2015—2018年海南省臭氧污染特征及其天氣類型

符傳博 丹利 徐文帥 劉麗君

(1.海南省氣象科學(xué)研究所，海南 ?？?570203；2.中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所東亞區(qū)域氣候-環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100029；3.海南省環(huán)境科學(xué)研究院，海南 ?？?571126；4.海南省南海氣象防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 ?？?570203)

引言

臭氧(O3)在對(duì)流層中是一種重要的痕量氣體，其通過(guò)影響大氣OH自由基的濃度，決定著大氣的氧化能力，因而O3在大氣化學(xué)、氣候變化和空氣質(zhì)量等方面均有極為重要的作用[1-2]。對(duì)流層中O3濃度升高，大氣污染事件頻發(fā)對(duì)人類健康、農(nóng)作物收成等均有較大負(fù)面影響[3-4]。鑒于此，城市O3污染事件越來(lái)越受到政府部門、學(xué)者和普通民眾的關(guān)注，在環(huán)境氣象領(lǐng)域的研究中，O3的時(shí)空分布以及氣象成因已成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)[5-7]。

研究表明，對(duì)流層O3除了少部分來(lái)自平流層的向下輸送外[8]，大部分均由氮氧化物(NOx)和可揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)在太陽(yáng)紫外光的照射下，經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)生成[9-11]。段曉瞳等[12]從不同時(shí)空、地形和氣溫等角度分析了中國(guó)全國(guó)189個(gè)主要城市O3濃度的變化特征；Sicard等[13]研究表明，歐洲地區(qū)城市O3濃度有上升趨勢(shì)，而且氣候變化對(duì)城市O3濃度影響較大；孟曉艷等[14]分析了2013—2016年中國(guó)74個(gè)城市O3監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)果表明O3在城市空氣質(zhì)量中首要污染物的比重在逐年上升，其中大城市尤為顯著。

一個(gè)地區(qū)空氣質(zhì)量的好壞很大程度上受氣象條件的影響，因而深入研究當(dāng)?shù)靥鞖夥中头椒ㄔ诳諝赓|(zhì)量預(yù)報(bào)服務(wù)工作中尤為重要。目前污染天氣分型方法主要包括主觀和客觀天氣分型方法，主觀分型方法是指基于天氣圖、利用天氣學(xué)原理等理論對(duì)空氣污染過(guò)程進(jìn)行分類。如鄒旭東等[15]將中國(guó)北方污染天氣劃分為沙塵天氣和空氣質(zhì)量天氣，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生沙塵天氣的天氣系統(tǒng)主要為蒙古氣旋和偏南風(fēng)干冷鋒天氣系統(tǒng)，空氣質(zhì)量天氣均為地面高壓系統(tǒng)控制。趙娜等[16]利用2013—2016年河北省196個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)站和氣象資料對(duì)重污染天氣形勢(shì)進(jìn)行天氣學(xué)分型，發(fā)現(xiàn)西北高壓型重污染天氣出現(xiàn)概率最高，均壓場(chǎng)型次之，回流型最低。客觀分型方法是指利用客觀數(shù)學(xué)算法或模型對(duì)天氣過(guò)程進(jìn)行分型的方法，如楊旭等[17]采用PCT方法對(duì)京津冀地區(qū)海平面氣壓場(chǎng)進(jìn)行了客觀分型，發(fā)現(xiàn)高壓場(chǎng)、高壓后部、鞍型場(chǎng)和冷鋒前部型容易出現(xiàn)污染天氣。俞布等[18]基于Lamb-Jenkinson天氣分型方法對(duì)杭州四季的天氣類型進(jìn)行劃分，發(fā)現(xiàn)冬季高壓控制和暖區(qū)發(fā)展天氣類型容易出現(xiàn)污染天氣。目前針對(duì)海南省O3污染的天氣分型方法還未見報(bào)道，本文利用2015—2018年海南省18個(gè)市縣(三沙市除外)32個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)站的O3逐小時(shí)濃度值數(shù)據(jù)，結(jié)合《海南省天氣預(yù)報(bào)技術(shù)手冊(cè)》[19]中海南天氣的分型方法，探討不同天氣類型下海南省O3污染的時(shí)空變化及天氣形勢(shì)特征，為海南省城市O3污染控制和空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)及改善提供參考。

