气溶胶的增加趋势观察到阿拉斯加沿海网站(13]。这些模拟还表明,在阿拉斯加南部的沿海站点,硫酸盐气溶胶变化但不是由当地排放船舶排放的增加和加拿大的排放。

在许多努力寻求有效的污染控制符合达标,费尔班克斯开始进行“飘出替代”计划。鉴于费尔班克斯2008年设计值是44.7μ通用⁻³,任何梅策略需要一个相对响应因子(RRF)低于0.78达到符合达标。在这项研究中,我们利用WRF /化学与阿拉斯加的修改(14,15)评估与认证的燃木设备交换无证的好处在下午_2.5浓度在费尔班克斯nonattainment呼吸水平区域。

2。实验设计

2.1。模拟

模拟执行了2008年10月1日0000 UTC, 4月2日,2009 0000 UTC,阿拉斯加修改WRF /化学预测模式。物理和化学计划选择的模拟表中列出1并详细描述(15]。

模型域包括阿拉斯加内陆的大部分集中在费尔班克斯nonattainment 4公里的水平从表面到100 hPa grid-increment 28延伸垂直层(图1)。第一层的顶部(呼吸)在8米高。气象领域的初始条件和气象的侧边界条件被缩减规模6 h-resolution国家环境预报中心的全球最终分析。阿拉斯加的化学领域与垂直配置文件初始化典型背景浓度。自从费尔班克斯是唯一主要的排放源和市区578公里半径内,观察和建模研究显示几乎没有任何污染物平流[13,15),阿拉斯加背景浓度作为横向边界条件。

我们进行模拟没有与“飘出替代”(REF)和(WSR)。在WSR,燃木设备的数量是基于(改变2]。这些作者估计,总计有9240燃木设备的2930年和90年所认证的火炉和户外木锅炉、分别。因为早先研究[29日)估计,有13829的燃木设备5042和1500认证的火炉和户外木锅炉、分别,我们执行一个敏感的模拟(WSS1)假设替换根据这些数字。第二个灵敏度仿真(WSS2)是基于未发表的数据由卡尔森和合作者(2009;珀耳斯。通讯。)略有不同燃木总数量的设备(9241)和无证火炉(2934)从数字出版的2WSR)和使用,但没有考虑颗粒炉灶(0和370台设备)。14天的敏感性研究运行评估敏感度燃木设备(WSS1)的数量和类型的设备(WSS2)。

2.2。排放清单

我们开发了一年一度的人为排放清单基于国家排放清单(NEI) 2010年10月的2008。当时没有点源排放,我们使用点源排放设施运营商的数据(如果提供)和假设从前面NEI否则/ y增长1.5%。一些工业/商业/机构NEI2008领域还没有出现,我们假设他们仍在NEI2005只有边际变化在这些领域2005 - 2008。住宅木材燃烧排放估计得到从[29日]。2009年的年度排放评估选择较2008年提高1.5%。

我们考虑排放点的变化_2.5,颗粒物直径等于或小于10μ米(点₁₀)、二氧化硫(₂)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(有限公司₂),氨(NH)₃),甲烷(CH₄),和VOC每烧木材的交换设备。我们计算的排放th物种从WSR的燃木设备如下: 在哪里和认证的数量都烧木柴的设备安装和发射率th物种;和的数字是noncertified烧木柴的设备类型的和他们的发射率th物种/设备;和的总发射率吗th物种从燃木设备在裁判和WSR,分别。所有物种的发射率从燃木设备是来自[29日,30.]。类似地,我们计算了排放的假设替换WSS1 WSS2与相应的数字和为每一个敏感的研究。所有其他部门的排放量比燃木WSR保持不变,WSS1, WSS2他们在裁判。

这个一年一度的排放数据分配在时间和空间上基于数据源特定活动数据(土地利用、人口密度、交通计数,点源坐标,小时,星期,月,等等)(例如,图2)。此外,温度被认为是对排放的交通,住宅,商业取暖和发电主要高(低)排放每日平均温度低于(上图)每月平均温度(15]。

