Long-term air quality data with high temporal and spatial resolutions are needed to understand some important processes affecting the air quality and corresponding environmental and health effects. The annual and diurnal variations of each criteria pollutant including PM2.5 and PM10 (particulate matter with aerodynamic diameter less than 2.5 μm and 10 μm, respectively), CO (carbon monoxide), NO2 (nitrogen dioxide), SO2 (sulfur dioxide) and O3 (ozone) in 31 provincial capital cities between April 2014 and March 2015 were investigated by cluster analysis to evaluate current air pollution situations in China, and the cities were classified as severely, moderately, and slightly polluted cities according to the variations. The concentrations of air pollutants in winter months were significantly higher than those in other months with the exception of O3, and the cities with the highest CO and SO2 concentrations were located in northern China. The annual variation of PM2.5 concentrations in northern cities was bimodal with comparable peaks in October 2014 and January 2015, while that in southern China was unobvious with slightly high PM2.5 concentrations in winter months. The concentrations of particulate matter and trace gases from primary emissions (SO2 and CO) and NO2 were low in the afternoon (~ 16:00), while diurnal variation of O3 concentrations was opposite to that of other pollutants with the highest values in the afternoon. The most polluted cities were mainly located in North China Plain, while slightly polluted cities mostly focus on southern China and the cities with high altitude such as Lasa. This study provides a basis for the formulation of future urban air pollution control measures in China.

Abstract Under strong wind action over vast Gobi surfaces, eolian transportation can cause significant environmental problems and infrastructural damage. However, scientific understanding of the underlying mechanisms and dynamics of this process in the Gobi region remains limited. To address this gap, our study focused on investigating eolian transportation over the Gobi surface along the Lanzhou–Xinjiang high‐speed railway (LXHSR) in Northwest China, where strong winds are prevalent. The results indicate that sand transportation heights can reach 9 m in this region, with the saltation layer approximately 3–6 times higher than that of other gravel deserts. The sediment flux density over the Gobi surface exhibited an exponential decrease with increasing elevation; however, the grain‐size vertical profile in wind‐blown sand displayed an increase up to a critical altitude, followed by a decrease with height. The annual eolian transported quantity recorded in this region exceeds that of most deserts worldwide. Notably, fine sand and total suspended particulates (TSP) contributed to approximately 90% of the sediment deposited on railway tracks and drawn in by passing trains. To control transportation of these fine particles, we propose increasing the height of sand‐blocking fences within the current railway wind‐blown sand protection system from 2 to 3 m. Simultaneously, anthropogenic damage to the Gobi surface should be minimized to reduce excessive dust release. This study provides insight into the wind‐blown sand movement mechanism over the Gobi surface under strong winds, and the eolian physics parameters revealed may serve as a theoretical foundation for preventing and managing eolian catastrophes along the Lanzhou–Xinjiang high‐speed railway.

草方格固沙障因其固沙效果好、成本低廉且环保的特点,被认为是中国乃至世界各地防沙治沙的最有效方式,亦被称为 "中国魔方"。但长期以来,草方格沙障的施工方法未得到改进,依然需要有经验的工人利用铁锨将麦草扎入沙地中,形成半隐蔽式草方格,这一过程耗时耗力,不能满足当前我国防沙治沙事业提质增效的新时代要求。本文作者研制了一种将麦草通过机械编织而成的刷状草方格固沙障,使草方格沙障施工效率提高60%以上。通过对刷状草方格固沙障防沙效果,开展系统的风洞实验和野外观测研究,我们发现:①与传统草方格沙障相同,刷状草方格固沙障内部形成了明显的气流减速区和流向涡旋,沙障顶部出现了明显的抬升气流。当风速低于20 m s-1时,固沙障可使地表风速降低80%以上。②刷状草方格与传统草方格沙障对风沙流的扰动作用相同,沙障内输沙率随高度变化不再遵循指数递减规律,输沙率随高度增加先增大后减小,在沙障顶部出现最大值。③刷状草方格固沙障固沙效率(Rs)随风速的增大线性减小,但在一般沙漠地区Rs可达到90%以上。刷状草方格有望替代传统草方格固沙障,减轻劳动强度,提高施工效率,为草方格沙障的机械化编织和智能化施工提供技术支撑。