沈陽(yáng)市污染擴(kuò)散氣象條件對(duì)比分析

白璐

摘 要：應(yīng)用沈陽(yáng)市環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，結(jié)合NCEP再分析資料，對(duì)2016—2018年沈陽(yáng)市空氣質(zhì)量、氣象要素進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明，2018年沈陽(yáng)市污染擴(kuò)散氣象條件及空氣質(zhì)量均明顯好于2016年及2017年。2018年沈陽(yáng)市環(huán)境空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)為285d，與2016、2017年相比明顯增加，重污染天數(shù)明顯減少。2018年全年平均中層溫度及地面相對(duì)濕度明顯偏低，有利于污染物擴(kuò)散，其中1—2月為明顯顯著有利，5—6月較2016年稍差。

關(guān)鍵詞：空氣質(zhì)量；氣象要素；沈陽(yáng)市

中圖分類號(hào)：S161 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190515059

引言

環(huán)境污染現(xiàn)象不僅嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境，而且對(duì)人們的生活水平和身體健康產(chǎn)生極大影響，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，人們對(duì)生活品質(zhì)的要求不斷提高，對(duì)自身的健康更加重視，環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越受到社會(huì)的廣泛關(guān)注[1]。因此研究影響空氣質(zhì)量的因素一直是眾多學(xué)者關(guān)心的焦點(diǎn)。研究表明在本地污染源及排放量一定的情況下，氣象條件對(duì)空氣質(zhì)量變化有很大影響[2]。

沈陽(yáng)市位于遼河平原中部，東部為遼東丘陵山地，北部為遼北丘陵，地勢(shì)向西、向南逐漸開(kāi)闊平展，是遼寧省的省會(huì)城市，地處東北亞經(jīng)濟(jì)圈和環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈的中心。區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化的形態(tài)和特征日益凸現(xiàn)，是中國(guó)主要的重工業(yè)發(fā)展基地之一[3]。本文以沈陽(yáng)市為例，從沈陽(yáng)市環(huán)境空氣質(zhì)量變化、氣象條件變化等方面綜合分析，總結(jié)沈陽(yáng)市2016—2018年空氣質(zhì)量及氣象條件變化特征及規(guī)律，以期為空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)工作和大氣環(huán)境治理提供客觀和科學(xué)的依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

研究使用的遼寧省沈陽(yáng)市2016—2018年空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，源于環(huán)境保護(hù)部設(shè)置的11個(gè)環(huán)境空氣質(zhì)量國(guó)控監(jiān)測(cè)點(diǎn)位（均為評(píng)價(jià)點(diǎn)位）的自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備。氣象數(shù)據(jù)為NCEP再分析資料及沈陽(yáng)站探空資料，從氣象條件和空氣質(zhì)量對(duì)比分析2016—2018年3a的異同。

1.2 統(tǒng)計(jì)分析方法

研究區(qū)域內(nèi)城市空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)，按照《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定（試行）》（HJ 633—2012）[4]執(zhí)行，即AQI各級(jí)別限值分別為優(yōu)（0～50）、良（51～100）、輕度污染（101～150）、中度污染（151～200）、重度及以上污染（>201）。按上述AQI級(jí)別限值統(tǒng)計(jì)2016—2018年沈陽(yáng)市AQI級(jí)別分布。

利用統(tǒng)計(jì)分析方法，通過(guò)對(duì)比2016—2018年污染擴(kuò)散的氣象條件，找出氣象擴(kuò)散條件的異同之處，為空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供相關(guān)依據(jù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 空氣質(zhì)量變化

2018年沈陽(yáng)市環(huán)境空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)為285d，達(dá)標(biāo)比例為78.1%，與2017年相比增加8.0%，與2016年相比增加10.1%；重污染天數(shù)（重度污染與嚴(yán)重污染天數(shù)之和，以下簡(jiǎn)稱重污染）為2d，與2017年相比減少9d，與2016年相比減少11d。

從2016—2018年重污染天的逐月分布來(lái)看，3a的重污染天主要分布在1—3月、5—6月及10—12月，4月及7—9月均未出現(xiàn)重污染。其中1—2月僅2017年出現(xiàn)重污染，5—6月2017年及2018年出現(xiàn)重污染，10—12月僅2016年有重污染天，3月重污染天數(shù)呈逐年遞減趨勢(shì)。2018年秋冬季重污染天數(shù)較前2a相比明顯減少，但2017、2018年的5—6月重污染比2016年明顯增加?？傮w分析，2018年空氣質(zhì)量整體明顯好于2016年及2017年，但處于春夏交替的5—6月2017年及2018年臭氧重污染凸顯。