1 資料與方法

1.1 臭氧濃度與氣象資料

目前海南省生態(tài)環(huán)境廳實(shí)時(shí)對(duì)外發(fā)布18個(gè)市縣共計(jì)32個(gè)市區(qū)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站(http://kq.hnsthb.gov.cn:8088/EQGIS/)，站點(diǎn)分布如圖1所示?？紤]到各個(gè)市縣自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器安裝的開始時(shí)間不同，而2015年之后資料才較為完整，因此本研究選取了2015—2018年逐時(shí)O3濃度資料進(jìn)行分析。此外還用到了ECMWF ERA-Interim再分析格點(diǎn)資料，要素包括500 hPa高度場(chǎng)、850 hPa相對(duì)濕度和溫度、850 hPa風(fēng)場(chǎng)、海平面氣壓、溫度露點(diǎn)差，以及地面10 m風(fēng)場(chǎng)等，分辨率為0.25 °×0.25 °。

圖1 海南省18個(gè)市縣32個(gè)國(guó)控站分布

1.2 影響海南省的主觀天氣分型方法

主觀天氣分型主要是基于對(duì)天氣圖的理解和分析，結(jié)合天氣學(xué)原理，總結(jié)出不同環(huán)流背景和天氣形勢(shì)特征，并具體描述出每一類天氣類型下該區(qū)域出現(xiàn)的天氣特點(diǎn)和要素特征。在《海南省天氣預(yù)報(bào)技術(shù)手冊(cè)》中，影響海南天氣系統(tǒng)過(guò)程可以分為4大類，分別為冷空氣類、低壓槽類、副熱帶高壓(或脊)內(nèi)部類及熱帶系統(tǒng)類。冷空氣類可細(xì)分為冷空氣偏西下類和冷空氣偏東下類。冷空氣偏西下類的劃分標(biāo)準(zhǔn)是冷空氣到達(dá)中國(guó)華南沿海時(shí)，重慶站24 h變壓大于漢口站，850 hPa高空?qǐng)D上高中心從重慶站以西地區(qū)南下，冷空氣主要從110 °E以西地區(qū)進(jìn)入本區(qū)。而冷空氣偏東下類的劃分標(biāo)準(zhǔn)是重慶站24 h變壓小于漢口站，850 hPa高空?qǐng)D上，高壓中心從重慶站以東地區(qū)南下，冷空氣主要從110 °E以東地區(qū)進(jìn)入本區(qū)。副熱帶高壓(或脊)內(nèi)部類可分為西太平洋副熱帶高壓類和變暖高壓脊類，其中變暖高壓脊是由中國(guó)大陸的地面冷高壓東移出海變性而成。熱帶系統(tǒng)類是指本區(qū)受某熱帶低壓系統(tǒng)環(huán)流控制的一整段時(shí)期，稱為熱帶低壓系統(tǒng)過(guò)程。更為詳細(xì)的介紹請(qǐng)參考文獻(xiàn)[19]。

