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      霾與清潔天氣的特征及氣象影響因素分析

      2017-05-08 21:02:01張瑩唐迪趙燕華龐礴周航吳新勝
      江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2017年4期
      關(guān)鍵詞:氣候特征污染物

      張瑩+唐迪+趙燕華+龐礴+周航+吳新勝

      摘要:利用江蘇省宿遷市氣象觀測資料和空氣污染物濃度數(shù)據(jù),分析了霾與清潔天氣的氣候變化特征、霾天氣過程的污染物特征以及兩者的氣象影響因素。結(jié)果表明:(1)宿遷市2000年之前霾日相對平穩(wěn),之后突增,2008—2010年為下降期。10月至翌年1月及6月霾日較多,由于夏收秋收期間秸稈燃燒的影響,導(dǎo)致6月、10—11月霾日和污染事件增多。2006—2009年清潔天氣較多,2010年以后清潔天氣相對較少。夏季清潔天氣最多,冬、秋季次之,春季最少。(2)霾天氣過程發(fā)生時空氣質(zhì)量良至嚴重污染,空氣質(zhì)量越差,出現(xiàn)頻率越小。10月至翌年3月及6月出現(xiàn)霾天氣過程時,空氣質(zhì)量能達到中度污染及以上級別,其他月份出現(xiàn)霾天氣過程時,空氣質(zhì)量均為良或輕度污染。霾天氣過程首要污染物有PM2.5、PM10、O3和NO2,PM2.5貢獻最大,其次是PM10和O3。(3)靜風(fēng)出現(xiàn)霾的頻率最高,其次為SE風(fēng),NE風(fēng)出現(xiàn)清潔天氣的頻率最高,其次為ENE風(fēng)。風(fēng)速越小,霾出現(xiàn)頻率越高,風(fēng)速大,清潔天氣出現(xiàn)頻率高。降水日與霾日的變化基本呈反位相,而與清潔天氣日數(shù)的變化有較好的一致性。相對濕度<90%時,相對濕度越大,霾出現(xiàn)頻率越高,相對濕度大,清潔天氣出現(xiàn)頻率也高。(4)宿遷地區(qū)出現(xiàn)重度霾時,高空多受西北或偏西氣流控制,地面處于均壓場中。77.3%的重度霾伴有低層逆溫,逆溫層的高度很低,對污染物的擴散起抑制作用,其他5、6月的重度霾低層多為相對穩(wěn)定的等溫層結(jié)。

      關(guān)鍵詞:霾;清潔天氣;氣候特征;污染物;秸稈燃燒;氣象影響因素

      中圖分類號: S165文獻標志碼: A

      文章編號:1002-1302(2017)05-0244-07

      霾是指大量極細微的干塵粒等均勻地浮游在空中,使水平能見度<10 km的空氣普遍混濁現(xiàn)象[1]。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展、城市化進程的加快,大氣氣溶膠污染日趨嚴重,人類活動直接排放的氣溶膠或氣態(tài)污染物通過光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的細粒子二次氣溶膠,可形成霾。20世紀80年代以后中國霾日明顯增加[2],我國中東部地區(qū)霾日數(shù)呈現(xiàn)明顯的階段性上升趨勢,特別是2000年后上升更為顯著,年平均霾日數(shù)有3.69 d/10年的上升趨勢[3]。霾天氣增多除與大氣污染物排放的增多密切相關(guān)外,氣象或氣候條件變化也是重要的原因[4]。氣象條件是霾天氣出現(xiàn)與否的決定性控制條件,近地層輸送條件即地面流場與大氣污染物的擴散稀釋密切相關(guān)[5]。在不同氣象條件下,同一污染源排放所造成的地面污染物濃度可相差幾十倍乃至幾百倍[6]。

      霾出現(xiàn)時不僅使能見度下降、空氣質(zhì)量惡化,組成霾的氣溶膠粒子還能反射或吸收太陽輻射[7-8],從而造成到達地面的太陽總輻射和日照時數(shù)減少[9-12]。商兆堂等研究表明,江蘇省冬小麥生長發(fā)育期間日照時數(shù)減小等氣候變化,可能會增加冬小麥生產(chǎn)的脆弱性[13]。張佩等指出在氣候變化背景下,淮北地區(qū)自20世紀90年代初,油菜全生育期日照總體呈減少趨勢[14]。因此,由于霾引起的太陽輻射和日照時數(shù)減少,將降低農(nóng)作物的光合作用,影響其產(chǎn)量和品質(zhì)。