2.3。分析方法

我们分析了模拟在一个面积80×70网格点(图1)从0000年10月1日阿拉斯加标准时间(AST) 0000年4月1日AST (UTC + 8 h)的24小时的平均评估对AST。我们点的差异决定的_2.5及其组件在裁判和WSR相比,WSS1 WSS2。PM_2.5浓度的差异(REF-WSR REF-WSS1 REF-WSS2)进行测试的意义通过使用在95%置信水平t以及点的零假设_2.5浓度在裁判和每个WSR WSS1, WSS2不不同。

我们评估的好处燃木设备替换通过检查有多少“超过数点”和“超过数天”是可以避免的。在这一过程中,我们考虑24小时的平均点_2.5在任何网格单元浓度大于任何一天降低排污量作为“意向”,任何一天,至少有一个“超过数”作为“超过数天”。

我们计算的相对响应因子的排放变化YYY浓度YYY除以的裁判(YYY (REF) YYY代表WSR, WSS1和WSS2分别。RRFs计算出总点_2.5即硫酸盐(和它的主要组件₄),硝酸盐(NO₃),(NH铵₄),有机碳(OC),元素碳(EC)和其他主要无机颗粒物(他人)。所有网格的计算RRFs细胞nonattainment地区包括网格单元包含官方监测网站评估的影响燃木设备替换nonattainment地区。

3所示。结果

3.1。模型的性能

基线评估仿真(REF) [15)可以概括如下。WRF /化学高估了温度测量3、11和22 m气象塔费尔班克斯市区0.6 K, 0.7 K和1.1 K,分别。它高估了风速测量11米(22米)1.15理学硕士⁻¹(2.39理学硕士⁻¹相对湿度)和高估了16%。它捕获的演化气象数量观察到23日气象地面气象站的域。域,的整体偏差温度、露点温度、相对湿度、海平面压力、风速和风向在1.3 K, 3月10月2.1 K, 5%, 1.55−1.9 hPa,理学硕士⁻¹分别和4°。WRF /化学稍微高估了24小时的平均点_2.5集中在污染的日子(PM_2.5浓度> 35μ通用⁻³),但未能捕捉他们全部的极端。发生频率可以捕获点_2.5浓度15至50μ通用⁻³。WRF /化学模拟52超过数点在网格单元的监控网站,只观察到26日超过数点。

未能捕获点_2.5最大值(最小值)的全部非常污染(清洁)天不影响模拟的数量超过数天,超过数点。在这些事件中,点_2.5即浓度比35更高(低)μ通用⁻³阈值超过数点。因此,我们可以使用REF和WSR模拟评估燃木设备替换的影响点_2.5浓度nonattainment区域。

3.2。减排

年平均点_2.5排放住宅供暖设备由下午约占总数的21%_2.5所有排放源类别。燃木设备贡献了66.6,1.4,14.7,59.9,96.5和95.8%的排放点_2.5,所以₂,没有_x,在北半球₃从住宅供暖、VOC和公司。

平均nonattainment区域,点_2.5排放10月,11月,12月,1月,2月和3月分别为941.7,632.9,632.5,799.8,680.5,和661.0 g.km²h⁻¹,分别。气温明显低于1971年至2000年的30年平均水平以上10月11月,12月,1月,2月。因此,点_2.5低排放高10月和11月,12月和1月平均比。

在10月至3月,WSR减少总点_2.5REF排放量3.7%。每月平均点_2.5减排是4.0,3.2,2.7,3.0,3.9,5.6%,10月,11月,12月,1月,2月和3月分别。污染物减排的大小不一。平均nonattainment地区₂减排是19.5,8.16,9.1,11.7,11.0,分别为3月和10月的15.8%。各自的没有_x(VOC)减排是16.0(20.3),5.5(8.1),6.8(6.6),8.9(10.7),7.3(11.0),和11.4(11.2)%,分别。

