雞西市空氣污染氣象條件預(yù)報(bào)分析

張福艷 付昌

摘 要 選取2006-2010年雞西市氣象資料，包括每日的氣象要素及高空、地面和物理量場等資料，及市區(qū)4個(gè)環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)的環(huán)境空氣日均監(jiān)測值，通過對能見度和API數(shù)值的變化開展分析，了解雞西市空氣污染現(xiàn)狀，選取典型重污染天氣，分析實(shí)況、環(huán)流形勢及氣象參數(shù)，選取空氣污染氣象條件預(yù)報(bào)的預(yù)報(bào)因子，建立雞西市空氣污染氣象條件預(yù)報(bào)流程。

關(guān)鍵詞 空氣污染；預(yù)報(bào)流程；能見度；黑龍江省雞西市

中圖分類號：P457；X16 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1673-890X（2016）15--02

雞西市是東北最大煤城、黑龍江省“四大煤城”之首，近年來，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市迅速擴(kuò)大和城市化進(jìn)程加快，工業(yè)的發(fā)展以及汽車使用的日益頻繁，使得空氣質(zhì)量明顯下降，這些是雞西市空氣污染的主要原因。空氣污染不僅對人體健康有影響，而且對經(jīng)濟(jì)發(fā)展及投資環(huán)境影響很大。因此，為保護(hù)環(huán)境，開展對空氣污染的研究是非常重要和緊迫的。同時(shí)，空氣污染所造成的空氣質(zhì)量的下降是與氣象緊密相聯(lián)系的[1]。氣象條件好則利于污染物擴(kuò)散，氣象條件差則不利于污染物的擴(kuò)散，容易造成污染物積聚，從而形成污染天氣。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)自然條件

雞西市位于黑龍江省東南部，三面環(huán)山，地形復(fù)雜，屬于中溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，春季易旱多大風(fēng)，夏季短促雨水集中，秋季驟冷易凍害，冬季寒冷漫長且干燥。

1.2 資料

本論文選取了2006-2010年雞西市氣象資料，包括每日的氣象要素及高空、地面、物理量場等資料，以及市區(qū)4個(gè)環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)的環(huán)境空氣日均監(jiān)測值，監(jiān)測項(xiàng)目為PM10、SO2和NO2，對其開展分析，了解雞西市空氣污染現(xiàn)狀，分析冬季逆溫天氣對空氣污染的影響，氣候平均值采用1981-2010年資料計(jì)算。

1.3 研究思路

本文通過了解地形、氣候條件、污染源等各方面條件，分析雞西市污染現(xiàn)狀及趨勢。通過對本站的歷史氣象資料和大氣監(jiān)測資料開展分析，研究氣象條件對空氣污染的影響，建立空氣污染氣象條件預(yù)報(bào)流程和指標(biāo)。

2 大氣污染現(xiàn)狀分析

2.1 污染與地形

雞西市周邊地形，緊鄰市區(qū)的南北方向的山地海拔均較高，雞西市區(qū)位于東西方向的谷地之中，常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲黠L(fēng)，受山體的阻擋，在出現(xiàn)靜小風(fēng)、逆溫或熏煙等氣象條件時(shí)，污染物難以向外擴(kuò)散傳輸，容易在谷底的市區(qū)周圍形成嚴(yán)重的空氣污染[2]。

2.2 污染現(xiàn)狀

雞西市各測點(diǎn)的PM10和SO2年均濃度基本均處一、二級標(biāo)準(zhǔn)限值之間，PM10的占標(biāo)率稍高，NO2年均濃度基本滿足一級標(biāo)準(zhǔn)，其主要污染物排序?yàn)镻M10>SO2>NO2，污染類型仍主要為煤煙型大氣污染?？偟膩碇v，隨著近年來節(jié)能減排和城市改造的進(jìn)展，PM10的濃度呈現(xiàn)逐年下降趨勢，SO2和NO2略有下降基本持平。其中環(huán)保局測點(diǎn)的SO2和NO2濃度有逐年升高的趨勢，其原因可能與近年來中心城區(qū)的人口和機(jī)動(dòng)車增長有關(guān)。

2.3 污染成因

污染濃度明顯呈現(xiàn)秋冬高、春夏低的特點(diǎn)：一是由于供熱時(shí)段內(nèi)，供熱排放源市是雞西市區(qū)最主要污染源；二是雞西市秋冬季氣溫低、氣壓高、降水稀少、氣候干燥、風(fēng)速較小、日照時(shí)數(shù)少、大氣層結(jié)穩(wěn)定、大氣逆溫出現(xiàn)頻率以及強(qiáng)度較高，大氣污染物不易稀釋和沉降，致使大氣中總懸浮顆粒物、S02、NOx等污染物大量堆積[3]。

