綿陽機場冬季霾的觀測指標

魏婉琳

綿陽機場冬季霾的觀測指標

魏婉琳

（中國民航飛行學院綿陽分院氣象臺，四川 綿陽 621000）

利用2014—2020年綿陽機場地面觀測資料和環(huán)監(jiān)站發(fā)布的綿陽站PM2.5濃度數據對比分析了霾日數隨時間變化情況，發(fā)現(xiàn)冬季霾出現(xiàn)的次數最多，也最有可能出現(xiàn)漏記。因此，利用逐小時主導能見度、相對濕度和PM2.5資料建立了綿陽機場冬季霾的輔助觀測指標，即相對濕度小于70%或PM2.5濃度大于50 μg/m3。個例分析也證實了相對濕度70%的合理性。

霾；相對濕度；PM2.5；觀測指標

霾是指大量的極細小的鹽末、煙末均勻浮游于空中，使空氣渾濁，主導能見度小于10 km的現(xiàn)象，它作為區(qū)別于霧、輕霧、煙、塵的一種視程障礙現(xiàn)象被觀測記錄。近年來，隨著中國城市化進程的加快，霾的出現(xiàn)日漸頻繁。經調研發(fā)現(xiàn)，霾現(xiàn)象的判定標準大多是基于能見度和相對濕度。1984年WMO規(guī)定霾判別的相對濕度為小于80%。2003和2010年中國氣象局發(fā)布的《霾的觀測和預報等級》中，全國統(tǒng)一以相對濕度小于80%作為判斷霾的輔助標準；但在2014年又將其恢復到臺站歷史觀測閥值。為了更好地判定霾現(xiàn)象，吳兌[1-2]等人重新制定了廣東省霾的觀測標準；燕建軍[3]等人建立了首都機場霧、霾區(qū)分的概念模型，并找出了經驗公式；段玉森[4]等人將PM2.5和PM10的濃度列為霾污染判別指標。本文將對綿陽機場霾的觀測指標進行探討，以期在觀測預報業(yè)務上準確地判定霾現(xiàn)象，提供更優(yōu)質的氣象服務。

1 霾的觀測指標及對比分析

在實際工作中，綿陽機場現(xiàn)有霾的觀測指標如表1 所示。表中前三項是依據《民用航空地面觀測規(guī)范》所得；第四項相對濕度是由本地氣象觀測員長期的個人經驗總結得來。而各地觀測指標的差異主要就在第四項?？疾彀l(fā)現(xiàn)，判定霾的相對濕度閥值廣東省為80%，首都機場為70%，重慶沙坪壩為85%[3，5-6]。經對比，本場閥值均低于各地。閥值偏低勢必會導致大量霾現(xiàn)象的漏記，造成記錄不準確。因此，需要對本場霾的觀測指標進一步考察。

表1 綿陽機場霾的觀測指標

影響能見度程度<10 km 顏色遠處光亮物微呈黃、紅色，黑暗物微呈藍色，太陽呈桔黃色 天氣條件和大致出現(xiàn)時間天氣穩(wěn)定、干燥、風較大，一天中任何時候均可能出現(xiàn) 相對濕度<50%

2 綿陽機場霾日對比

在《霾的觀測和預報等級》中，可將某些大氣成分（PM2.5、PM1、氣溶膠散射系數和吸收系數）的濃度超過限值，作為判識霾的參考指標。其中，PM2.5的限值為75 μg/m3。因此，本文將環(huán)監(jiān)站發(fā)布的綿陽站PM2.5日平均濃度超過限值的日期作為霾日進行統(tǒng)計，并與綿陽機場2014—2020年地面觀測資料中霾日的記錄對比，兩者逐月變化曲線如圖1所示，由此可發(fā)現(xiàn)：①2種統(tǒng)計方式的霾日數逐月變化曲線具有相同的季節(jié)變化特征，即霾日在冬季最多，夏季最少；②PM2.5超過限值的日數普遍高于綿陽機場觀測到的霾日，且在冬季的差值最大，可達2～3倍。雖然，僅以PM2.5濃度值為參考指標并不嚴謹，但也從側面說明了綿陽機場霾的漏報情況最可能發(fā)生在冬季。

圖1 2014—2019年綿陽機場霾日數逐月變化情況

（陰影部分為冬季時段）

3 霾現(xiàn)象判別指標研究

基于上述冬季霾漏報現(xiàn)象，參照周國兵[6]等人建立的重慶地區(qū)霾的判別指標方法，重新修訂綿陽機場冬季霾的輔助判別指標。選取2014—2020年冬季時段（12月、1月、2月）的逐小時能見度、相對濕度和PM2.5濃度數據，將相對濕度和PM2.5濃度進行等量劃分，建立對應情況下的平均能見度，如表2所示?？梢钥闯?，當相對濕度小于70%或者PM2.5質量濃度大于50 μg/m3時，平均能見度均小于10 km。因此，在實際工作中可以將相對濕度小于70%和PM2.5濃度大于50 μg/m3作為綿陽機場冬季霾的判別參考值。