3.3。参考模拟

周日下午的课程_2.5REF和WSR浓度相似,也就是说,木材燃烧排放的变化不会影响一般的周日下午_2.5浓度。周日的下午_2.5浓度,而反映了所有排放源的时空变化。日的每小时的点_2.5在天24小时的平均浓度点_2.5浓度小于25μ通用⁻³显示在1000年达到顶峰AST,后跟一个高峰在1900 AST略强。天下午有24小时的平均_2.5浓度大于25μ通用⁻³,第二个峰值往往占据了第一个1500年到1700年之间,其最大AST。通常,每小时的点_2.5浓度大幅增加600年后AST并迅速减少在达到第二个峰值。从10月到3月,夜间每小时2200 - 0600 (AST)点_2.5浓度一般较低,波动更少(μ通用⁻³,μ通用⁻³比在一天的剩余时间()μ通用⁻³,μ通用⁻³)。

nonattainment区域,裁判月平均点_2.5浓度分别为12.9,11.0,9.2,11.0,9.8和5.7μ通用⁻³去年10月,11月,12月,1月,2月和3月分别。在nonattainment地区,点_2.5浓度是由发射强度和气象条件。在网格单元的监测站点,24小时的平均点的相关性_2.5浓度为2 m空气温度(T), 10米风速(v),大气边界层高度(ABL-height),向下短波辐射、相对湿度,和海平面气压−0.404−0.626−0.613−0.298,0.043,分别和−0.001(所有重要95%置信水平)。在这里,24小时的平均点_2.5浓度强烈的发射强度(重要的)。24小时的平均点的平均成分_2.5在所有网格细胞浓度nonattainment面积是21.3 - -25.0,0.6 - -0.8,< 0.1,8.9 - -9.3,45.4 - -47.7,19.8 - -20.7%₄,没有₃,在北半球₄分别、EC、OC、和其他人。这一发现表明在当地点没有显著的差异_2.5作文nonattainment地区。

平均高的点_2.5排放(188.3 g.km²h⁻¹)和相对低风速(1.9硕士⁻¹)nonattainment地区10月导致最高月平均点_2.5浓度的10月到3月。在月平均风速和ABL-height最低(0.9硕士⁻¹和122.7的网格单元监测站点,分别)在11月,这解释了月平均点高_2.5最低浓度的尽管on-monthly-average第二点_2.510月到3月的排放。今年3月,平均相对较高的风速和ABL高度(2.6硕士⁻¹和567.2的网格单元监控网站)提供了良好的稀释和运输nonattainment区域空气污染,产生低点_2.5浓度在nonattainment区域。

在裁判,最大24小时的平均点_2.5浓度获得任何一天10月至3月期间发生在nonattainment区域。182天,24小时的平均最高的点_2.5集中发生在网格单元的网格监控网站和/或细胞相邻的南部和西部(这三个网格细胞被称为网站组以后)于86年,64年,32天,分别。这个事实是由于相对强大的点_2.5排放在这些网格细胞相比,其他网格细胞nonattainment区域。网站群点_2.5排放量占总排放量的34.3% nonattainment区域包含31个网格细胞。

在裁判,55超过数天,131超过数点模拟10月至3月期间,其中52超过数点发生在网格单元的监测站点。的数量超过数天(超过数点)10月,11月,1月,2月和3月20(57),10(13)、5(13)、15日(37)、5(11),分别和0 (0)。所有超过数点通常发生在网站群。24小时的平均最高和最低的点_2.5任何超过数天浓度分别为72.2和35.1μ通用⁻³和发生在2008年10月27日,1月4日,2009年,分别。