      宿遷市地處黃淮海平原,是我國霾區(qū)之一[15],因此開展霾的相關(guān)研究意義重大。本研究將重點分析霾與清潔天氣的氣候變化特征、霾天氣過程的污染物特征以及兩者的氣象影響因素,為宿遷市霾的預(yù)報預(yù)警、科學(xué)防治和影響評估提供基礎(chǔ),從而減小霾對農(nóng)作物生長的影響。

      1數(shù)據(jù)及判識標準

      1.1數(shù)據(jù)

      采用的數(shù)據(jù)有:1981—2015年宿遷市逐日08:00、14:00和20:00的相對濕度、能見度和日天氣現(xiàn)象等觀測資料,以及其他地面氣象觀測資料和Micaps數(shù)據(jù)。2006—2015年宿遷市逐日SO2、NO2和PM10空氣污染物濃度數(shù)據(jù),以及2013—2015年宿遷市逐日O3、CO和PM2.5空氣污染物濃度數(shù)據(jù),均來自于宿遷市環(huán)境監(jiān)測中心站的空氣質(zhì)量日報。

      1.2判識標準

      查閱宿遷市地面氣象觀測記錄發(fā)現(xiàn),霾的觀測記錄比較混亂。吳兌等指出,使用長期氣候資料統(tǒng)計霾日,需要有統(tǒng)一的定量標準,使用能見度、天氣現(xiàn)象、相對濕度來綜合判斷,而且要將其他視程障礙現(xiàn)象剔除[2,16],就是說要自己處理資料,不能直接使用報表的霾日資料。

      本研究中霾日的標準為:對每天08:00、14:00和20:00的3個觀測時次的能見度、相對濕度進行判斷,當滿足任一時次能見度<10 km,且相對濕度<90%,記為1個霾日。但當同時有降水、沙塵暴、揚沙、浮塵、煙幕、吹雪、雪暴等能導(dǎo)致低能見度的天氣現(xiàn)象時,剔除該日。2014年起宿遷市能見度開始自動觀測,由于儀器的系統(tǒng)偏差,2014年以后將霾的能見度標準調(diào)整為<7.5 km。按照此標準,重建了1981年以來宿遷市的霾日序列。霾持續(xù)3 d以上稱為1次霾天氣過程。達到國家環(huán)境空氣質(zhì)量一級標準定義為清潔天氣。

      2宿遷市霾與清潔天氣的氣候特征

      2.1霾的氣候特征

      圖1為1981—2015年宿遷市霾日的年變化,常年(1981—2010年,下同)年霾日數(shù)為112.7 d,2009年霾日最少,僅62 d,2015年霾日最多,達231 d。1981年以來宿遷市霾日變化經(jīng)歷了4個階段:2000年之前霾日數(shù)相對平穩(wěn),在常年值上下浮動;2000—2007年霾日突增,均超過常年值;2008—2010年下降至相對較少的天數(shù),每年霾日僅有60~70 d;[JP2]2011—2015年霾日又急劇增加,成為1981年以來的頂峰??傮w而言,1981—2015年宿遷市霾日的年變化有2個峰值,分別為2000—2007年和2011—2015年。符傳博等的研究也表明,我國中東部地區(qū)霾日數(shù)在2000年后上升更為顯著[3]。[JP]

      圖2為宿遷市常年季節(jié)(圖2-a)和逐月(圖2-b)平均霾日數(shù)。從圖2-a可知,宿遷市秋冬季節(jié)平均霾日較多,均為32 d左右,占全年霾日的57%,其中秋季略多于冬季,宿遷市秋冬季降水少,且易出現(xiàn)靜穩(wěn)天氣形勢,有利于污染物在近地面集聚,所以霾日較多。春夏季節(jié)平均霾日相對較少,均為24 d左右,其中春季略少于夏季。由圖2-b可知,10月至翌年1月以及6月平均霾日較多,均在10 d以上,這5個月的霾日占全年霾日的51%,其中12月最多,平均霾日達 12.6 d;2—5月、7—9月平均霾日相對較少,其中7月最少,平均霾日僅 6.4 d。

