1961—2014年濟(jì)南市霾日數(shù)變化特征分析

劉樹峰+蘇軼+牛其祥

摘要 為了提高霾預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)水平，利用濟(jì)南市區(qū)國(guó)家級(jí)地面氣象觀測(cè)站1961—2014年的逐日觀測(cè)資料，采用線性傾向估計(jì)方法擬合霾日數(shù)的變化趨勢(shì)對(duì)其進(jìn)行分析，并使用設(shè)定的霾日數(shù)異常評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)霾日數(shù)異常情況進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，1961—2014年濟(jì)南霾日數(shù)年際變化呈現(xiàn)增多的趨勢(shì)，濟(jì)南霾日數(shù)變化線性傾向率為8.85 d/10年。平均霾日數(shù)為35 d；最少霾日數(shù)2 d，出現(xiàn)在1961年；最多霾日數(shù)112 d，出現(xiàn)在2014年；偏少年數(shù)為9年，正常年數(shù)為39年，偏多年數(shù)為1年，顯著偏多年數(shù)為2年，異常偏多年數(shù)為3年；濟(jì)南霾日數(shù)四季變化均呈現(xiàn)增多的趨勢(shì)，濟(jì)南霾日數(shù)冬季變化線性傾向率為2.563 d/10年，冬季為霾日數(shù)四季中變化最明顯的季節(jié)；濟(jì)南霾日數(shù)夏季變化線性傾向率為1.98 d/10年，夏季為霾日數(shù)四季中變化最緩慢的季節(jié)。

關(guān)鍵詞 霾日數(shù)；年際變化；四季變化；山東濟(jì)南；1961—2014年

中圖分類號(hào) P427.1+22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）12-0208-03

Abstract In order to improve the forecast level of haze，based on the daily meteorological data of Jinan National Surface Meteorological Observation Station during 1961-2014，the change trend of haze days was analyzed used the linear trend estimation method，and abnormal conditions of haze days were assessed by using the anomaly evaluation criterion. The results showed that there were decreasing trends for annual change from 1961 to 2014 with a linear tendency rate of 8.85 d per 10 years. The annual average haze days were 35 days. The minimum value was 2 days appeared in 1961，and the maximum value was 112 days appeared in 2014. There were 9 years which were less than average days，39 years which were normal，1 year which was more than average days. There were 2 years which were significantly more than average days，3 years which were obviously more than average days. The seasonal variation of Jinan City showed an obvious increasing trend. The linear trend rate of haze days in winter of Jinan City was 2.563 d per 10 years，and haze days change in winter was the most obvious. The linear trend rate in summer of Jinan City was 1.98 d per 10 years，and haze days change in summer was the slowest.

Key words haze days；annual variation；seasonal variation；Jinan Shandong；1961-2014

霧和霾都是近地面層中常見的視程障礙現(xiàn)象，且近年來霧和霾的頻繁出現(xiàn)嚴(yán)重影響了人們的生產(chǎn)生活[1]。霾是大量極細(xì)微的干塵粒等均勻浮游在空中，使水平能見度<10.0 km的空氣普遍渾濁現(xiàn)象[2]。霾包括空氣中的灰塵、硫酸與硫酸鹽、硝酸與硝酸鹽、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘Ｗ映煞?，具有重要的空氣質(zhì)量指示意義[3]。

近年來，關(guān)于霾天氣的分析，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已有一些研究，在其氣候特征和成因方面，取得許多很有意義的研究成果[4-19]。丁一匯等[20]、吳 兌等[21]對(duì)中國(guó)霧霾長(zhǎng)期變化特征進(jìn)行研究，指出中國(guó)年霾日數(shù)呈明顯上升趨勢(shì)。張 立等[22]對(duì)東營(yíng)地區(qū)霧霾變化特征的研究指出，1981—2015年?yáng)|營(yíng)霾日數(shù)呈現(xiàn)先減少、近年來直線上升的趨勢(shì)，霾多發(fā)生在深秋至次年春季，近年來夏季也有增多的趨勢(shì)。張金超等[23]對(duì)南安市近30年霧霾變化特征分析進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，霾隨季節(jié)變化也較明顯，冬季較多，春秋季次之，夏季較少，霾在2000年之后出現(xiàn)一個(gè)較高的峰值。在國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的基礎(chǔ)上，對(duì)濟(jì)南市霾日數(shù)變化特征進(jìn)行分析研究，揭示其變化規(guī)律，為濟(jì)南霾天氣的預(yù)警預(yù)報(bào)提供科學(xué)依據(jù)，以便更好地對(duì)交通運(yùn)輸和人們?nèi)粘；顒?dòng)進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)。

1 資料與方法

1.1 資料來源

所用資料來自濟(jì)南市區(qū)國(guó)家級(jí)地面氣象觀測(cè)站1961—2014年的逐日觀測(cè)資料，以北京時(shí)間20：00為日界，即一個(gè)氣象日為前一日20：00至本日20：00。能見度<10 km，相對(duì)濕度70%，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，記為一個(gè)霾日。四季劃分以3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12月至次年2月為冬季[24]。

1.2 分析方法

采用線性傾向估計(jì)方法擬合霾日數(shù)的變化趨勢(shì)，對(duì)其進(jìn)行分析，并計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)差；結(jié)合霾日數(shù)距平與標(biāo)準(zhǔn)差的倍數(shù)關(guān)系，設(shè)定霾日數(shù)異常評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以此標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)霾日數(shù)異常情況。

1.3 霾日數(shù)異常評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

參照中國(guó)氣象局《全國(guó)氣候影響評(píng)價(jià)》[24]的評(píng)價(jià)氣溫異常標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)霾日數(shù)距平與標(biāo)準(zhǔn)差（S）的倍數(shù)關(guān)系，設(shè)定霾異常評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（表1）。