至少超过数点通常发生在下列条件的任意两个共存:强大的发射率(> 3600 g.km²h⁻¹)、低风速(理科硕士⁻¹)、低温(< -20°C)和低ABL高度(< 20 m)。这四个关键条件发生在23.1,15.4,20.3和20.3%的182天。天高超过数点(> 60岁μ通用⁻³)发生在所有四个以上关键条件同时发生。不超过数点发生在天与风速大于2⁻¹和ABL-heights大于100 m。与风速大于1天理学硕士⁻¹和ABL高度大于100 m nonattainment区域的任何地方但不是现场组,超过数点网格单元的模拟监控网站和/或其相邻网格细胞,24小时的平均点_2.5在其他网格细胞浓度nonattainment地区仍然低(< 15μ通用³)。大浓度梯度之间总是存在网站的网状细胞组和其他网格细胞nonattainment区域。

天无风(< 0.5硕士⁻¹),24小时的平均点高_2.5浓度和经常发生超过数点nonattainment地区及其周边地区(图3(一个))。10月至3月期间,没有超过数发生在风盛行东北风或偶尔西北流水干净,相对温暖空气进入nonattainment面积和冲洗被污染的空气向西南或东南(图3 (b))。超过数点通常发生在(1)nonattainment地区,东北弱风无法去除寒冷的和稳定的气团(图3 (c)),(2)nonattainment地区风来自不同的方向,阻碍了交通的污染空气nonattainment区域(图3 (d)),(3)东北和西南大风运输污染空气的nonattainment区域是流水岁回nonattainment区域空气污染(图3 (e)),(4)东南风流水空气污染从北极的社区(2226居民,位于市区东南nonattainment面积22公里的费尔班克斯)对监测站点的网格单元向西南,慢慢耗尽。

3.4。燃木设备替换

除了八天,最高的24小时的平均点_2.5浓度发生在同一网格细胞WSR和REF。八天,24小时的平均点_2.5WSR浓度最大值,然而,仍然发生在网站组像REF。轻微的局部极大值的位置的变化是由于边际(测量精度的顺序)气象条件的变化由于间接和直接反馈之间的气溶胶浓度和辐射。

WSR的月平均点_2.5nonattainment地区浓度分别为12.2,10.3,8.6,10.3,9.2和5.3μ通用⁻³去年10月,11月,12月,1月,2月和3月分别。导致了月平均点的值_2.5差异(REF-WSR)的0.7,0.7,0.6,0.7,0.6和0.3μ通用⁻³分别3月10月。PM_2.5差异与平均相对较高的几个月高于点相对较低_2.5浓度。

最高的24小时的平均点_2.5差异获得的任何地方域是5.7μ通用⁻³(2008年10月27日)。最高(2.1μ通用⁻³第二个最高(2.0),μ通用⁻³)24小时的平均点_2.5分歧nonattainment地区获得2008年10月27日2009年1月1日,分别。平均nonattainment地区3月和10月,PM_2.5差异是0.6μ通用⁻³。这个值等于8%(6%)最高的(平均)点_2.5nonattainment区域浓度降低。

nonattainment地区超过10月至3月,24小时的平均约45%和33%的点_2.50.5 - 1之间的差异了μ通用⁻³和0 - 0.5μ通用⁻³,分别。然而,对于nonattainment区域24小时的平均频率分布的点_2.5之间的差异强烈月(图4)。高24小时的平均点_2.5差异(> 3μ通用⁻³)只发生3、2.4和1.2%的时间在10月,1月和2月分别。11月、12月和3月,24小时的平均超过75%的点_2.5介于0和1之间的差异μ通用⁻³。10月份,超过40%的24小时的平均点_2.5差异nonattainment面积超过1μ通用⁻³。