2 結(jié)果分析

2.1 區(qū)域性臭氧污染的天氣型分類

為了更深入分析海南省O3污染的區(qū)域特征，本文統(tǒng)計(jì)了海南省18個(gè)市縣最大8 h平均(O3-8h)O3濃度，定義3個(gè)及其以上市縣O3-8h濃度超過(guò)160 μg·m-3(國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)濃度限值)，則為一個(gè)海南省區(qū)域性O(shè)3污染日。表1為2015—2018年海南省區(qū)域性O(shè)3污染的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。由表1可知，近4 a共有40 d發(fā)生了區(qū)域性O(shè)3污染，發(fā)生概率為2.73%。其中2015年和2017年達(dá)到了13 d，區(qū)域性O(shè)3污染發(fā)生概率為3.56%，2018年為11 d(3.01%)，2016年最低，為3 d(0.82%)。另外，年平均O3-8h濃度超標(biāo)市縣數(shù)中，2017年最多，為7.38個(gè)，超標(biāo)率達(dá)41%，這也說(shuō)明2017年的區(qū)域性O(shè)3污染范圍最大，強(qiáng)度最強(qiáng)。從單日O3-8h濃度超標(biāo)市縣最大個(gè)數(shù)上看，2015年達(dá)到了13個(gè)，2017和2018年也分別達(dá)到了12個(gè)和11個(gè)，2016年最小，為9個(gè)。2015年和2017年中高緯西風(fēng)帶相對(duì)較為平直，地面冷高壓主體偏北，海南地區(qū)冷空氣影響偏弱。統(tǒng)計(jì)表明，2015年海南省平均氣溫和日照時(shí)數(shù)為近4 a的最大值，分別為25.24 ℃和2273.19 h，氣溫偏高有利于光化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。2016年和2018年影響海南省的熱帶氣旋偏多，年平均降水量分別為1960.94 mm和2076.64 mm，偏多于常年平均值，降水的發(fā)生會(huì)沖刷大氣中的污染物，不利于O3濃度的積累。

表1 2015—2018年海南省區(qū)域性O(shè)3污染統(tǒng)計(jì)

表2為2015—2018年海南省40個(gè)區(qū)域性O(shè)3污染日對(duì)應(yīng)的天氣類型。由表2可知，海南省出現(xiàn)區(qū)域性O(shè)3污染的天氣型從多到少的排列為：冷空氣偏西下型>冷空氣偏東下型>變暖高壓脊型>熱帶系統(tǒng)型。冷空氣偏西下型是海南省出現(xiàn)區(qū)域O3污染的主要天氣型，共有14 d，占所有天數(shù)的35%，平均O3-8h濃度最高，O3濃度超標(biāo)市縣個(gè)數(shù)也最多，分別為153.71 μg·m-3和7.79個(gè)。冷空氣偏東下型海南省出現(xiàn)區(qū)域O3污染的天數(shù)也比較多，為12 d，但是平均O3-8h濃度最低，為144.67 μg·m-3，O3濃度超標(biāo)市縣個(gè)數(shù)偏少，只為7個(gè)，這可能與不同天氣型的天氣系統(tǒng)配置差異有關(guān)。變暖高壓脊型共有9 d出現(xiàn)區(qū)域性O(shè)3污染，占所有天數(shù)的22.5%。平均O3-8h濃度和O3濃度超標(biāo)市縣數(shù)分別為150.57 μg·m-3和7.11個(gè)。熱帶系統(tǒng)型出現(xiàn)區(qū)域性O(shè)3污染的天數(shù)最少，為5 d(12.5%)，值得關(guān)注的是平均O3-8h濃度達(dá)到了153.03 μg·m-3，在4種天氣類型中只略低于冷空氣偏西下型，而O3濃度超標(biāo)市縣個(gè)數(shù)僅為6.6個(gè)，這也說(shuō)明出現(xiàn)污染的市縣O3濃度會(huì)顯著偏高于其余市縣，污染強(qiáng)度較大。

表2 2015—2018年海南省區(qū)域臭氧污染天氣類型統(tǒng)計(jì)

2.2 不同天氣類型下海南地區(qū)臭氧污染落區(qū)

