衢州市霾天氣特征及成因分析

吳利強(qiáng)，李 娜，李 輝，黃用輝

(浙江省衢州市氣象局，浙江衢州 32400)

霾是大量極細(xì)微的干塵粒等均勻地浮游在空中，使水平能見(jiàn)度小于10 km的空氣普遍混濁的天氣現(xiàn)象，霾使遠(yuǎn)處光亮物微帶黃、紅色，使黑暗物微帶藍(lán)色［1］。霾大氣成分中含有大量的有毒有害物質(zhì)，這些有毒有害物質(zhì)附著在氣溶膠中可被人體呼吸道吸入，尤其是亞微米粒子會(huì)分別沉積于上、下呼吸道和肺泡中，從而引起鼻炎、支氣管炎等病癥［2］。由于霾的主要成分是細(xì)粒子顆粒物和氣態(tài)污染物，這些顆粒物和氣態(tài)污染物通過(guò)對(duì)太陽(yáng)光的吸收、散射或反射，降低大氣能見(jiàn)度，會(huì)導(dǎo)致交通事故增加，危害人們的財(cái)產(chǎn)和生命安全，同時(shí)霾還會(huì)降低農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)［3-6］。衢州市所處的長(zhǎng)三角地區(qū)是改革開(kāi)放以來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最為迅速的地區(qū)之一，隨著工業(yè)化、城市化的快速發(fā)展，工業(yè)耗煤量、機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣和工業(yè)廢氣排放量的不斷增加，使衢州也同時(shí)成為我國(guó)四大霾嚴(yán)重地區(qū)之一。為此，作者根據(jù)衢州近40年的觀測(cè)資料，分析了霾的年、季、月變化特征以及成因，旨在為衢州市霾天氣的預(yù)測(cè)預(yù)警、防治及其影響評(píng)估提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料來(lái)源

所有資料均來(lái)自衢州國(guó)家基本氣象觀測(cè)站1971-2010年的氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 霾氣候特征

2.1.1 年際變化

從圖1可以看出，1971-2010年衢州市年均霾天氣日數(shù)為54.7 d，霾日數(shù)最少的年份出現(xiàn)在1997年，為 5 d，最高值出現(xiàn)在 2004年，為121 d。

圖1 1971-2010年衢州年霾日數(shù)的變化

表1可以看出，20世紀(jì)80年代和21世紀(jì)近10 a年均霾日數(shù)較多，20世紀(jì)70年代和90年代年均霾日數(shù)相對(duì)較少。從20世紀(jì)70年代中期開(kāi)始，衢州市霾日數(shù)呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)，到90年代初一直維持在較高的水平，日數(shù)較多，變化幅度也不大，從90年代初開(kāi)始到21世紀(jì)初呈下降趨勢(shì)，霾日數(shù)維持在較低水平，2003年起霾天氣日數(shù)急劇上升，2003-2010年年均霾天氣日數(shù)高達(dá)104.6 d，是歷史平均值的近2倍，有記錄以來(lái)年霾日數(shù)超過(guò)100 d的5個(gè)年份都出現(xiàn)在2003年以后。

表1 衢州市不同年份年平均霾日數(shù)的比較

2.1.2 月、季際變化

圖2是衢州市1971-2010年各月平均霾日數(shù)。從圖2可知，衢州市不同月份的霾日數(shù)明顯不同。霾日數(shù)最多的是12月，平均11.6 d，其次是1月，平均8.0 d，最少的是7月，平均0.9 d。歷史上月霾日數(shù)最多的是1988年12月為25 d，次多的是2006年10月為23 d。除1997年12月沒(méi)有出現(xiàn)霾天氣外，其他年份的12月均出現(xiàn)了霾天氣。1月和11月有92.5%的年份都出現(xiàn)了霾天氣，2001年以來(lái)的10 a間更是有高達(dá)95%的月份都出現(xiàn)了霾天氣。

圖2 衢州市各月霾日數(shù)的變化

從表2各季平均霾日數(shù)分布中可以看出，冬季(12-2月)霾日數(shù)占全年的45.7%，秋季 (9-11月)霾日數(shù)占全年的26.9%，秋冬季的霾天氣日數(shù)占全年霾總?cè)諗?shù)的72.6%，夏季 (6-8月)相對(duì)較少，僅占全年的8.2%。

表2 衢州市各季平均霾日數(shù)的比較

2.2 成因分析

2.2.1 地形地貌

從地形上看，衢州地勢(shì)特征為南北高，中部低，西部高，東部低，中部為浙江省最大的河谷盆地—金衢盆地之西半部，自西向東逐漸展寬，市區(qū)常年盛行東北風(fēng)，這種地形和盛行風(fēng)向很不利于大氣污染物的擴(kuò)散。

2.2.2 氣象條件

衢州霾天氣出現(xiàn)日數(shù)呈現(xiàn)秋冬季多、春夏季少的特點(diǎn)，主要是由于秋冬季北方冷空氣活動(dòng)頻繁，衢州常受北方冷高壓脊或變性高壓脊控制，空氣較為干燥，氣壓穩(wěn)定，降水偏少，風(fēng)力較弱，近地面常有逆溫層形成，地面的污染物難以擴(kuò)散，從而容易導(dǎo)致霾天氣的出現(xiàn)。而春夏季節(jié)則是衢州降水集中期，鋒面、低槽、切變線等降水系統(tǒng)活動(dòng)頻繁，時(shí)常形成陰濕多雨的天氣，空氣中的塵埃、煙粒等污染物易隨雨水降至地面，不利于霾天氣的形成。

2.2.3 大氣污染物

多年來(lái)隨著衢州市的工業(yè)化和城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)，城市和工業(yè)的快速發(fā)展，特別是衢州化工、水泥、治金等高耗能工業(yè)快速發(fā)展，煤炭等能源消耗增多和機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē)輛猛增，使得城市熱島效應(yīng)增強(qiáng);汽車(chē)尾氣、污染物排放致空中懸浮顆粒物明顯增多。城市熱島效應(yīng)增強(qiáng)和空氣污染加重而導(dǎo)致的氣溶膠粒子濃度急劇增加是霾天氣出現(xiàn)頻率增加的重要原因。

3 小結(jié)

對(duì)衢州市霾天氣的氣候特征和成因分析結(jié)果表明，1971-2010年衢州市年均霾天氣日數(shù)為54.7 d，霾日數(shù)最少的年份出現(xiàn)在1997年，為5 d，最高值出現(xiàn)在2004年，為121 d。20世紀(jì)70年代中期開(kāi)始，衢州市霾日數(shù)明顯上升，到90年代初一直維持在較高的水平，90年代初開(kāi)始到21世紀(jì)初呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，霾日數(shù)維持在較低水平，2003年起霾天氣日數(shù)急劇上升，2003-2010年年均霾天氣日數(shù)高達(dá)104.6 d，是歷史平均值的近2倍。霾日數(shù)最多的月是12月，平均11.6 d，最少的月是7月，平均0.9 d，歷史上月霾日數(shù)最多的是1988年12月為25 d。秋冬季的霾天氣日數(shù)占全年霾總?cè)諗?shù)的72.6%，夏季 (6-8月)僅占全年的8.2%。地形地貌特點(diǎn)、氣象條件的變化、城市化和工業(yè)化進(jìn)程的快速推進(jìn)以及大氣污染物排放量的大量增加是衢州市霾天氣形成和發(fā)生變化的主要因素。

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