      許多研究指出,6月、10—11月江蘇省進入夏收、秋收時節(jié),農(nóng)民因為搶收搶種、保持土壤肥力、減輕病蟲害等原因往往就地焚燒農(nóng)作物秸稈,排放大量的顆粒物、CO、VOC、SO2、NO2以及PAHs等有毒有害物質(zhì)進入大氣,在靜穩(wěn)氣象條件下,直接導(dǎo)致霾天氣和重污染事件的發(fā)生[17-20]。此類由秸稈燃燒引起的霾并不是偶然的,特別是近年來隨著農(nóng)村生活水平的普遍提高,秸稈已不再作為農(nóng)村的生活燃料,而成了多余的副產(chǎn)品,秸稈燃燒造成江蘇省及周邊地區(qū)夏收秋收時期霾日出現(xiàn)幾率顯著變大[18]。

      我國農(nóng)作物秸稈每年產(chǎn)量超過7億t,宿遷市為農(nóng)業(yè)大市,每年都會有大量的稻麥類秸稈產(chǎn)生,因此亟須綜合開發(fā)利用作物秸稈資源,使之符合減量化、再使用、再循環(huán)原則[21]。王志春研究顯示,大量的秸稈在經(jīng)過預(yù)處理后還田,不僅可以完全替代化肥實現(xiàn)作物高產(chǎn),還能顯著增加土壤氮磷鉀及有機質(zhì)的含量,改良土壤,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展;同時,能有效減少因焚燒秸稈所造成的霾污染[22]。

      2.2清潔天氣的氣候特征

      圖3為2006—2015年宿遷市清潔天氣日數(shù)的年變化,近10年平均清潔天氣年日數(shù)為37.4 d,2007、2008年清潔天氣最多,均為57 d,2012、2013年清潔天氣最少,僅15 d。近10年來,2006—2009年宿遷市清潔天氣較多,超過平均日數(shù);2010年以后清潔天氣相對較少,均少于平均日數(shù),尤其是在2012—2013年降到低谷。

      圖4為宿遷市近10年季節(jié)和逐月平均清潔天氣日數(shù)。從圖4-a可知,宿遷市夏季清潔天氣最多,為16.2 d,占全年的43%,由于宿遷市季風(fēng)氣候特征明顯,夏季雨水集中,降雨使空氣中的污染物沉降,導(dǎo)致清潔天氣增多。冬季、秋季清潔天氣次之,春季最少,僅4.4 d。從逐月分布(圖4-b)來看,7—9月清潔天氣較多,均在5 d以上,占全年清潔天氣日數(shù)的51%,其中8月最多,平均清潔天氣日數(shù)達7.8 d;2月和12

      月還有2個清潔天氣的小高峰;其余各月清潔天氣相對較少,平均日數(shù)在1~2 d,其中10月最少,平均清潔天氣日數(shù)僅 1 d。

      3宿遷市霾天氣過程的污染物特征

      2013年起宿遷市環(huán)境監(jiān)測中心站執(zhí)行環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)技術(shù)新規(guī),衡量空氣質(zhì)量的指標由空氣污染指數(shù)API改為空氣質(zhì)量指數(shù)AQI,并增加了O3、CO和PM2.5的監(jiān)測。

      3.1霾天氣過程空氣質(zhì)量的特征

      執(zhí)行新規(guī)后,宿遷市霾天氣過程各級空氣質(zhì)量出現(xiàn)頻率(圖5-a)表明,霾天氣過程發(fā)生時空氣質(zhì)量由良至嚴重污染,空氣質(zhì)量越差,出現(xiàn)頻率越小。其中,霾天氣過程中空氣質(zhì)量為良出現(xiàn)頻率最多,占比43.7%,其次是輕度污染,占比32.3%,中度污染和重度污染出現(xiàn)頻率分別為14.0%和 9.3%,嚴重污染出現(xiàn)頻率最少,占比僅為0.8%。

      從逐月分布(圖5-b)來看,霾天氣過程中空氣質(zhì)量為良和輕度污染的逐月分布較均勻,每月均有出現(xiàn),空氣質(zhì)量為良在10月出現(xiàn)頻率最高,11月出現(xiàn)頻率最低,輕度污染在1月出現(xiàn)頻率最高,9月出現(xiàn)頻率最低。霾天氣過程中空氣質(zhì)量為中度污染及以上級別的逐月分布有明顯差異。中度污染出現(xiàn)在10月至翌年3月以及6月,1月出現(xiàn)頻率最高,冬季出現(xiàn)頻率占全年的71.7%。重度污染出現(xiàn)在11月至翌年2月以及6月,12月出現(xiàn)頻率最高,12月至翌年1月出現(xiàn)頻率占全年的74.3%。嚴重污染僅出現(xiàn)在1月、3月和12月。即10月至翌年3月以及6月出現(xiàn)霾天氣過程時,空氣質(zhì)量能達到中度污染及以上級別,其他月份出現(xiàn)霾天氣過程時,空氣質(zhì)量均為良或輕度污染,較秋冬、春初、夏初的霾污染物濃度更低。

