開化灰霾氣候特征及與空氣質(zhì)量相關(guān)性分析

丁麗華，顧振海

（1.開化縣氣象局，浙江 開化 324300；2.衢州市氣象局，浙江 衢州 324000）

開化灰霾氣候特征及與空氣質(zhì)量相關(guān)性分析

丁麗華1，顧振海2

（1.開化縣氣象局，浙江 開化 324300；2.衢州市氣象局，浙江 衢州 324000）

以能見度和相對濕度作為灰霾主要判別依據(jù)，輔以PM2.5和PM10監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析灰霾氣候特征。開化以輕微霾為主，霾日呈緩慢上升態(tài)勢，以冬季最多，穩(wěn)定時(shí)間較長。同時(shí)能見度和 PM2.5，PM10濃度及相對濕度都有關(guān)系，但PM2.5濃度對空氣質(zhì)量影響較PM10明顯。從冬季污染物南北變化可以看到，冬季污染物存在由北往南的輸送的可能。

灰霾；空氣質(zhì)量；能見度；相對濕度

文獻(xiàn)著錄格式：丁麗華，顧振海.開化灰霾氣候特征及與空氣質(zhì)量相關(guān)性分析 ［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，56（12）：2069-2070.

牛彧文等［1］統(tǒng)計(jì)浙江城市區(qū)域灰霾天氣的長期變化時(shí)發(fā)現(xiàn)，1957年到改革開放初期是灰霾天氣出現(xiàn)最少的時(shí)期。50年代初期，杭州、溫州、衢州是出現(xiàn)灰霾天氣最多的地區(qū)，改革開放后的1978-1999年間，湖州、杭州、舟山、金華、溫州、衢州等地區(qū)灰霾天氣出現(xiàn)頻率都很高；2000年之后，浙江省各地區(qū)灰霾天數(shù)都在迅速增加，尤為突出的是湖州、紹興、杭州、嘉興等浙北城市。

開化地屬衢州市，是浙江的西大門，常年以靜風(fēng)和偏北風(fēng)為主。開化冬半年市區(qū)上空大氣層結(jié)比較穩(wěn)定，易形成較強(qiáng)的逆溫層，低層風(fēng)速小，不利于近地面層懸浮微粒及各種氣態(tài)污染物擴(kuò)散。研究開化縣灰霾天氣的氣候特征，為及時(shí)準(zhǔn)確預(yù)測灰霾天氣提供參考指標(biāo)，以及減少和降低灰霾天氣帶來的不利影響，對促進(jìn)國家公園建設(shè)有積極意義。

1　資料統(tǒng)計(jì)

鑒于 《地面氣象觀測規(guī)范》中對霧、輕霧與霾的定義［2］，在實(shí)際工作中很難將后兩者區(qū)分，大多是用相對濕度的某一閾值來作為輔助判別工具，但此法并不能真正將兩者本質(zhì)區(qū)分，有一定的局限性。近幾年發(fā)展的PM2.5監(jiān)測一定程度上彌補(bǔ)了這種不足，但年限短，所選樣本少，不能反映規(guī)律特征。本文仍以能見度和相對濕度作為主要判別要素 （霾：能見度小于10.0 km，相對濕度小于80%），輔以PM2.5和PM10監(jiān)測數(shù)據(jù)加以討論分析。霾日則采用14時(shí)值法［3］，即14：00能見度 ＜10.0 km，相對濕度 ＜90%，排除降水、沙塵暴、揚(yáng)沙、浮塵、煙幕、吹雪、雪暴等天氣現(xiàn)象造成的視程障礙，記為1個(gè)霾日。

2　霾的氣候特征

2.1霾的年代特征

開化階段性變化特征明顯 （圖1），20世紀(jì)80年代初霾日多，80年代中期至90年代末，霾日變化較為平穩(wěn)，2000年前后有較明顯的下降，2005年后又有較明顯的上升，年均霾日21.3 d。從整體趨勢變化看，開化霾日呈緩慢上升態(tài)勢，年均為0.147 7日。究其原因，可能與外來源增加和機(jī)動(dòng)車輛增多有關(guān)。

2.2霾的月際變化

霾日以冬季最多，秋季次之，夏季最少。究其原因，秋冬季節(jié)多為大陸冷高壓控制，中低空下沉氣流，大氣層結(jié)穩(wěn)定，降水偏少，不利于低層氣溶膠顆粒的擴(kuò)散稀釋。

2.3霾的日變化

霾的日變化不明顯，但受相對濕度閾值的限定影響，2011-2012年灰霾天氣白天出現(xiàn)的頻次明顯高于夜里，約占總數(shù)的75.8%。與霧相比，霾持續(xù)時(shí)間更長，只維持1 d以內(nèi)的霾只占11.7%。這與劉永紅等［4］對廣州灰霾研究中提出非夏季灰霾具有持續(xù)時(shí)間長、狀態(tài)穩(wěn)定等特點(diǎn)的論述一致。

