劉占昌谷惠剛李淑艷徐麗王小杰
(1.遼寧省建平縣氣象局,遼寧朝陽(yáng) 122400;2.遼寧省朝陽(yáng)縣氣象局,遼寧朝陽(yáng) 122000)
朝陽(yáng)地區(qū)大氣降塵量對(duì)霧霾天氣影響的初步分析
劉占昌1谷惠剛1李淑艷1徐麗1王小杰2
(1.遼寧省建平縣氣象局,遼寧朝陽(yáng) 122400;2.遼寧省朝陽(yáng)縣氣象局,遼寧朝陽(yáng) 122000)
朝陽(yáng)地區(qū)冬季和春季處在取暖季節(jié),大量燃煤使得大氣降塵增多,另外由于植被較差,使得春季沙塵天氣增多,導(dǎo)致大氣降塵增多,使得霧霾天氣嚴(yán)重,給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)很大影響。本文利用朝陽(yáng)地區(qū)2005年到2015年大氣降塵觀測(cè)資料進(jìn)行初步分析得出:朝陽(yáng)年度總降塵量變化波動(dòng)較大,近幾年有減少的趨勢(shì),建平年度總降塵量變化較小,數(shù)值無(wú)減少趨勢(shì);降塵較多的月份朝陽(yáng)是1、4月份,建平是3、4月份,降塵較少月份是8、9、10月份;大氣降塵具有明顯的季節(jié)變化,春季和冬季總降塵量明顯比夏季和秋季總降塵量要高得多,霧霾天氣同樣是春季和冬季出現(xiàn)的多。
朝陽(yáng)地區(qū) 大氣降塵量 霧霾天氣 影響
空氣是人類生存所需的重要物質(zhì)基礎(chǔ),隨著人類社會(huì)工業(yè)化的不斷發(fā)展,城市污染源在逐漸增多,向大氣中排放的廢氣時(shí)常危及到人們的健康乃至生命[1]。朝陽(yáng)地區(qū)位于遼寧省西部,內(nèi)蒙古高原東南坡降地段。屬典型的大陸性氣候,半干旱半濕潤(rùn)易旱氣候類型。境內(nèi)以丘陵山地為主,有大凌河、小凌河、老哈河、蹦河及青龍河五條流域??偯娣e22891平方公理[2-3]。朝陽(yáng)地區(qū)是遼寧省的重點(diǎn)風(fēng)沙區(qū),地面多為沙地、稀疏草地和旱作耕地,植被稀少,特別是春季地面回暖解凍,地表裸露,多細(xì)沙塵土,狂風(fēng)起時(shí),沙塵彌漫,大氣降塵驟多,嚴(yán)重地污染了大氣環(huán)境,影響了人體健康,給人們的生產(chǎn)生活、交通安全及市容市貌帶來(lái)了不可低估的負(fù)面影響[4]。霧霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物這三項(xiàng)組成,它們與霧氣結(jié)合在一起,讓天空瞬間變得陰沉灰暗。本文就朝陽(yáng)地區(qū)大氣降塵量對(duì)霧霾天氣的影響進(jìn)行了初步分析。
大氣降塵是指從大氣中靠重力作用自然沉降到地面的顆粒物,其直徑一般大于10微米。顆粒物在地面上的自然沉降能力主要決定于自身質(zhì)量及粒度大小,但其他一些自然因素如地形和氣象條件(風(fēng)、雨、雹、霧等)也起著一定作用。大氣降塵是大氣質(zhì)量的優(yōu)劣評(píng)價(jià)指標(biāo)之一,對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)和人類健康有著直接的影響。大氣降塵觀測(cè)是研究大氣受到污染程度、沙塵天氣的影響評(píng)估等方面的重要因子。
大氣降塵觀測(cè)內(nèi)容是:每月每平方公里面積上沉降顆粒物的噸數(shù)(t·km-2·mon-1)和沙塵天氣過(guò)程每天每平方公里面積上沉降顆粒物的噸數(shù)。
大氣降塵量的計(jì)算采用公式如下:W=[(W1-Wa-Wb)/(s×n)]×30×104;式中:W為降塵總量,單位為t·km-2·mon-1(噸/千米2·月)取一位小數(shù);W1為在105℃下降塵總量加蒸發(fā)皿質(zhì)量,單位為克;Wa為在105℃下烘干的蒸發(fā)皿質(zhì)量,單位為克;Wb為在105℃下與采樣操作等量的乙二醇溶液蒸發(fā)至干后的質(zhì)量,單位為克;S為集塵缸口面積,單位為厘米2;n為采樣天數(shù)。
4.1 資料
本文選取朝陽(yáng)地區(qū)2個(gè)觀測(cè)大氣降塵的國(guó)家一級(jí)臺(tái)站,葉柏壽站代表建平縣、朝陽(yáng)站代表朝陽(yáng)縣。利用這兩個(gè)站2005年到2015年11年的大氣降塵觀測(cè)資料進(jìn)行分析,資料分別來(lái)自朝陽(yáng)縣氣象局和建平縣氣象局。
4.2 方法
利用Excel軟件程序,分析了2005年到2015年這11年朝陽(yáng)地區(qū)兩個(gè)觀測(cè)站年度總降塵量、月平均降塵量和季度平均降塵量的變化情況。
5.1 年度總降塵量
