王亞明　石林芝

摘要 本文以廊坊市2015年12月19—26日一次連續(xù)重污染天氣過(guò)程為例，運(yùn)用相關(guān)性研究和MICAPS系統(tǒng)分析其特點(diǎn)及成因。結(jié)果表明，污染物以PM2.5為主。廊坊上空大氣層結(jié)穩(wěn)定，受海平面高壓控制，風(fēng)速較小，大氣層結(jié)穩(wěn)定，不利于污染物擴(kuò)散，重污染過(guò)程持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)；廊坊市特殊的地形地貌，冬季燃煤污染物易累積；逆溫層抑制空氣垂直運(yùn)動(dòng)，污染物不易擴(kuò)散，天氣形勢(shì)穩(wěn)定，造成廊坊連續(xù)重度污染天氣。

關(guān)鍵詞 持續(xù)重污染天氣；污染物；成因；河北廊坊；2015年12月

中圖分類(lèi)號(hào) X513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）15-0203-01

污染天氣的發(fā)生主要受污染源和氣象條件的影響，氣象條件直接決定污染物的擴(kuò)散和積累。近年來(lái)，隨著社會(huì)各界對(duì)大氣污染問(wèn)題的重視，許多專(zhuān)家學(xué)者開(kāi)展了大量研究[1-2]，但仍不能滿足連續(xù)重污染天氣預(yù)報(bào)預(yù)警業(yè)務(wù)開(kāi)展，難以提供精準(zhǔn)服務(wù)。因此，對(duì)持續(xù)性重污染天氣過(guò)程氣象條件及形成原因開(kāi)展深入研究探討，可為今后重污染天氣預(yù)報(bào)預(yù)警提供科學(xué)參考依據(jù)。

1 資料來(lái)源

選取廊坊市區(qū)及所轄三河市、香河市、大廠縣、霸州市、永清縣、固安縣、文安縣、大城縣等9個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）、首要污染數(shù)、空氣質(zhì)量指數(shù)級(jí)別和空氣質(zhì)量指數(shù)類(lèi)別等資料，氣象資料為同期廊坊站常規(guī)觀測(cè)數(shù)據(jù)資料及逐日MICAPS數(shù)據(jù)資料。將200300定為6級(jí)空氣嚴(yán)重污染日，5級(jí)和6級(jí)空氣污染日均稱為重污染天氣日，并將≥3 d的空氣重污染天氣定義為持續(xù)重污染天氣過(guò)程。

2 污染天氣過(guò)程概況

2015年12月廊坊市出現(xiàn)連續(xù)重污染天氣，文安、霸州環(huán)境監(jiān)測(cè)站一度達(dá)到爆表程度。AQI≥5級(jí)日數(shù)最多達(dá)21 d，出現(xiàn)在固安；AQI≥6級(jí)日數(shù)最多達(dá)11 d，出現(xiàn)在固安、香河、文安，其中最長(zhǎng)連續(xù)重污染日數(shù)8 d，出現(xiàn)在12月19—26日，首要污染物為細(xì)顆粒物（PM2.5）、可吸入顆粒物（PM10），以細(xì)顆粒物（PM2.5）為主。

這8 d中空氣質(zhì)量等級(jí)均超過(guò)國(guó)家空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)5級(jí)，為重度污染。此次重污染天氣特點(diǎn)：一是范圍廣，廊坊全區(qū)及周邊地區(qū)均出現(xiàn)嚴(yán)重污染；二是強(qiáng)度大，21—25日達(dá)6級(jí)以上水平，部分站點(diǎn)AQI數(shù)值達(dá)500；三持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，從19日開(kāi)始，部分站點(diǎn)達(dá)5級(jí)以上，持續(xù)到26日才結(jié)束，歷時(shí)8 d。

3 污染成因

3.1 人為因素

每年12月正值廊坊地區(qū)入冬期，天氣漸冷，農(nóng)村燃煤取暖用戶增多，導(dǎo)致本地污染物排放濃度高、強(qiáng)度大，空氣質(zhì)量大幅下降[3]。

