樂平工業(yè)園區(qū)污染擴(kuò)散的大氣環(huán)境場(chǎng)特征分析

陳鳳英 陳鮑發(fā)

摘? 要：工業(yè)園區(qū)對(duì)于地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)非常重要，但是工業(yè)園區(qū)中如果不能做好環(huán)境保護(hù)，那么其所產(chǎn)生的污染也會(huì)帶來較為巨大的影響，為了更好的促進(jìn)工業(yè)園區(qū)的發(fā)展，需要對(duì)工業(yè)園區(qū)污染擴(kuò)散的大氣環(huán)境場(chǎng)特征。文章分析了樂平工業(yè)園區(qū)污染物對(duì)城區(qū)擴(kuò)散影響的大氣環(huán)境場(chǎng)特征，為針對(duì)性的開展污染氣象服務(wù)提供了參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)園;污染擴(kuò)散條件;逆溫;干蓋

中圖分類號(hào)：X823 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）32-0058-02

Abstract： The industrial park is very important for the regional economic construction， but if the environmental protection can not be done well in the industrial park， then its pollution will also bring a greater impact， in order to better promote the development of the industrial park， it is necessary to study the characteristics of atmospheric environmental field of pollution diffusion in industrial park. In this paper， the atmospheric environmental field characteristics of the effects of pollutants on urban diffusion in Leping Industrial Park are analyzed， which provides a reference for the development of pollution meteorological services.

Keywords： industrial park; pollution diffusion condition; inverse temperature; dry cover

1 問題起源與數(shù)據(jù)來源

江西樂平工業(yè)園是江西38家重點(diǎn)工業(yè)園之一，地處樂平市區(qū)東、南郊約3km，組建于2003年5月，是樂平市財(cái)稅大戶，2015年實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)值319億元，上交稅收11億元。但由于化工廠較多，廢氣排放導(dǎo)致異味，近年來在刮南風(fēng)天氣下，樂平城區(qū)的空氣中有時(shí)彌漫著類似臭雞蛋氣味，特別是2015年8月1日20時(shí)前后，受穩(wěn)定的天氣形勢(shì)影響，城區(qū)臭味經(jīng)久不散，直接導(dǎo)致受影響居民上街游行的群體事件。為此樂平市市委、市政府加大投入，控制排放，以解決工業(yè)園的污染問題，2016年2月，樂平市塔山工業(yè)園區(qū)專業(yè)氣象臺(tái)成立，為工業(yè)園區(qū)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)提供氣象保障服務(wù)和合理安排生產(chǎn)建議。

是什么氣象原因?qū)е鲁菂^(qū)異味，國(guó)內(nèi)有許多專家進(jìn)行過污染氣象特征的研究[1-5]，來看下2015年8月1日20時(shí)的大氣環(huán)境條件，從南昌探空觀測(cè)（也稱Tlogp圖）700hPa以下至地面均為西南風(fēng)或南風(fēng)，且溫度曲線與露點(diǎn)曲線在700hPa以下表現(xiàn)為“X”型結(jié)構(gòu)，即近地面層與700hPa有明顯的干層（如圖1）。低空上下一致的偏南風(fēng)有利于工業(yè)園區(qū)的污染物向城區(qū)輸送，而干層導(dǎo)致大氣穩(wěn)定，對(duì)流發(fā)展受抑制，空氣擴(kuò)散不暢，使得來自園區(qū)的污染物擴(kuò)散不出去，污染程度不斷加劇，導(dǎo)致城區(qū)異味事件。

為研究城區(qū)異味發(fā)生的大氣環(huán)境條件，2017年12月～2018年1月、2018年6月～8月，江西省氣象科學(xué)研究所、景德鎮(zhèn)市氣象局、樂平市氣象局在城區(qū)南側(cè)的樂平工業(yè)園區(qū)管委會(huì)進(jìn)行了異味觀測(cè)實(shí)驗(yàn)。其實(shí)施方法為，將每天觀測(cè)人員分為5組，分別進(jìn)行獨(dú)立觀測(cè)，每組記錄下早晨8時(shí)前后、晚20時(shí)前后有無(wú)異味，如有則根據(jù)感覺微弱（1級(jí)）、容易感覺（2級(jí)）、感覺強(qiáng)烈（3級(jí)）進(jìn)行分級(jí)。如有3組或以上重復(fù)觀測(cè)到異味，定義為有異味，這些重復(fù)時(shí)段觀測(cè)到異味最高級(jí)別為異味級(jí)別。經(jīng)過對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，得到表1。

2 異味時(shí)段的Tlogp特點(diǎn)

2.1 冬季Tlogp

從冬季觀測(cè)到的有異味時(shí)段的Tlogp（南昌）上看到，都存在逆溫或“干蓋”。逆溫與“干蓋”不利于對(duì)流的發(fā)展，排放的氣體空氣流通、擴(kuò)散不暢，易形成污染導(dǎo)致異味。

2017年12月5日20時(shí)Tlogp上，1000hPa與925hPa之間露點(diǎn)迅速減小，溫度露點(diǎn)差由底層的6℃增至32℃（953hPa），表明這二層之間存在明顯的干層，即“干蓋”。與之類似，2017年12月06日20時(shí)925hPa、2017年12月07日08時(shí)925hPa、2017年12月09日20時(shí)850hPa、2017年12月10日20時(shí)800hPa附近、2018年01月16日08時(shí)925hPa、2018年01月18日08時(shí)925hPa均存在不同程度的“干蓋”。

