咸陽市霧霾天氣氣候特征及成因分析

秦建鋒 竇輝

（咸陽市氣象局 陜西咸陽 712000）

1 咸陽市霧霾天氣氣候特征

據(jù)近30年咸陽霧霾日數(shù)統(tǒng)計，季節(jié)上看，霧霾天氣主要發(fā)生在秋冬及初春，其中秋冬季最多。分布區(qū)域看，最多發(fā)生在咸陽、興平一帶，次多區(qū)域在涇陽、禮泉、武功、乾縣及三原一部分，北五縣國道、重點省道、礦山區(qū)也時有發(fā)生，北部其余地區(qū)及乾縣、武功西北部最少；南部明顯多于北部，地勢低洼、河谷、盆地等空氣不易流動的地區(qū)易出現(xiàn)霧霾。出現(xiàn)頻次來看，北部平均5天~10天，南部平均20天左右，其中咸陽、興平最多達25天~30天；其中重度灰霾全年每月均可出現(xiàn)。12月最多，占到總?cè)諗?shù)的33%；其次為1月，占27%；最少為6月，只有1站次。11月—次年2月出現(xiàn)的重度灰霾站次數(shù)共占83%；重度灰霾天氣的出現(xiàn)與平均最長無降水日數(shù)（干旱時間）呈正相關(guān)，與月降水量、降水日數(shù)呈負相關(guān)。近10年來，我市南部地區(qū)秋冬季霧霾天數(shù)顯著增加，強度增強。

2 咸陽市霧霾天氣成因分析

2.1 地理環(huán)境

2.1.1 咸陽市地形地勢特點

咸陽地勢北高南低、呈階梯狀、高差明顯。北部地區(qū)屬黃土高原丘陵溝壑區(qū)，海拔1000 m～1200 m；南部地區(qū)屬渭河平原中部，海拔400 m～600 m，市區(qū)及周邊興平等沿河河谷地帶海拔400 m左右，南望秦嶺（平均海拔2000 m左右），造成南部地區(qū)，特別是渭河河谷大氣受南北阻擋，多處于穩(wěn)定狀態(tài)。

2.1.2 咸陽市形成灰塵顆粒的物質(zhì)條件

咸陽市北部丘陵溝壑區(qū)以及南部關(guān)中盆地地面均為黃土覆蓋，黃土土質(zhì)松散，冬春干旱多發(fā)生，降水量偏少，地表易形成干土層，同時秋冬初春寒潮帶來的吹風(fēng)天氣使近地面干土吹散在低空，形成浮塵，具有灰塵顆粒形成物質(zhì)條件。

2.2 氣象條件

2.2.1 關(guān)中大范圍高低空風(fēng)場配置情況分析

近地層（1500m以下）關(guān)中地區(qū)大部盛行東風(fēng)和東北風(fēng)，風(fēng)向由喇叭口逆向吹風(fēng)，且常年風(fēng)向較小，隨風(fēng)帶來的灰塵不宜擴散。中高層（1500m高度以上）常年盛行西風(fēng)，高空氣流帶來的塵埃受山脈阻擋下沉堆積。圖1為陜西地勢（左）與污染A O D 空間分布圖。

圖1 陜西地勢（左）與污染AOD 空間分布圖

2.2.2 咸陽市小范圍地面風(fēng)場分析

在關(guān)中大部盛行東風(fēng)和東北風(fēng)背景下,咸陽市小范圍地面風(fēng)場有其特殊性。從咸陽市地面主導(dǎo)風(fēng)場分析看(見圖2)，咸陽中南部涇陽、三原、咸陽、禮泉、興平盛行東風(fēng)和東北風(fēng)，永壽、乾縣、武功盛行西風(fēng)和西北風(fēng)，存在風(fēng)向切變；另外，咸陽市區(qū)、興平、武功位于渭河河谷地勢低洼地帶，加上武功又處于最西端喇叭口地形收縮處且風(fēng)向?qū)Υ担虼?，在咸陽市區(qū)、興平形成一定風(fēng)場輻合，造成該地霧霾天氣最多。