      雖然6月宿遷市雨量、雨日明顯多于秋冬季節(jié),但出現(xiàn)霾天氣過程時空氣質(zhì)量能惡化至中度-重度污染,而相鄰的5月、7月未出現(xiàn)中度污染及以上級別,原因是夏收期間秸稈集中燃燒對大氣污染的影響,在穩(wěn)定的天氣形勢下,秸稈燃燒產(chǎn)生的污染物積聚在近地層,從而加重空氣污染。

      3.2霾天氣過程首要污染物的特征

      統(tǒng)計2013年以來霾天氣過程中PM2.5、PM10、O3、NO2、SO2和CO等6項污染物作為首要污染物出現(xiàn)的頻率(圖6-a),可知霾天氣過程首要污染物有PM2.5、PM10、O3和NO2。其中,PM2.5出現(xiàn)頻率最高,占比73.3%,PM10和O3次之,分別占比16.7%、12.4%,NO2出現(xiàn)頻率極低,僅占0.3%。即霾天氣過程細顆粒物PM2.5貢獻最大,其次是可吸入顆粒物PM10和O3。

      霾天氣過程首要污染物為NO2頻率極低,且僅出現(xiàn)在12月,因此主要分析霾天氣過程中首要污染物為PM2.5、PM10、O3的逐月分布(圖6-b)。由圖6-b可知,霾天氣過程中PM2.5作為首要污染物在1月出現(xiàn)頻率最高,12月次之,7、8月出現(xiàn)頻率較低;霾天氣過程中PM10作為首要污染物在10月出現(xiàn)頻率最高,12月次之,7、8、11月出現(xiàn)頻率最低;霾天氣過程中首要污染物為O3只出現(xiàn)在5—11月,其逐月變化曲線呈單峰狀,6—8月出現(xiàn)頻率較高,7月達到頂峰。從季節(jié)來看,夏季霾天氣過程首要污染物主要為O3,其他季節(jié)主要為PM2.5和PM10,這是由于夏季氣溫高、光照強,大氣光化學(xué)反應(yīng)速率高,易產(chǎn)生高濃度臭氧。

      3.3霾天氣過程污染物的濃度特征

      程時,SO2、NO2、PM10、PM2.5和CO的日平均濃度極值可達到0.217、0.143、0.430、0.283、3.532 mg/m3,O3的日最大8 h滑動平均濃度極值為0.264 mg/m3。平均而言,霾天氣過程中,SO2、NO2、PM10、PM2.5和CO的日平均濃度為0.040、0.035、0135、0.091、1.429 mg/m3,O3的日最大8 h滑動平均濃度為0.083 mg/m3。

      4霾與清潔天氣的氣象影響因素

      4.1風(fēng)向的影響

      圖8統(tǒng)計了宿遷市2006—2015年地面各風(fēng)向出現(xiàn)霾與清潔天氣的頻率,消除了主導(dǎo)風(fēng)向的影響[23]。由圖8-a可知,靜風(fēng)出現(xiàn)霾的頻率最高,達37.0%,由于靜風(fēng)天氣時空氣停滯,擴散條件較差,容易導(dǎo)致霾天氣[5],其次為SE風(fēng),出現(xiàn)霾的頻率為28.9%,NE風(fēng)出現(xiàn)霾的頻率最低,僅16.8%。

      由圖8-b可知,NE風(fēng)出現(xiàn)清潔天氣的頻率最高,達 19.6%,其次為ENE風(fēng),出現(xiàn)清潔天氣的頻率為18.0%,主要原因是北方來的強冷空氣能夠有效地將污染物稀釋擴散[5],SSW、SW、SSE風(fēng)出現(xiàn)清潔天氣的頻率較低,僅4%左右。