2 結(jié)果與分析

2.1 霾日數(shù)年際變化

由圖1可以看出，1961—2014年濟(jì)南霾日數(shù)年際變化呈現(xiàn)增多的趨勢(shì)，濟(jì)南霾日數(shù)變化線性傾向率為8.85 d/10年。平均霾日數(shù)為35 d；最少霾日數(shù)2 d，出現(xiàn)在1961年；最多霾日數(shù)112 d，出現(xiàn)在2014年；標(biāo)準(zhǔn)差為24.2 d，按照設(shè)定的異常評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，偏少年數(shù)為9年，異常偏少年數(shù)和顯著偏少年數(shù)為0，正常年數(shù)為39年，偏多年數(shù)為1年，顯著偏多年數(shù)為2年，異常偏多年數(shù)為3年。

2.2 霾日數(shù)四季變化

2.2.1 春季霾日數(shù)變化。由圖2和表2可以看出，1961—2014年濟(jì)南霾日數(shù)春季變化呈現(xiàn)增多的趨勢(shì)，濟(jì)南霾日數(shù)春季變化線性傾向率為2.192 d/10年。春季平均霾日數(shù)為13 d，為四季平均霾日數(shù)中最多的季節(jié)；最少霾日數(shù)1 d，分別出現(xiàn)在1961年和1963年；霾日數(shù)最多為29 d，出現(xiàn)在2014年。按照設(shè)定的異常評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，偏少年數(shù)為9年，正常年數(shù)為38年，偏多年數(shù)為2年，顯著偏多年數(shù)為3年，異常偏多年數(shù)為2年。

2.2.2 夏季霾日數(shù)變化。由圖3和表2可以看出，1961—2014年濟(jì)南霾日數(shù)夏季變化呈現(xiàn)增多的趨勢(shì)，濟(jì)南霾日數(shù)夏季變化線性傾向率為1.98 d/10年。夏季為霾日數(shù)四季中變化最緩慢的季節(jié)。夏季平均霾日數(shù)為4 d；有12年夏季霾日數(shù)為0 d；霾日數(shù)最多為24 d，出現(xiàn)在2013年。按照設(shè)定的異常評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，正常年數(shù)為48年，偏多年數(shù)為2年，顯著偏多年數(shù)為1年，異常偏多年數(shù)為3年。

2.2.3 秋季霾日數(shù)變化。由圖4和表2可以看出，1961—2014年濟(jì)南霾日數(shù)秋季變化呈現(xiàn)增多的趨勢(shì)，霾日數(shù)秋季變化線性傾向率為2.114 d/10年。秋季平均霾日數(shù)為4 d；有13年秋季霾日數(shù)為0 d；霾日數(shù)最多為20 d，出現(xiàn)在2014年。按照設(shè)定的異常評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，正常年數(shù)為50年，偏多年數(shù)為1年，異常偏多年數(shù)為3年。

2.2.4 冬季霾日數(shù)變化。由圖5和表2可以看出，1961—2014年濟(jì)南霾日數(shù)冬季變化呈現(xiàn)增多的趨勢(shì)，濟(jì)南霾日數(shù)冬季變化線性傾向率為2.563 d/10年。冬季為為霾日數(shù)四季中變化最明顯的季節(jié)。冬季平均霾日數(shù)為12 d；有5年冬季霾日數(shù)為0 d；霾日數(shù)最多為39 d，出現(xiàn)在2013年。按照設(shè)定的異常評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，偏少年數(shù)為9年，正常年數(shù)為37年，偏多年數(shù)為6年，異常偏多年數(shù)為2年。

3 結(jié)論

（1）1961—2014年濟(jì)南霾日數(shù)年際變化呈現(xiàn)增多的趨勢(shì)，濟(jì)南霾日數(shù)變化線性傾向率為8.85 d/10年。平均霾日數(shù)為35 d；最少霾日數(shù)為2 d，出現(xiàn)在1961年；最多霾日數(shù)為112 d，出現(xiàn)在2014年。按照設(shè)定的異常評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，偏少年數(shù)為9年，正常年數(shù)為39年，偏多年數(shù)為1年，顯著偏多年數(shù)為2年，異常偏多年數(shù)為3年。

（2）1961—2014年濟(jì)南霾日數(shù)四季變化均呈現(xiàn)增多的趨勢(shì)；濟(jì)南冬季霾日數(shù)變化線性傾向率為2.563 d/10年。冬季為霾日數(shù)四季中變化最為明顯的季節(jié)。濟(jì)南夏季霾日數(shù)變化線性傾向率為1.98 d/10年。夏季為霾日數(shù)四季中變化最緩慢的季節(jié)。

（3）1961—2014年濟(jì)南春季平均霾日數(shù)為13 d，夏季和秋季平均霾日數(shù)均為4 d。在四季平均霾日數(shù)中，春季是最多的季節(jié)，冬季次之，夏季和秋季是最少的季節(jié)。

（4）1961—2014年濟(jì)南春季霾日數(shù)偏少年數(shù)為9年，正常年數(shù)為38年，偏多年數(shù)為2年，顯著偏多年數(shù)為3年，異常偏多年數(shù)為2年；濟(jì)南夏季霾日數(shù)正常年數(shù)為48年，偏多年數(shù)為2年，顯著偏多年數(shù)為1年，異常偏多年數(shù)為3年；濟(jì)南秋季霾日數(shù)正常年數(shù)為50年，偏多年數(shù)為1年，異常偏多年數(shù)為3年；濟(jì)南冬季霾日數(shù)偏少年數(shù)為9年，正常年數(shù)為37年，偏多年數(shù)為6年，異常偏多年數(shù)為2年。

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