在九天的最大24小时的平均点_2.5浓度超过60μ通用⁻³,平均24小时的平均点_2.5nonattainment地区差异是1.5 - -2.1μ通用⁻³24小时的平均和最大点_2.5nonattainment地区差异是3.4 - -5.7μ通用⁻³。在这些天,60 - 87%(16 - 32%)的网状细胞nonattainment地区经历了24小时的平均点_2.5差异大于1μ通用⁻³(2μ通用⁻³)。在46天的最大24小时的平均点_2.5浓度介于35之间μ通用⁻³和60μ通用⁻³,平均24小时的平均点_2.5差异0.7 - -1.5μ通用⁻³24小时的平均和最大点_2.5差异1.9 - -4.0μ通用⁻³。大约52%的24小时的平均点_2.5差异小于1.0μ通用⁻³和8%的网状细胞nonattainment地区24小时的平均点_2.5差异大于2μ通用⁻³。天24小时的平均和最大点_2.5浓度低于35μ通用⁻³,24小时的平均点_2.5差异约0.5μ通用⁻³平均,77%小于1.0μ通用⁻³。在这些天,24小时的平均只有1%的点_2.5差异超过2μ通用⁻³通常发生在网站群。

在111年的182天,24小时的平均最大点_2.5差异发生在网站群。最大24小时的平均点_2.5差异通常发生在天风网站组织(理科硕士⁻¹)或在天风(理科硕士⁻¹)和统一风向nonattainment区域。当最大区别nonattainment地区发生在另一个地方,风介于0.7和1.2之间理学硕士⁻¹从不同方向和流水污染物相对强劲nonattainment区域内受污染的地区。

nonattainment地区在网状细胞,并有很强的点_2.5(> 1400 g.km排放²h⁻¹),24小时的平均点_2.5差异强烈依赖于点_2.5减排(0.894,显著)。较低的网状细胞点_2.5(≤1400 g.km排放²h⁻¹),24小时的平均点_2.5点不太敏感的区别_2.5减排(0.556)比那些高发射率。相反,获得的气象条件重要性大小的浓度降低。

点_2.5物种形成的REF几乎没有不同于WSR (< 0.1%)。低分区之间的变化₄,没有₃和其他点_2.5物种的部分是由于低碳减排,NH的低可用性₃在费尔班克斯和较低的短波辐射10月至3月。

WSR, 1(8)、3(5), 2(3), 1(8), 0(0)和0(0)超过数天(超过数点)避免去年10月,11月,12月,1月,2月,3月,分别,而裁判。其中8超过数点时避免网格单元监测站点。在所有exceedance-days除了2月8日,2009年,超过数点的位置是相同的WSR和REF。2月8日,2009年,有网状细胞经历了超过数点WSR比裁判(三个和两个网状细胞)由于接近35μ通用⁻³浓度和气象条件的些许变化,由于radiation-aerosol反馈。

在超过数的位置,大约18.3,9.9,42.0,22.1,10.7,6.1%的24小时的平均点_2.5之间的差异< 2、2 - 3、3 - 4、4 - 5和> 5μ通用⁻³24小时的平均和最大点_2.5差异获得任何exceedance-day是5.7μ通用⁻³(2008年10月27日)。最大24小时的平均点_2.5差异在任何避免exceedance-days在1.7和2.8之间μ通用⁻³。这一发现意味着燃烧木材的替换设备避免exceedance-days只在天24小时的平均点_2.5浓度略高于35μ通用⁻³。

网格单元的监测站点的RRFs 24小时的平均点_2.5浓度分别为0.951,0.950,0.952,0.956,0.941,和0.940 10月,11月,12月,1月,2月和3月分别。在这个网格单元,每日RRFs 24小时的平均点_2.5浓度分别为0.938,0.949和0.965,50第75和第90百分位,分别。这些发现表明,总点的RRFs_2.5网格单元的浓度监测站点在10月3月相对一致。总体RRFs没有₃分别为0.835,0.893,0.913,0.868,1.035,和0.873到3月10月,0.866,0.897和0.960,50第75和第90百分位,分别。RRF的没有₃大于1可能是工件相关很低₃浓度(< 1μ通用⁻³)。在低浓度,RRF变得高度敏感,即使是很小的浓度变化。NH的RRFs₄是相对一致的(~ 1)在10月到3月。