從圖一中可以看出,朝陽(yáng)年度總降塵量變化波動(dòng)較大,近幾年有減少的趨勢(shì),建平年度總降塵量變化較小,數(shù)值無(wú)減少趨勢(shì)。朝陽(yáng)年度平均降塵量為222.7噸/千米2·月。建平年度平均降塵量為243.5噸/千米2·月。朝陽(yáng)年度總降塵量最大年份是2007年達(dá)414.1 噸/千米2·月,是歷年之最,年度總降塵量最小年份是2014年110.8 噸/千米2·月,是歷年最小。建平年度總降塵量最大年份是2005年達(dá)290.6噸/千米2·月,年度總降塵量最小年份是2008年216.8噸/千米2·月。
5.2月平均降塵量
從圖二中可以看出,朝陽(yáng)、建平兩站2005-2015年月平均降塵量變化較大,朝陽(yáng)月平均最大降塵量1月份達(dá)29.3噸/千米2·月,月平均最小降塵量是10月份9.7噸/千米2·月。建平月平均最大降塵量3月份達(dá)32.2噸/千米2·月,月平均最小降塵量是8月份11.5噸/千米2·月。在這11年降塵觀測(cè)中,朝陽(yáng)月最大降塵量是2005年1月份達(dá)76.2噸/千米2·月,最小降塵量是2006年10月份的2.5噸/千米2·月。建平月最大降塵量是2006年3月份達(dá)57.4噸/千米2·月,最小降塵量是2015年11月份的7.6噸/千米2·月。
5.3 四季平均降塵量
從圖三中可以看出,朝陽(yáng)、建平兩個(gè)觀測(cè)站春季和冬季總降塵量明顯比夏季和秋季總降塵量要高得多。朝陽(yáng)降塵最多的季節(jié)是冬季達(dá)71.0噸/千米2·月,降塵最少的季節(jié)是夏季為39.9噸/千米2·月。建平降塵最多的季節(jié)是春季達(dá)92.1噸/千米2·月,降塵最少的季節(jié)是秋季為40.9噸/千米2·月。其中季節(jié)劃分為春季(3-5月)、夏季(6-8月)、秋季(9-11月)、冬季(12月至次年2月)。
從以上分析可以看出,大氣降塵有著明顯的季節(jié)變化,春季和冬季的降塵量明顯高于夏季和秋季的降塵量。因此,春季和冬季的空氣質(zhì)量和污染程度都要比夏季和秋季的差很多。究其原因主要有二,一是在北方冬季和春季正處在取暖季節(jié),大量燃煤使得大氣降塵增多,造成環(huán)境污染;二是遼西地區(qū)植被較差,春季沙塵天氣增多,使得大氣降塵增多,嚴(yán)重地污染了大氣環(huán)境。霧霾是霧和霾的統(tǒng)稱,但是霧和霾有著不同的意思。霧是由大量懸浮 在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統(tǒng),多出現(xiàn)于秋冬季節(jié),是近地面層空氣中水汽凝結(jié)的產(chǎn)物。霾是懸浮在大氣中的大量微小塵粒、煙?;螓}粒的集合體,使空氣渾濁,水平能見(jiàn)度降低到10km以下的一種天氣現(xiàn)象。大氣降塵的增加使得霧霾天氣不斷增加,嚴(yán)重的影響了人們的身體健康,給人們的生產(chǎn)生活、交通安全及市容市貌帶來(lái)了不可低估的負(fù)面影響。
(1)朝陽(yáng)地區(qū)位于遼寧省的重點(diǎn)風(fēng)沙區(qū),地面多為沙地、稀疏草地和旱作耕地,植被稀少,特別是春季地面回暖解凍,地表裸露,多細(xì)沙塵土,狂風(fēng)起時(shí),沙塵彌漫,大氣降塵驟多,霧霾天氣增加,嚴(yán)重地污染了大氣環(huán)境,影響了人體健康,給人們的生產(chǎn)生活、交通安全帶來(lái)影響。
(2)每年的11月到次年4月是朝陽(yáng)地區(qū)冬季取暖季節(jié),此時(shí)大量燃煤使得大氣降塵增多,造成早晨和傍晚空氣混濁,霧霾明顯,環(huán)境污染十分嚴(yán)重。
(3)從這11年大氣降塵資料中可以看出,朝陽(yáng)年度總降塵量變化波動(dòng)較大,建平年度總降塵量變化較??;降塵較多的月份是3、4月份,降塵較少月份是8、10月份;大氣降塵具有明顯的季節(jié)變化,春季和冬季總降塵量明顯比夏季和秋季總降塵量要高得多,霧霾天氣同樣多出現(xiàn)在春、冬季節(jié)。
[1]張孟,林琳,張子宜.長(zhǎng)春市空氣質(zhì)量污染特征分析與防治對(duì)策[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào),2009,25(3):57-61.
[2]張國(guó)林,姚玉鳳,梁群.近500年遼寧西部地區(qū)干旱成因分析及防御[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象,2007,28(增):215-218.
[3]張國(guó)林,梁群.從遼西地區(qū)森林毀滅看干旱發(fā)生頻度[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,30(增):80-83.
[4]夏廣鋒,胡成,周昊.遼西北沙化土地起塵量估算及對(duì)沈陽(yáng)大氣環(huán)境影響的初步研究.氣象與環(huán)境學(xué)報(bào),2007,23(6):57-61.
劉占昌(1969—),男,遼寧建平人,工程師,主要從事應(yīng)用氣象工作與研究。