2016年12月合肥地區(qū)一次霧霾天氣過程分析

千 勇 許承娟

（合肥市環(huán)境監(jiān)測中心站230031）

2016年12月合肥地區(qū)一次霧霾天氣過程分析

千 勇 許承娟

（合肥市環(huán)境監(jiān)測中心站230031）

本文以合肥為例，根據(jù)合肥的區(qū)位特點和氣候特征對2016年12月1日至2016年12月9日的一次重霧霾過程進行案例分析，分別從環(huán)流背景、大氣層結(jié)、能見度以及風力條件等多方面進行綜合分析，探討此次持續(xù)霧霾天氣的成因，為今后預報和治理提供參考。

霧霾；氣象特征；大氣環(huán)流；能見度

1 資料與方法

常規(guī)氣象數(shù)據(jù)來源于安徽省合肥市國家地面基準氣候站，主要包括能見度、氣溫、露點溫度、相對濕度、風向和風速及太陽輻射輻照度，均為逐小時數(shù)據(jù)，探空資料來源于安徽省合肥市包河站每日兩次（08時和20時）的探空資料。大氣污染物數(shù)據(jù)來源于合肥市環(huán)境監(jiān)測中心站，主要包括AQI、PM2.5全市小時均值和全市PM10全市小時均值。合肥站有十個城市空氣自動監(jiān)測子站，PM2.5質(zhì)量濃度的觀測儀器為美國METONE公司生產(chǎn)BAM1020型PM2.5顆粒物監(jiān)測儀，PM10質(zhì)量濃度的觀測儀器為美國THERMO FISHER公司生產(chǎn)TEOM1405型PM10顆粒物監(jiān)測儀。

2 霧霾天氣過程

2016年12月1-9日安徽合肥地區(qū)能見度幾乎均在5000 m以下，自12月1日起，合肥及周邊地區(qū)就已出現(xiàn)能見度低于2000 m的重度霾天氣；2-3日重度霾的持續(xù)時間逐漸加長，午后受湍流增強的影響能見度稍有好轉(zhuǎn)；3日夜間至4日上午，能見度急劇下降，出現(xiàn)了由霾向霧的轉(zhuǎn)換過程；4-5日由于相對濕度較大，能見度持續(xù)偏低，能見度小于100 m的持續(xù)時間長達10 h，期間同樣出現(xiàn)了由霾-霧-霾-霧的轉(zhuǎn)換；6日后期北方有一股中等強度冷空氣正在自北向南影響安徽，能見度稍有好轉(zhuǎn)，7日后期再次出現(xiàn)了霧-霾天氣。

3 氣象條件特征分析

3.1 環(huán)流背景

根據(jù)2016年12月1-9日我國高空環(huán)流形勢圖分析，該期間內(nèi)我國高空環(huán)流形勢比較穩(wěn)定，安徽地區(qū)也無明顯降水過程，這將有利于污染物的形成和持續(xù)。2016年12月2日，中高緯度氣流緩和平直，偏西南氣流盛行，而在850 hPa有暖平流輸送。這期間安徽地區(qū)冷空氣活動也很少，出現(xiàn)的兩天分別為3日和6日，冷空氣強度也較弱，對污染物的清除力度微弱，城市生活生產(chǎn)以及交通運輸?shù)扰欧诺奈廴疚镌谠摰貐^(qū)低空積累較多，逐漸形成持續(xù)性霧霾天氣。

3.2 大氣層結(jié)

通過分析此次合肥地區(qū)持續(xù)性霧霾天氣過程，其中發(fā)現(xiàn)該時期內(nèi)近地層多次出現(xiàn)強度較高的逆溫現(xiàn)象，并且出現(xiàn)多層逆溫。根據(jù)合肥市包河站探空資料顯示，從11月29日開始近地面層就一直存在明顯的貼地逆溫，逆溫層頂較低，最大逆溫層頂位于925 hPa，且逆溫強度較強，非常有利于近地面層污染物堆積。這段時間持續(xù)的逆溫層通過“鍋蓋”效應抑制顆粒物的垂直擴散，使顆粒物濃度迅速增加且維持。表1給出了11月29日至12月8日每日8時由包河站探空資料計算得出的近地面逆溫強度和濕層厚度，可以看出:2、4和5日的逆溫強度均較大，霧霾污染天氣也是在2、4和5日的后期分別出現(xiàn)三個峰值，逆溫強度和污染物濃度的變化有較好的一致性。由此可見，逆溫強度對于近地面污染物的擴散具有不可忽略的影響作用，逆溫強度越高則近地面大氣層垂直結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，阻礙了大氣環(huán)流和熱力交換作用，降低了污染物向上擴散，最終導致近地面大氣污染物持續(xù)積累，嚴重影響空氣質(zhì)量，并有利于霾天氣的持續(xù)存在。

3.3 能見度

2016年12月2-5日，全市范圍內(nèi)出現(xiàn)低能見度天氣，平均能見度在5km以下，在這種能見度下區(qū)別霧和霾主要以相對濕度為依據(jù)。能見度小于1km時，當相對濕度在90%以上時為霧，80%-90%之間則為霧和霾的混合體，但還是以霾為主，當相對濕度在80%以下時為霾。通過圖1相對濕度和能見度分布圖看出，濕度大于90%一般出現(xiàn)在午夜到凌晨階段，這個時間段主要以霧為主，其中4日和5日早晨出現(xiàn)了濃霧天氣，其能見度均在50m以下，其他時間段內(nèi)相對濕度均在80%到90%之間，則多為霧和霾的混合體。通過研究發(fā)現(xiàn)，基本上相對濕度較大時能見度也較低，白天相對濕度降低，則能見度基本在5km以內(nèi)。

3.4 風力條件

通過對海平面氣壓和風速變化曲線圖看出，海平面氣壓均在1004～1012 hPa范圍變化，為典型的弱高壓。4日和5日污染天氣最嚴重的兩天內(nèi)，海平面氣壓要明顯高于其他時期，這主要由于氣壓升高有利于逆溫層的形成。水平風速與高壓氣壓梯度之間成正比關系，氣壓梯度的高低將影響水平風速的變化，霧霾天氣期間靜風情況占總天數(shù)的1/3，其余時間風速均在2m/s以下，而風速的快慢將直接影響污染物的擴散，這期間風速較緩不利于污染的稀釋和擴散。由此可見，弱高壓環(huán)境對污染物的擴散和輸送產(chǎn)生嚴重的阻礙。

4 結(jié)語

在弱高壓控制下，地面風速較小，天氣條件靜穩(wěn)，不利于污染物擴散，容易造成持續(xù)性重污染;受持續(xù)靜穩(wěn)天氣控制，淮河以北、江淮之間和沿江地區(qū)出現(xiàn)了一次持續(xù)重污染過程；此次霧霾天氣的形成還與水平風速、逆溫層等因素有關，主要水平風速較小不利于污染物的稀釋和擴散，并且近地面大氣逆溫層厚，嚴重阻礙了污染物的垂直擴散，導致此次霧霾天氣持續(xù)時間較長。大氣混合層高度的變化對霧霾的發(fā)展變化有較好的指示作用，當混合層高度較低時，污染物在低層容易積聚，更容易造成較強的污染，可為霧霾的預報提供參考依據(jù)。

[1]吳慶梅,張勝軍.一次霾天氣過程的污染影響因子分析[J].氣象與環(huán)境科學,2010,33（1）

[2]周之栩,向華,吳彬,等.湖州市一次重度霾天氣過程的特征分析[J].浙江氣象,2016（2）