圖2 咸陽市地面主導(dǎo)風(fēng)向示意圖

圖3 咸陽測站風(fēng)向頻率圖

2.2.3 地面風(fēng)速減小是霧霾天氣增多的又一主因

表1 秦都氣象站各年代平均風(fēng)速變化對照表 單位0.1m/s

資料分析表明，咸陽市2000年以來，地面風(fēng)速明顯減弱，靜風(fēng)日數(shù)顯著增加，年平均風(fēng)速逐年下降，據(jù)咸陽（秦都氣象站）觀測數(shù)據(jù)顯示（見表1）：2001年~2010年10年間，年平均風(fēng)速比60年代和70年代分別下降1.0 m/s。比80年代下降0.8 m/s；比90年代下降0.4 m/s。且90年代以后下降趨勢明顯。

分析還發(fā)現(xiàn)，2001年~2010年10年間冬半年各月平均風(fēng)速也在逐年下降。這與關(guān)中盆地風(fēng)速下降規(guī)律相一致。風(fēng)速減小不利于近地層大氣污染物擴散。

2.3 霧霾天氣與大氣污染對應(yīng)關(guān)系

2.3.1 咸陽市霧霾天氣頻率分布與大氣污染區(qū)域?qū)Ρ?/p>

圖4 左圖1971-2010 年咸陽霧霾天氣出現(xiàn)頻率（含2005 年以來咸陽部分區(qū)域站9-3 月資料）。右圖陜西冬季平均霧霾日數(shù)分布圖

圖5 關(guān)中地區(qū)大氣污染帶

由圖4與圖5對比分析可發(fā)現(xiàn)，咸陽霧霾高發(fā)區(qū)與大氣污染程度相對應(yīng)。

2.3.2 近年來咸陽秋冬季霧霾與大氣污染分布變化趨勢對比

近10年來，我市秋冬季霧霾天數(shù)顯著增加，強度增強。咸陽、興平一帶霧霾有明顯增加趨勢。霧霾變化趨勢與大氣污染分布變化趨勢一致（見圖6）。

圖6 近10 年關(guān)中大氣污染分布變化趨勢

近年來隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化加速，空氣中懸浮顆粒物的增加，直接導(dǎo)致能見度降低。

3 相關(guān)建議

3.1 氣候可行性論證應(yīng)融入城市規(guī)劃布局工作。在城市群建設(shè)布局、城市規(guī)劃以及工業(yè)園區(qū)、大型企業(yè)選址中，要遵循氣象規(guī)律，統(tǒng)籌考慮城市通風(fēng)與污染物擴散。開展大氣污染物擴散氣象條件評估和關(guān)中大氣環(huán)境容量調(diào)查與評價，為大氣污染防治提供科學(xué)依據(jù)。

3.2 加強監(jiān)測預(yù)報和科普宣傳，形成多部門聯(lián)動工作機制。完善城市環(huán)境氣象監(jiān)測網(wǎng)，多部門合作開展大氣污染物的形成、傳輸規(guī)律及其與氣象條件之間關(guān)系的研究。建立大氣污染聯(lián)合預(yù)報預(yù)警工作機制，及時向公眾提供預(yù)警信息，減輕大氣污染影響。做好向社會公眾的霧霾天氣科普宣傳，消除恐懼和盲從心理。

3.3 重視人工增雨（雪）在消減霧霾作用的發(fā)揮。大氣污染物的清除從氣象角度來說，有兩種方法，一個是刮風(fēng)，另一個是下雨或下雪。在目前“借風(fēng)”尚不能實現(xiàn)的情況下，要注重通過人工增雨（雪）進行霧霾消減。在政府的支持下，氣象部門要形成人工影響天氣改善空氣質(zhì)量作業(yè)能力。

4 結(jié)語

咸陽市霧霾天氣氣候特征是：霧霾天氣主要發(fā)生在秋冬及初春，其中秋冬季最多。重度灰霾主要出現(xiàn)在11月—次年2月，重度灰霾天氣與平均最長無降水日數(shù)（干旱時間）呈正相關(guān)，與月降水量、降水日數(shù)呈負相關(guān)；霧霾天氣成因（1）特殊的地理環(huán)境；（2）氣象條件；（3）近年來工業(yè)化、城市化加快，空氣中懸浮顆粒物的增加。故減少或減輕霧霾天氣的根本途徑應(yīng)從改善環(huán)境氣象條件和減少污染物排放著手。