2.2 氣象條件分析

影響空氣質(zhì)量的主要因素是污染物排放量和氣象條件，諸多研究表明，在污染源一定的條件下，空氣質(zhì)量與氣象條件密切相關(guān)。

2.2.1 中層溫度

相關(guān)研究表明，氣溫隨著海拔高度的增加而減小對(duì)熱力環(huán)流的形成較為有利，為空氣的上升運(yùn)動(dòng)提供有利條件，利于大氣中污染物的擴(kuò)散[5]；中層溫度同時(shí)反應(yīng)了冷空氣活動(dòng)的頻繁程度，當(dāng)中層溫度較低時(shí)，即冷空氣活動(dòng)頻繁，有利于污染物的擴(kuò)散。

2018年度沈陽(yáng)中層溫度為0.5℃，與2016年及2017年相比，均明顯偏低，為近3a來(lái)最低水平，2016年與2017年相差不大。從中層溫度逐月變化情況來(lái)看， 2017年1—2月中層溫度均為近3a來(lái)同期最高，其中2016年1月處于最低水平，2018年2月的處于最低水平；2018年3—8月溫度為近3a同期最高，9—12月再次處于3a同期溫度最低水平?？傮w分析，2018年平均中層溫度偏低，尤其秋冬季較為明顯，因此2018年的中層溫度較2016年和2017年整體有利于污染物擴(kuò)散，而2017年1—2月中層明顯偏高，說(shuō)明2017年1—2月中層溫度整體不利于污染物擴(kuò)散。

2.2.2 相對(duì)濕度

研究表明，高相對(duì)濕度條件下，與溫度等條件配合，易形成層結(jié)穩(wěn)定天氣，不利于污染物的擴(kuò)散，同時(shí)污染物吸濕增長(zhǎng)，會(huì)造成污染進(jìn)一步加重。

2018年沈陽(yáng)市地面平均相對(duì)濕度為55.9%，與2016年及2017年相比均偏低，通過(guò)對(duì)2018年沈陽(yáng)市地面相對(duì)濕度月變化分析，2018年7—9月平均相對(duì)濕度最大，均超過(guò)70%，2月相對(duì)濕度最小，為39.8%。與2016、2017年同期比較，2018年1—2月、12月較往年同期明顯偏低，而3月明顯偏高，其余月份相差不大?？傮w分析，2018年平均相對(duì)濕度較2016、2017年明顯偏低，空氣相對(duì)較為干燥，相對(duì)濕度條件整體不利于污染物的積累，其中1—2月及12月尤為有利。

2.2.3 地面風(fēng)速

對(duì)于氣態(tài)污染物和顆粒物來(lái)說(shuō)，風(fēng)主要影響污染物的水平輸送能力，風(fēng)速越大越有利于大氣污染物的擴(kuò)散，較小的風(fēng)速則是污染天氣發(fā)生和發(fā)展的有利條件。

對(duì)沈陽(yáng)市地面風(fēng)速分析來(lái)看，沈陽(yáng)市2018年地面平均風(fēng)速為5.6m/s，與2016年相差不大，但低于2017年。通過(guò)對(duì)2018年逐月平均風(fēng)速分析可以看出，4月平均風(fēng)速最大，為8.7m/s，12月平均風(fēng)速最小，為3.2m/s。與2016年及2017年同期相比，2018年1—4月地面風(fēng)速偏大，為3a中最大水平，8—10月及12月偏低，其余月份相差不大?？傮w分析，2018年1—4月地面風(fēng)速條件有利于污染物的擴(kuò)散。

3 結(jié)論

2018年沈陽(yáng)市空氣質(zhì)量整體好于2016年及2017年，達(dá)標(biāo)天數(shù)增減，重污染天數(shù)減少。

逐月重污染變化顯示，2018年秋冬季空氣質(zhì)量明顯好轉(zhuǎn)，但春夏交替季節(jié)的5—6月臭氧污染凸顯。

從中層溫度、地面相對(duì)濕度和地面相對(duì)濕度等氣象條件分析，2018年污染擴(kuò)散條件總體為顯著有利，好于2016年及2017年。

從逐月氣象條件變化分析，2018年5—6月與2016年同期相比略有不利，但秋冬季1—2月及12月明顯好于前2a。

參考文獻(xiàn)

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[2] 張珺，宋曉輝.2017年邯鄲市氣象擴(kuò)散條件評(píng)估分析[J]. 生物災(zāi)害科學(xué)， 2018， 41（4）： 326-330.

[3] 衛(wèi)亞星.沈陽(yáng)市空氣質(zhì)量影響因素評(píng)估[J]. 測(cè)繪與空間地理信息， 2016， 39（8）： 24-34.

[4] 環(huán)境保護(hù)部科技標(biāo)準(zhǔn)司. 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)： GB3095—2012[S]. 北京： 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社， 2012.

[5] 郭飛.沈陽(yáng)市空氣質(zhì)量狀況與氣象條件相關(guān)性分析及預(yù)測(cè)[D]. 沈陽(yáng)： 沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2017.