      4.2風(fēng)速的影響

      圖9為宿遷市2006—2015年地面各日平均風(fēng)速出現(xiàn)霾和清潔天氣的頻率。由圖9可知,風(fēng)速越小,霾出現(xiàn)頻率越高,即地面風(fēng)速小不利于近地面污染物的擴散和稀釋,易出現(xiàn)霾。日平均風(fēng)速為[0,1)m/s時霾出現(xiàn)頻率最高,達61.3%,其次是[1,2)m/s,霾出現(xiàn)頻率為47.5%,隨著風(fēng)速增大,霾出現(xiàn)頻率降低,日平均風(fēng)速為[5,6)m/s時,霾出現(xiàn)頻率僅有 7.1%,日平均風(fēng)速≥6 m/s時沒有霾發(fā)生。

      另一方面,風(fēng)速較大時,有利于污染物的水平輸送,同時湍流也較強,利于垂直方向上的擴散,因此大氣污染物和氣溶膠不易堆積[23],清潔天氣出現(xiàn)頻率較高。日平均風(fēng)速≥6 m/s 時,清潔天氣出現(xiàn)頻率最高,達100%,日平均風(fēng)速為[4,5)、[5,6)m/s時,清潔天氣出現(xiàn)頻率相當,為22.7%和21.4%,隨著風(fēng)速減小,清潔天氣出現(xiàn)頻率降低,日平均風(fēng)速為[0,1)m/s時,清潔天氣出現(xiàn)頻率最低,僅有3.3%。

      4.3降水的影響

      從宿遷市2006—2015年降水、霾、清潔天氣的月平均日數(shù)變化(圖10)可知,霾日與降水日數(shù)的變化基本呈反位相,降水日數(shù)多,霾日較少,反之降水日數(shù)少,霾日較多;清潔天氣日數(shù)與降水日數(shù)的變化則有較好的一致性,降水日數(shù)多,清潔天氣日數(shù)較多,反之降水日數(shù)少,清潔天氣日數(shù)較少。降水可以使大氣中的污染物沉降、清除,不利于形成霾,而有利于形成清潔天氣。近10年有64.2%的清潔天氣伴有降水。另外,周彬等[24]研究表明,降水對氣溶膠顆粒物的清除作用較復(fù)雜,降水開始前若氣溶膠顆粒物濃度較低,降水對其清除效果不佳,雨強增大不會使其濃度繼續(xù)降低,強降水發(fā)生后,雨強減小反而會使氣溶膠顆粒物濃度升高[24]。加之其他因素的影響,三者的月際變化并非簡單的線性關(guān)系。

      4.4相對濕度的影響

      圖11為宿遷市2006—2015年各相對濕度出現(xiàn)霾和清潔天氣的頻率。由圖11可知,相對濕度<90%時,數(shù)值越大,霾出現(xiàn)頻率越高,即高的相對濕度,有利于霾的形成。相對濕度為[80%,90%)時,霾出現(xiàn)頻率最高,達37.4%,其次是[70%,80%),霾出現(xiàn)頻率為36.4%,隨著相對濕度減小,霾出現(xiàn)頻率降低,相對濕度為[10%,20%)時,霾出現(xiàn)頻率最低,僅有 2.0%。這是由于當氣溶膠粒子中含有水溶性成分時,相對濕度大,會使得可溶性氣溶膠更容易吸收水汽而變大,從而使散射作用增強,能見度減小,加劇霾的出現(xiàn)[23]。吳兌指出,如果氣溶膠濃度足夠高,但濕度較低,并不會出現(xiàn)典型低能見度事件,濕度較高時,吸濕后的氣溶膠消光系數(shù)會增加3~6倍,使得能見度明顯惡化,形成霾[6]。

      [JP2]同樣,相對濕度大,清潔天氣出現(xiàn)頻率高,這是由于近10年宿遷市有64.2%的清潔天氣伴有降水。相對濕度為[90%,100%)時,清潔天氣出現(xiàn)頻率最高,達21.4%,其次是相對濕度為[80%,90%)時,清潔天氣出現(xiàn)頻率為16.1%,相對濕度為[20%,30%)時,清潔天氣出現(xiàn)頻率最低,僅有1.4%。[JP]