类似RRFs获得网格单元的监控站点也获得了其他网站的网状细胞组。其他nonattainment地区网状细胞,RRFs点_2.5物种相比略有减少(增加)的网格单元与监控网站这些网状细胞位于逆风时(顺风)的网站。在其他所有物种,RRFs获得网状细胞nonattainment地区不同的±0.1 RRFs获得网格单元的监测站点。最低的网状细胞RRFs,降低最低,通常是位于nonattainment的边界地区,逆风的网状细胞高污染。nonattainment网状细胞沿边界的区域即经历经常清洁空气平流nonattainment之外的区域。因此,减排相关替换燃木设备几乎没有影响。最高的网状细胞RRFs通常发生在nonattainment区和24小时的平均点较低_2.5浓度(< 4μ通用⁻³),因为RRF往往是更敏感的低比高的点_2.5浓度。

替换的好处的燃木设备24小时的平均点_2.5浓度大幅降低nonattainment区域的外面,顺风。4公里的半径,8公里,12公里,16公里nonattainment区域的顺风,24小时的平均点_2.5差异是27.5,13.1,7.3,4.6%的24小时的平均点_2.5获得平均分歧nonattainment区域。一个t以及显示,24小时的平均点_2.5差异显著地方域内除了nonattainment区域和一些邻近网状细胞(图5)。

3.5。敏感性研究

WSS1代表着一个庞大的减排(图2)由于大量燃烧木材的设备被改变了。平均nonattainment面积和14天,总点_2.5排放在WSS1 REF减少了39.8%。WSS2检查粒壁炉替代的影响。在14日期间,WSR和WSS2总点了_2.5分别为5.6%和6.6%的减排。

最大24小时的平均点_2.5浓度获得裁判,WSR、WSS1 WSS2 14 d敏感性研究的任何一天是51.1,47.6,26.9和47.5μ通用⁻³2008年10月14日。24小时的平均点_2.5差异的REF-WSS1明显高于REF-WSR或REF-WSS2因为减排是WSS1(最高的数字2和6)。最大24小时的平均点_2.524.9在WSS1差异获得的任何一天μ通用⁻³。相反,最大24小时的平均点_2.514天的差异获得任何WSS2是3.6μ通用⁻³,这只是略高于获得WSR (3.5μ通用⁻³)相同的时间表。16.7,25.3,18.2,8.8,13.1,13.4,5.5%的24小时的平均点_2.5差异REF-WSS1属于< 1、1 - 2、2 - 3、3 - 4、4 - 6、6 - 10,和> 10μ通用⁻³,分别。在同一14 d期,约77.0(80.2),18.4(17.1),3.5(2.3),1.2(0.5),0(0)%的24小时的平均点_2.5<之间差异REF-WSS1 (REF-WSR)下降1、1 - 2、2 - 3、3 - 4和> 4μ通用⁻³,分别。

的平均RRFs 24小时的平均点_2.5浓度得到的网格单元监测站点WSS1, WSS2, WSR分别为0.543,0.913,和0.930,分别为14 d集。NH的RRFs₄大约在所有模拟的敏感性。的RRFs没有₃WSS1分别为0.471、0.815和0.818,WSS2 WSR,分别,而这样的吗₄、OC和EC等类似点_2.5。

的空间变化RRFs在±0.1 RRF的网格单元监测站点的任何物种在任何网格单元nonattainment地区WSS2和WSR。相反,在WSS1, RRFs的空间变化达到从没有区别0.4 RRF值大于RRF-value网格单元的监测站点。6和5个14天的敏感性研究,最高的反应,也就是说,最高降低nonattainment区域,发生在网格单元的监控网站和其他网站的网状细胞组。最高的响应()发生在网格单元的监测站点在WSS2一天。然而,没有一天最强的反应发生在网格单元WSR的监测站点。

燃烧木材的大量设备改变在WSS1导致避免所有4(6)超过数天(超过数点)发生在裁判在同一时间。没有超过数点避免WSS2和WSR在这14天。最高(最低)24小时的平均点_2.5在任何超过数差异获得位置WSS1是24.9 (16.8)μ通用⁻³。在裁判超过数点的位置是相同的,WSS2, WSR nonattainment地区发生。