而幾乎所有的異味時(shí)段在底層均有不同程度的逆溫。其中，2017年12月28日08無(wú)“干蓋”，在1000～850hPa氣溫變化小，雖然逆溫不明顯，但氣溫?zé)o變化層厚度達(dá)1.5km。2018年01月04日08無(wú)“干蓋”，在950～925hPa、925～850hPa有二層逆溫，逆溫強(qiáng)度強(qiáng)，最大逆溫差達(dá)8℃，逆溫層厚達(dá)1.5km。

2017年12月09日20時(shí)有多層逆溫，1000hPa、925～850hPa、700hPa有三層逆溫，且逆溫層較厚。2017年12月10日20時(shí)1000hPa、850～700hPa有二層逆溫，且850～700hPa的逆溫層厚度達(dá)1.5km。2018年01月18日08時(shí)在700hPa、1000～925hPa有二層逆溫。從異味觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，這3天工業(yè)園區(qū)異味最明顯，達(dá)3級(jí)，而Tlogp上不僅有明顯的“干蓋”，而且存在多層逆溫，表明逆溫與“干蓋”制約了空氣流通與垂直交換，污染物不易擴(kuò)散而堆積導(dǎo)致異味趨于嚴(yán)重。

2018年01月16日08時(shí)在1000～925hPa存在逆溫。2017年12月5日20時(shí)、12月06日20時(shí)、2017年12月07日08時(shí)在1000hPa附近存有淺層逆溫。

由此可見，冬季工業(yè)園區(qū)出現(xiàn)明顯異味與大氣的垂直結(jié)構(gòu)有關(guān)，當(dāng)有逆溫或“干蓋”時(shí)，污染物擴(kuò)散不利，當(dāng)即有“干蓋”又有明顯逆溫時(shí)，異味趨于嚴(yán)重。

2.2 夏季Tlogp

夏季工業(yè)園區(qū)有異味時(shí)，Tlogp上基本無(wú)逆溫現(xiàn)象，但不同高度上存有不同程度的干層。2018年06月19日08時(shí)，干層位于850hPa，底層南風(fēng)1m/s。2018年06月27日08時(shí)，干層位于850hPa～400hPa，底層西南風(fēng)4m/s。2018年06月28日08時(shí)，干層位于700hPa，且在700hPa有較淺的逆溫層，底層西南風(fēng)4m/s。2018年08月03日08時(shí)，干層位于700hPa，底層西南風(fēng)1m/s。2018年08月21日20時(shí)，干層位于700～600hPa，底層?xùn)|北風(fēng)1m/s。2018年08月22日08時(shí)，干層位于700～600hPa，底層南風(fēng)東北風(fēng)1m/s。

可以看到，工業(yè)園管委會(huì)有異味時(shí)，在夏季上空的干層比冬季明顯偏高，而且逆溫現(xiàn)象幾乎不存在，僅在6月28日08時(shí)700hPa有很薄的淺層逆溫。

而500hPa以下多為水汽飽和層，無(wú)明顯干層的也有4個(gè)過程。2018年06月19日20時(shí)，水汽飽和層伸展至600hPa以上，底層?xùn)|南風(fēng)2m/s;2018年06月20日08時(shí)水汽飽和層伸展至600hPa以上，底層西北風(fēng)4m/s;2018年06月20日20時(shí)水汽飽和層伸展至400hPa，底層北風(fēng)2m/s;2018年07月07日20時(shí)水汽飽和層伸展至500hPa以上，底層南風(fēng)1m/s。

由此可見，夏季工業(yè)園區(qū)有異味時(shí)，風(fēng)場(chǎng)上，底層多為偏南風(fēng)，由于管委會(huì)位于園區(qū)以北，南風(fēng)將污染物向北輸送，易有異味發(fā)生?；蛑袑?00hPa附近有干層，中層偏干，在輻合上升運(yùn)動(dòng)不強(qiáng)時(shí)有抑制對(duì)流發(fā)展的作用，污染物擴(kuò)散不暢。也有風(fēng)場(chǎng)上底層為偏北風(fēng)，此時(shí)Tlogp圖上850hPa以下均為偏北風(fēng)，且均為水汽飽和層，中低層以下為層結(jié)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，擴(kuò)散條件差。此時(shí)地面風(fēng)場(chǎng)弱，如有一定的南風(fēng)擾動(dòng)，污染物也會(huì)聚積到城區(qū)，從而導(dǎo)致異味發(fā)生。

3 結(jié)論

從以上分析可以看到，冬季的逆溫與“干蓋”的環(huán)境條件是導(dǎo)致城區(qū)異味發(fā)生的主要原因。而夏季則較為復(fù)雜，逆溫原因減弱，此時(shí)風(fēng)場(chǎng)上，底層多為一致偏南風(fēng)，中層偏干，或中低層以下為層結(jié)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，地面風(fēng)場(chǎng)弱，擴(kuò)散條件差，當(dāng)有偏南風(fēng)擾動(dòng)，城區(qū)也可能受到異味的困擾。

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作者簡(jiǎn)介：陳鳳英（1981-），女，本科，工程師，研究方向：天氣預(yù)報(bào)與管理等。

通訊作者：陳鮑發(fā)（1972-），男，本科，高級(jí)工程師，研究方向：天氣預(yù)報(bào)與相關(guān)科研工作。