3 空氣污染的氣象條件分析

3.1 逆溫

由于逆溫時(shí)的大氣狀態(tài)十分穩(wěn)定，因此在逆溫層內(nèi)大氣垂直運(yùn)動(dòng)很難發(fā)展。當(dāng)大氣出現(xiàn)逆溫層時(shí)，處于逆溫層中的煙、塵和水汽凝結(jié)物因不易擴(kuò)散將會(huì)造成大量堆積使能見度變壞，空氣質(zhì)量惡化，嚴(yán)重時(shí)甚至可能形成污染事件。分析表明，在污染源排放量一定的情況下，低空逆溫層厚度、逆溫層底高、逆溫層頂?shù)诇夭钆c大氣中污染物濃度有顯著的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，而與逆溫層中的逆溫強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)關(guān)系不顯著。

3.2 風(fēng)速

一直維持風(fēng)速較小或靜風(fēng)狀態(tài)，是典型的靜穩(wěn)天氣，導(dǎo)致污染物的持續(xù)積累和污染天氣的形成和發(fā)展。

3.3 濕度

相對濕度，和大氣穩(wěn)定度有關(guān)，高濕常與逆溫和穩(wěn)定空氣相伴。

3.4 氣溫

當(dāng)日的最高氣溫與最低氣溫 ，與大氣穩(wěn)定度有關(guān)，常反映混合層高度。

3.5 降水

當(dāng)日的降水量，反映天氣狀況和大氣的沖刷情況。

4 環(huán)流形勢分析及典型天氣模型

秋冬季雞西市常受蒙古高壓控制，受干冷空氣影響。在此天氣形勢下，風(fēng)的垂直切變小，低層風(fēng)速也偏小，近地面低空常為靜風(fēng)或微風(fēng)，大氣穩(wěn)定度加強(qiáng)，空氣水平擴(kuò)散條件差；而且夜間的輻射降溫強(qiáng)，通常在近地面形成逆溫層，雞西市冬季出現(xiàn)輻射逆溫的平均日數(shù)占總天數(shù)的80%以上；降溫的同時(shí)也增大了空氣的相對濕度，溫度露點(diǎn)差減小，容易凝結(jié)形成霧；在形成霧的條件中，氣溫越低，空氣中所能容納的水汽越少，越容易形成霾，它們常常相伴而生；同時(shí)，霧霾削弱了地面的短波輻射增溫，有利于逆溫層的維持，容易出現(xiàn)污染天氣。

4.1 冷高壓

在地面圖上多表現(xiàn)為受冷高壓控制，冷高壓主體向南或南東南方向移動(dòng)，雞西市處于強(qiáng)大冷高壓的前部。此外，受地面冷高壓中心控制。地面冷高壓位于貝加爾湖東部且自西北向東南方向移入黑龍江省，冷高壓中心多位于黑龍江省中部地區(qū)，冷高壓中心強(qiáng)度一般在1 040 hPa以上，其所控制的地區(qū)天空晴朗，風(fēng)速小。

4.2 暖低壓

在暖空氣流移到冷的地面上時(shí)形成的。在850 hPa圖上表現(xiàn)為有很強(qiáng)的暖平流，地面則處于低壓前部，此時(shí)天空云量多或有微弱降水，氣溫較低，當(dāng)高空有強(qiáng)暖平流移來時(shí)形成較強(qiáng)逆溫。

5 預(yù)報(bào)流程

了解環(huán)保局發(fā)布的實(shí)況監(jiān)測資料；分析環(huán)流形勢是否為典型的污染天氣環(huán)流形勢；本站天氣現(xiàn)象，污染天氣多伴有霧霾等穩(wěn)定性天氣現(xiàn)象；逆溫，計(jì)算850 hPa以下各層的逆溫；物理量，如850 hPa垂直速度變現(xiàn)為弱的輻合、輻散，使逆溫加劇；分析氣象要素變化和氣象要素預(yù)報(bào)，表現(xiàn)為升溫、降壓、小風(fēng)，24 h變壓為負(fù)或變化不大；結(jié)合省局模式產(chǎn)品制作預(yù)報(bào)。

6 結(jié)語

1）氣壓變化小，氣溫變化小，風(fēng)速小等氣象要素有利于污染天氣的出現(xiàn)及其維持。隨著降水的產(chǎn)生，風(fēng)力的加大，逆溫的破壞、氣溫的變化都能有利于污染天氣減弱或消散。

2）在統(tǒng)計(jì)分析歷史資料的基礎(chǔ)上，對典型污染天氣過程進(jìn)行總結(jié)分析和機(jī)理研究，建立我局空氣污染氣象條件預(yù)報(bào)流程，更好的開展空氣污染的預(yù)測預(yù)警服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]寧海文.西安市大氣污染氣象條件分析及空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)方法研究[D].南京：南京信息工程大學(xué)，2006.

[2]龐博.哈爾濱市冬末逆溫_大氣穩(wěn)定度與大氣污染概率關(guān)系[J].黑龍江氣象，2011（6）：7-9.

[3]孫銀川.銀川市空氣污染特征分析及其預(yù)報(bào)方法的研究[D].南京：南京信息工程大學(xué)，2007.

（責(zé)任編輯：趙中正）