4所示。结论

交换的影响noncertified燃木与认证火炉设备减少了24小时的平均点_2.5浓度在呼吸水平在费尔班克斯nonattainment地区调查了10月1日2008年3月31日,2009年,利用WRF /化学模拟的结果。结果表明,假定的燃木设备更换帮助降低24小时的平均点_2.5在呼吸浓度水平nonattainment区域。然而,减少有效性取决于燃木设备的数量改变了,改变了什么样的设备。燃木设备替换场景基于数据报告(2下午)收益率只有3.7%_2.5减排的参考场景,因此低降低24小时的平均点_2.5浓度。平均nonattainment地区3月和10月,24小时的平均点_2.5差异(REF-WSR)是0.6μ通用⁻³,等于6%的点_2.5浓度降低。大约79%的24小时的平均点_2.5差异小于1μ通用⁻³。这意味着设计值为44.7μ通用⁻³假定的替换不会导致遵从性和可能只减少超过数点的数量与浓度略高于天达标。

24小时的平均点的大小_2.5差异REF-WSR强烈不同天,地点之一。高24小时的平均点_2.5差异(> 3μ通用⁻³)经常发生在10月,1月,2月。风速和风向的关键因素,最大24小时的平均点的分布_2.5的区别。24小时的平均点的大小_2.5点更依赖的区别_2.5减排在网状细胞有相对强比相对低的点_2.5排放。最大24小时的平均点_2.5差异通常发生在网站的网状细胞小组天无风(理科硕士⁻¹)或风速超过2硕士⁻¹。在其他风条件下,最大24小时的平均点_2.5差异通常发生在网站的顺风网状细胞组。基于这些发现有结论,缓解空间异构和地方发射条件和气象条件强烈管理减排的大小。

燃木设备替换假定WSR只有有效地帮助避免7 55超过数天,发生在REF。此外,这避免发生只在天24小时的平均点_2.5浓度略高于35μ通用⁻³。的RRFs点_2.5浓度和其主要组件通常0.950 - -0.965之间的不同和相对一致的在10月到3月。RRFs最低,最高降低,没有获得在监测站点的网格单元,但在其他网状细胞nonattainment区域。这些研究结果支持上述结论认为替换不足以实现遵从性。因此,人们必须断定燃木设备的替换可能改善空气质量在大部分地区nonattainment区域不明显的监测站点。基于RRF的相对一致性有得出燃木替换提供相对可靠的减少。

14 d敏感模拟假设[报告的燃木设备的数量29日](WSS1)取得了39.8%的点_2.5减排与基线相比模拟(REF)和更高的24小时的平均点_2.5浓度比WSR和WSS2 nonattainment区域减少。总共四个超过数天的模拟在裁判在这14天内避免在WSS1 24小时的平均和最大点_2.5差异(REF-WSS1)在任何位置超过数是24.9μ通用⁻³。点的相对响应因子_2.5浓度得到的网格单元监测站点平均高达0.543,最高RRFs频繁获得网格单元的监控网站和其他网站的网状细胞组。敏感性研究的结果WSS2略微不同于那些WSR。基于14 d WSS1敏感性研究,得出结论,如果认证的燃木设备的数量WSS1假设可能被改变,数量超过数点nonattainment地区可以有效地减少。相反,改变了燃木设备在WSR和相对较低的数字认为WSS2似乎并不足以实现合规达标。一起的敏感性研究的结果表明,精确的知识noncertified设备的数量,或者可以改变是最重要的评估的潜在好处在24小时的平均点替换程序_2.5浓度。

确认

作者感谢c·f·卡希尔,g . Kramm w·r·辛普森·g·a·时k . Leelasakultum t·t·Tran的匿名评论者富有成果的讨论。本研究在一定程度上支持的费尔班克斯北极星区LGFEEQ下合同。北极地区超级计算中心提供的计算资源。