      4.5重度霾的氣象影響因素

      4.5.1天氣形勢根據(jù)霾的觀測和預(yù)報等級[1]標準,將能見度<2 km的霾定義為重度霾,重度霾是最嚴重的等級,因此其影響更為惡劣。2006—2015年宿遷市共出現(xiàn)44 d重度霾,93.2%的重度霾集中在10月至翌年1月以及6月,即霾出現(xiàn)頻率最高的5個月內(nèi),2、5、8月偶有重度霾出現(xiàn)。分析重度霾500 hPa高空和地面天氣形勢可知,宿遷地區(qū)出現(xiàn)重度霾時,高空多受西北氣流或較平直的偏西氣流控制,此時在貝加爾湖以東、鄂霍次克海及其以南、我國東北、華北附近常伴有低渦出現(xiàn),或者在貝加爾湖附近、我國河套至華北東北地區(qū)為高壓脊控制,又或者在烏拉爾山、貝加爾湖以西為一橫槽;地面處于均壓場中,宿遷常位于低壓倒槽頂部、高壓底部或后部、低壓前部或底部、冷鋒或副冷鋒前部。這種天氣形勢下高空為下沉氣流,近地面風(fēng)速小或靜風(fēng),不利于空氣中污染物的垂直和水平擴散,最終形成重度霾;另外,地面冷鋒南下會將北方的污染物輸送至宿遷地區(qū),使大氣中的污染物濃度增大。圖12給出宿遷市出現(xiàn)重度霾時典型的500 hPa高空和地面天氣形勢。

      4.5.2大氣層結(jié)穩(wěn)定度分析重度霾低層的溫度層結(jié)發(fā)現(xiàn),77.3%的重度霾伴有低層逆溫,逆溫層的高度很低,大多在 1 000 hPa 以下,少數(shù)能伸展至925 hPa。如2013年1月18日08:00的探空曲線(圖13-a),1 000 hPa以下有明顯的逆溫層,雖然逆溫強度不大,但逆溫層的高度非常低,且在 925 hPa 附近還有逆溫存在,表明低層大氣層結(jié)非常穩(wěn)定,逆溫的存在對污染物的擴散起到抑制作用,使污染物在貼近地面的小空間內(nèi)累積,當天的空氣質(zhì)量為嚴重污染,首要污染物PM2.5的濃度達0.252 mg/m3,因此低層逆溫層的存在對重度霾的產(chǎn)生起到了重要作用。

      另外,有10次重度霾沒有出現(xiàn)低層逆溫,其中9次出現(xiàn)在6月份,1次出現(xiàn)在5月份。進一步分析5、6月重度霾低層的溫度層結(jié)發(fā)現(xiàn),等溫層結(jié)占72.7%,溫度隨高度增加而

      降低,即不穩(wěn)定層結(jié)占18.2%,逆溫層結(jié)近僅有9.1%。即5、6月的重度霾低層沒有明顯的逆溫結(jié)構(gòu),溫度層結(jié)常為等溫特征(圖13-b),即相對穩(wěn)定的中性層結(jié),甚至可以是不穩(wěn)定層結(jié),其他月份的重度霾常伴有低層逆溫。呂翔等研究也表明,夏季霾過程中,夜間到早晨低層并沒有出現(xiàn)明顯的逆溫,溫度層結(jié)顯示出弱不穩(wěn)定,這與其他季節(jié)有明顯差別[25]。

      5結(jié)論

      通過分析霾與清潔天氣的氣候變化特征、霾天氣過程的污染物特征以及兩者的氣象影響因素,得到以下結(jié)論:

      (1)常年宿遷市年霾日為112.7 d,1981—2015年霾日的年變化有2000—2007年和2011—2015年2個峰值,2000年之前霾日相對平穩(wěn),之后突增,2008—2010年為下降期。宿遷市秋冬季霾日較多,春夏季霾日相對較少。具體而言,10月至翌年1月以及6月霾日較多,其中12月最多,7月最少。由于夏收秋收期間秸稈燃燒的影響,排放大量污染物進入大氣,導(dǎo)致6月、10—11月霾日增多。

      (2)近10年宿遷市平均清潔天氣年日數(shù)為37.4 d,2006—2009年清潔天氣較多,2007、2008年達到峰值,2010年以后清潔天氣相對較少,尤其是在2012、2013年到了低谷。宿遷市夏季清潔天氣最多,冬季、秋季次之,春季最少。從逐月分布來看,7—9月清潔天氣較多,其中8月最多,2月和12月還有2個小高峰,其余各月清潔天氣相對較少,其中10月最少。