圖1　開化縣霾的年際變化

3　霾與空氣質(zhì)量情況分析

氣象上多以能見度和相對濕度作為霾日判別依據(jù)，這與空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)存在差異，為方便論述，下文中的霾及相關(guān)用語僅指氣象意義上的灰霾，而以PM2.5和PM10濃度為主要論述的對象的，則統(tǒng)稱空氣質(zhì)量。

3.1霾日與空氣質(zhì)量統(tǒng)計(jì)

統(tǒng)計(jì)2014年共有51個(gè)霾日，其中1，11，12月分別有13，8和12 d，占全年的65%。根據(jù)《中華人民共和國氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)霾的觀測和預(yù)報(bào)等級 （QX/T113—2010）》（簡稱標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)，全年98%的霾日都是能見度在5～10 km的輕微灰霾。根據(jù)空氣質(zhì)量指數(shù)與對應(yīng)污染物項(xiàng)目濃度限值，全年P(guān)M2.5＞75μg.m-3或PM10＞150μg.m-3的天數(shù)為16 d，其中1月15 d，包括13 d的輕度污染、1 d的中度污染和1 d的重度污染。

根據(jù)幾次輕中度污染天氣分析發(fā)現(xiàn)，主要發(fā)生在冬季，多有冷空氣活動(dòng)，污染物有明顯的南移態(tài)勢。過程中，北部的錢江源環(huán)保站PM2.5濃度先升高后降低，之后幾個(gè)小時(shí)南部的氣象大樓站PM2.5濃度升高，可以簡單判斷污染物由北往南輸送，但未從大環(huán)境進(jìn)行污染物輸送分析，是否能斷論，還需進(jìn)一步分析。

3.2霾日與空氣質(zhì)量相關(guān)性分析

開化空氣質(zhì)量主要由PM2.5和PM10濃度決定，5-8月有極少數(shù)臭氧影響，可排除在統(tǒng)計(jì)外。分析表明，PM2.5和 PM10濃度越高造成能見度越低，但反過來，部分霾日能見度低，但PM2.5和PM10濃度并不很高，這與通常認(rèn)知不符。吳兌［5］發(fā)現(xiàn)，濕度增加對氣溶膠消光系數(shù)的增加起到推波助瀾的作用，灰霾粒子吸濕后會使能見度惡化加劇。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，空氣質(zhì)量二級以上標(biāo)準(zhǔn)下的霾日平均相對濕度為76%，空氣質(zhì)量二級以下標(biāo)準(zhǔn)下的霾日平均相對濕度為72%。由此也可看出，散射系數(shù)和污染物的濃度及相對濕度都有關(guān)系。對比分析后發(fā)現(xiàn)，霾日集中的1月份空氣主要污染物為PM2.5顆粒，平均濃度75μg.m-3，霾日期間平均濃度達(dá)93μg.m-3；而12月份空氣污染主要污染物則為PM10顆粒，平均濃度達(dá) 86μg.m-3，霾日達(dá)到106μg.m-3；從能見度上看，1月份霾日平均能見度6 300 m，12月霾日的平均能見度7 100 m。由此可見，相同空氣質(zhì)量情況下，PM2.5和PM10濃度對霾日影響均較大，但在能見度相同的情況下，PM2.5濃度對空氣質(zhì)量影響較PM10明顯。因此能見度低并不等同于空氣質(zhì)量差。

4　小結(jié)

開化以輕微霾為主，霾日呈緩慢上升態(tài)勢，以冬季最多，穩(wěn)定時(shí)間較長。能見度和PM2.5，PM10濃度及相對濕度都有關(guān)系。但PM2.5濃度對空氣質(zhì)量影響較PM10明顯。冬季污染物存在由北往南的輸送。

［1］ 牛彧文，顧俊強(qiáng)，浦靜姣，等.浙江城市區(qū)域灰霾天氣的長期變化 ［J］.熱帶氣象學(xué)報(bào)，2010，26（6）：807-812.

［2］ 中國氣象局.地面氣象觀測規(guī)范 ［M］.北京：氣象出版社，2003.

［3］ 吳珂，周衛(wèi)兵.1981-2010年昆山市灰霾天氣氣候特征分析 ［J］.環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2011，37（5）：8-11.

［4］ 劉永紅，馮婷，蔡銘.廣州灰霾現(xiàn)象特征分析 ［J］.環(huán)境科學(xué)研究，2011，24（10）：1081-1087.

［5］ 吳兌.灰霾天氣的形成與演化 ［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2011，34（3）：157-161.

（責(zé)任編輯：張瑞麟 ）

S 42

A

0528-9017（2015）12-2069-02

10.16178/j.issn.0528-9017.20151250

2015-09-11

開化縣科技局項(xiàng)目

丁麗華 （1984-），女，浙江開化人，工程師，從事氣象工作。E-mail：dinglh03@sina.com。