4 個例分析

選取第2節(jié)中PM2.5濃度明顯超過限值但未被機場記錄的霾日做個例分析，在此將2014-01-28、2015-12-30和2018-01-15的能見度、相對濕度和PM2.5濃度日變化情況繪于圖2。

總體來看，能見度與相對濕度呈負相關，但并不完全匹配。在圖2（a）中，2014-01-28T16：00—00：00（UTC）能見度為1 000～1 400 m，但相對濕度并未超過90%，與之相對應的是高濃度的PM2.5（225～235 μg/m3）。圖2（b）中，2015-12-30T01：00（UTC）和16：00（UTC）的相對濕度均為95%，但16：00（UTC）能見度（600 m）低于 01：00（800 m），可以用夜間PM2.5濃度增加來解釋。圖2（c）中，2018-01-15T13：00—16：00（UTC）能見度降低至2 500 m，與PM2.5濃度的增加相對應。因此，3 d均受霾現(xiàn)象的影響。如果將綿陽機場冬季霾的相對濕度指標提升至70%，則有利于霾現(xiàn)象的識別。

表2 2014—2020年冬季綿陽機場不同相對濕度和PM濃度條件下的平均能見度

平均能見度值/mRH≥9595>RH≥9090>RH≥8585>RH≥8080>RH≥7575>RH≥7070>RH≥6565>RH≥6060>RH≥5555>RH≥50RH<50 PM2.5≥2007161 3711 5332 0132 3852 5332 7462 4672 5803 1804 020 200>PM2.5≥1908201 3911 5741 8362 1902 0602 6432 9002 5003 3504 467 190>PM2.5≥1807261 2831 6501 8202 2502 1642 4003 4563 2673 6254 300 180>PM2.5≥1706351 3251 5502 4582 3422 4092 8133 1403 2564 3004 620 170>PM2.5≥1609121 4521 5582 2352 3382 9623 2753 1633 2634 0004 600 160>PM2.5≥1509141 4971 8092 1152 6703 1753 0543 4253 9204 1674 436 150>PM2.5≥1406861 8091 8262 2252 7002 6443 4483 3693 7364 0674 536 140>PM2.5≥1307701 5852 0992 6872 8583 1813 3283 5304 2074 4575 457 130>PM2.5≥1201 0371 8692 3652 8433 1193 2863 5883 6784 3385 0105 522 120>PM2.5≥1101 1601 9842 5382 9903 6563 9114 0404 2004 8964 7335 791 110>PM2.5≥1001 2051 8682 7103 3573 6553 9774 2814 4494 9644 9355 959 100>PM2.5≥901 3672 1312 9663 3554 0274 5034 5864 9585 3245 6296 336 90>PM2.5≥801 4242 6763 3983 8194 3854 8455 0265 5365 5726 2586 912 80>PM2.5≥701 6512 7683 7064 2234 6295 1835 8486 1136 4846 5207 443 70>PM2.5≥601 8693 2244 1744 5845 1145 6066 2616 7507 1547 2248 211 60>PM2.5≥502 1593 5294 7915 4566 0446 7097 2167 2838 0817 9258 949 PM2.5<503 7975 5166 9167 8958 4849 63910 06711 17010 2299 92710 537

注：黑色虛線分別表示相對濕度70%、80%和90%。

5 結論

基于以上統(tǒng)計分析，冬季綿陽機場霾的觀測指標中相對濕度閥值可提升至70%，但還需在之后的工作中不斷總結修訂。另外，氣象員還要著重考慮霾的成因、顏色、天氣狀況等多方面的因素，僅將相對濕度作為輔助參考值。在實際工作中，要消除判斷標準的隨意性，實現(xiàn)規(guī)范化和科學化，避免誤判。

［1］吳兌.霾與霧的區(qū)別和灰霾天氣預警建議［J］.廣東氣象，2004（4）：22.

［2］吳兌.再論相對濕度對區(qū)別都市霾與霧（輕霧）的意義［J］.廣東氣象，2006（1）：13-17.

［3］燕建軍.霧、輕霧與霾區(qū)分散概念模型與經驗公式［J］.空中交通，2015（2）：33-36.

［4］段玉森.上海市霾污染判別指標體系初步研究［J］.環(huán)境污染與防治，2012（3）：62-67，71.

［5］楊科，呂校華，黎芳，等.基于相對濕度的霾與輕霧區(qū)別方法［J］.農業(yè)災害研究，2013（2）：42-44.

［6］周國兵，向波，胡春梅，等.基于自動能見度觀測的霧和霾天氣判別指標研究［J］.西南師范大學學報（自然科學版），2017（42）：83.

P426.4

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.13.012

2095－6835（2020）13－0032－02

魏婉琳，女，助理工程師，主要從事氣象預報和觀測工作。

〔編輯：張思楠〕