      (3)霾天氣過程發(fā)生時空氣質(zhì)量為良至嚴重污染,空氣質(zhì)量越差,出現(xiàn)頻率越小。霾天氣過程中空氣質(zhì)量為良和輕度污染的逐月分布較均勻,而中度污染及以上級別的逐月分布差異明顯。10月至翌年3月以及6月出現(xiàn)霾天氣過程時,空氣質(zhì)量能達到中度污染及以上級別,其他月份出現(xiàn)霾天氣過程時,空氣質(zhì)量均為良或輕度污染。由于夏收期間秸稈集中燃燒的影響,導(dǎo)致6月空氣污染加重。

      (4)霾天氣過程首要污染物有PM2.5、PM10、O3和NO2,其中PM2.5貢獻最大,其次是PM10和O3;分季節(jié)來看,夏季霾天氣過程首要污染物主要為O3,其他季節(jié)主要為PM2.5和PM10。霾天氣過程PM2.5作為首要污染物在1月出現(xiàn)頻率最高,12月次之,7、8月較低;PM10作為首要污染物在10月出現(xiàn)頻率最高,12月次之;O3作為首要污染物只出現(xiàn)在5—11月,6—8月出現(xiàn)頻率較高,7月達到頂峰。

      (5)出現(xiàn)霾天氣過程時,SO2、NO2、PM10、PM2.5和CO的日平均濃度極值能達到0.217、0.143、0.430、0.283、3.532 mg/m3,均值為0.040、0.035、0.135、0.091、1.429 mg/m3,O3的日最大8 h滑動平均濃度極值為 0.264 mg/m3,均值為0.083 mg/m3。

      (6)分析風(fēng)的影響,發(fā)現(xiàn)靜風(fēng)出現(xiàn)霾的頻率最高,其次為SE風(fēng),NE風(fēng)出現(xiàn)霾的頻率最低;而NE風(fēng)出現(xiàn)清潔天氣的頻率最高,其次為ENE風(fēng),SSW、SW、SSE風(fēng)出現(xiàn)清潔天氣的頻率較低。風(fēng)速越小,霾出現(xiàn)頻率越高,日平均風(fēng)速≥6 m/s時沒有霾發(fā)生;而風(fēng)速大,清潔天氣出現(xiàn)頻率高,日平均風(fēng)速≥6 m/s 時,清潔天氣出現(xiàn)頻率達100%。

      (7)降水日與霾日的變化基本呈反位相,而與清潔天氣日數(shù)的變化有較好的一致性。降水可以使大氣中的污染物沉降、清除,不利于形成霾,而有利于形成清潔天氣。相對濕度<90%時,相對濕度越大,霾出現(xiàn)頻率越高。這是由于高濕條件下,氣溶膠粒子吸濕性增長,使散射作用增強,能見度惡化,加劇霾的出現(xiàn)。同樣,相對濕度大,清潔天氣出現(xiàn)頻率也高,這是由于近10年宿遷市有64.2%的清潔天氣伴有降水。

      (8)宿遷地區(qū)出現(xiàn)重度霾時,高空多受西北氣流或較平直的偏西氣流控制,地面處于均壓場中。這種天氣形勢下高空為下沉氣流,近地面風(fēng)速小或靜風(fēng),不利于污染物的垂直和水平擴散,最終形成重度霾;另外,地面冷鋒南下會將北方的污染物輸送至宿遷地區(qū),使污染物濃度增大。77.3%的重度霾伴有低層逆溫,逆溫層的高度很低,大多在1 000 hPa以下,少數(shù)能伸展至925 hPa。逆溫的存在對污染物的擴散起抑制作用,使污染物在貼近地面的小空間內(nèi)累積,產(chǎn)生重度霾。另外,5、6月的重度霾低層沒有明顯的逆溫結(jié)構(gòu),溫度層結(jié)常為等溫特征,即相對穩(wěn)定的中性層結(jié),其他月份的重度霾常伴有低層逆溫。

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      [FK(H0266*2/3。54ZQ]更正《江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)》2017年第45卷第1期第33-38頁刊登的論文《比較基因組分析斯氏假單胞菌遺傳多樣性及固氮基因島進化機制》中,基金項目更正為:國家自然科學(xué)基金(編號:21507012);中國博士后科學(xué)基金(編號:2015M570329);貴州省教育廳自然科學(xué)研究項目[重點項目](編號:黔教合KY字[2015]395);凱里學(xué)院博士專項基金(編號:BS201412)。特此更正。

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