3.2 天氣條件

3.2.1 地面形勢(shì)。此次過(guò)程主要影響系統(tǒng)為地面冷高壓。20日8：00海平面氣壓場(chǎng)中，廊坊市為高壓控制，下沉氣流控制，地面和低空風(fēng)速較小，低層大氣層結(jié)穩(wěn)定，不利于污染物擴(kuò)散，近地面污染物聚積。海平面氣壓場(chǎng)中，21日8：00廊坊市位于高壓底部，下沉氣流，不利于污染物擴(kuò)散；22日8：00廊坊市受高壓控制，大氣層結(jié)穩(wěn)定；23—24日8：00，廊坊市均位于深厚冷高壓底部，下沉氣流；25日8：00，廊坊市位于高壓前部，盛行偏北風(fēng)，空氣干冷，大氣層結(jié)穩(wěn)定，不利于污染物擴(kuò)散。

3.2.2 高空形勢(shì)。500 hPa高度場(chǎng)上，19—20日廊坊持續(xù)受高空槽前較強(qiáng)西南氣流控制，有利于高空水汽輸送，水汽含量增加，云量增多，地面溫度不易升高，不利于大氣上下交換；21日，廊坊上空為高空槽后部較強(qiáng)西風(fēng)環(huán)流控制，無(wú)水汽輸送；22日小槽東移，廊坊被西南偏西氣流控制，高空有暖濕氣流輸送；23日8：00廊坊位于槽后西北氣流中，干冷空氣輸送；24—25日8：00廊坊位于脊線，空氣干冷，無(wú)水汽輸送，下沉氣流，天氣晴好；26日8：00廊坊位于高空槽線附近，西風(fēng)急流控制，地面污染物擴(kuò)散，空氣質(zhì)量變好。

3.2.3 大氣穩(wěn)定度。22日8：00北京觀象站探空曲線（圖1），北京上空整層大氣穩(wěn)定，850 hPa有逆溫層，這是由于近地面層西南暖濕氣流作用的結(jié)果。大氣層結(jié)穩(wěn)定，特別是低空逆溫層，抑制空氣垂直運(yùn)動(dòng)，污染物不易向上擴(kuò)散，天氣形勢(shì)穩(wěn)定，致使廊坊連續(xù)重度污染天氣[4]。

3.3 氣象要素

空氣質(zhì)量與氣象要素密切相關(guān)。12月19—25日廊坊風(fēng)速均在1級(jí)以下，對(duì)本次31個(gè)樣本檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)氣溫、氣壓與AQI相關(guān)性不明顯，而AQI 與相對(duì)濕度、風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)存在明顯相關(guān)（表1、2）。

由表2可知，AQI與相對(duì)濕度成正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)0.87。相對(duì)濕度較大時(shí)，空氣污染物粒子吸濕增長(zhǎng)，污染物粒子直徑增大，成分復(fù)雜，對(duì)PM2.5、PM10增長(zhǎng)有較高貢獻(xiàn)。AQI與風(fēng)速大小成負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)-0.71。風(fēng)速大小對(duì)污染物擴(kuò)散能力影響明顯，風(fēng)速較小時(shí)，PM2.5質(zhì)量濃度變化不大；當(dāng)風(fēng)速較大時(shí)，濃度下降。AQI與日照時(shí)數(shù)成負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)-0.75。當(dāng)AQI較大時(shí)，空氣中PM2.5等顆粒物濃度較大，對(duì)太陽(yáng)光散射、反射增強(qiáng)，到達(dá)地面輻照度減弱，日照時(shí)數(shù)變少。

4 結(jié)語(yǔ)

此次天氣過(guò)程首要污染物以PM2.5為主，廊坊地區(qū)大氣層結(jié)穩(wěn)定、受海平面高壓控制、風(fēng)速較小，不利于污染物擴(kuò)散，因而形成長(zhǎng)時(shí)間重污染的天氣過(guò)程[5]。廊坊市處于南北走向太行山山脈及東西走向燕山山脈包圍的山前喇叭口區(qū)，冬季燃煤廢氣易在此累積。逆溫層抑制空氣垂直運(yùn)動(dòng)，污染物不易向上擴(kuò)散，天氣形勢(shì)穩(wěn)定，造成廊坊地區(qū)連續(xù)重度污染天氣。

5 參考文獻(xiàn)

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