圖2為2015—2018年海南省區(qū)域O3污染時(shí)段4種天氣類型O3-8h濃度的空間分布。圖2表明，不同天氣類型下的O3污染范圍和強(qiáng)度也不同。冷空氣偏西下型O3-8h濃度表現(xiàn)為北部、西部和南部偏高，中部和東部偏低的分布特征。O3-8h濃度超過(guò)160 μg·m-3的市縣共有8個(gè)，分別為臨高縣、澄邁縣、屯昌縣、文昌市、白沙縣、東方市、樂(lè)東縣和保亭縣，其中最大值出現(xiàn)在臨高縣，為181 μg·m-3。最低值出現(xiàn)在五指山市，為127 μg·m-3。冷空氣偏東下型O3-8h濃度表現(xiàn)為北部和西部偏高，中部、東部和南部偏低的分布特征。相比而言，O3-8h濃度高值區(qū)較冷空氣偏西下型明顯偏小，超標(biāo)市縣主要出現(xiàn)在北部的澄邁縣、?？谑?、文昌市，以及西部的東方市。最高值為澄邁縣的181.5 μg·m-3，最低值出現(xiàn)在西部的白沙縣，為104 μg·m-3。變暖高壓脊型O3-8h濃度呈四周沿海高，中部山區(qū)低的分布特征。O3-8h濃度超標(biāo)的市縣共有5個(gè)，分別為臨高縣、儋州市、東方市、萬(wàn)寧市和文昌市。最大值出現(xiàn)在文昌市，為164.8 μg·m-3，白沙縣的O3-8h濃度最小，僅為124.9 μg·m-3。熱帶系統(tǒng)型O3-8h濃度表現(xiàn)為海南省南半部偏高，北半部偏低的分布特征。其中西部的樂(lè)東縣和東部的萬(wàn)寧市O3-8h濃度均超過(guò)了180 μg·m-3，污染強(qiáng)度較大，這與前一小節(jié)的分析結(jié)果一致。熱帶系統(tǒng)型共有7個(gè)市縣O3-8h濃度超過(guò)160 μg·m-3，最大值出現(xiàn)在樂(lè)東縣，為186.5 μg·m-3，最小值出現(xiàn)在北部的定安縣，O3-8h濃度為111.7 μg·m-3。

根據(jù)發(fā)生區(qū)域性O(shè)3污染時(shí)段，統(tǒng)計(jì)出每一類天氣型發(fā)生O3污染的天數(shù)，定義此類天氣型下某一市縣O3-8h濃度超標(biāo)天數(shù)與所有天數(shù)的比值為該市縣O3-8h濃度超標(biāo)概率，如圖3所示。由圖3可知,不同天氣類型下的市縣O3-8h濃度超標(biāo)概率分布特征與O3-8h濃度分布一致(圖2)，即O3-8h濃度偏高的市縣，超標(biāo)概率也偏大，反之則超標(biāo)概率偏小。冷空氣偏西下型O3-8h濃度超標(biāo)概率大值區(qū)主要分布在北部、西部和南部，大部分市縣均在50%以上，其中文昌市達(dá)到了78.6%。中部和東部超標(biāo)率偏低。冷空氣偏東下型相比于冷空氣偏西下型，南部市縣超標(biāo)率明顯下降，大值區(qū)主要在北部和西部，其中澄邁縣和東方市均超過(guò)了90%。變暖高壓脊型超標(biāo)概率大值區(qū)主要在北部、西部和南部沿海，內(nèi)陸地區(qū)和東部沿海偏小。最大值出現(xiàn)在文昌市，為77.8%。熱帶系統(tǒng)型O3-8h濃度超標(biāo)概率呈南半部偏高，北半部偏低的分布特征。北半部除了海口市，其余市縣均在20%以下，而南半部市縣超標(biāo)概率偏高，樂(lè)東縣為100%，表明在熱帶系統(tǒng)天氣型下，樂(lè)東縣均會(huì)出現(xiàn)O3-8h濃度超標(biāo)的污染天氣。樂(lè)東縣位于五指山山脈的西南麓，其高超標(biāo)概率可能與氣流的繞流輻合有關(guān)，其內(nèi)在機(jī)理還有待于進(jìn)一步研究。

圖3 2015—2018年海南省冷空氣偏西下(a)、冷空氣偏東下(b)、變暖高壓脊(c)和熱帶系統(tǒng)(d)4種天氣類型O3-8h濃度超標(biāo)概率

2.3 海南省臭氧污染天氣的大氣環(huán)流特征

2.3.1 冷空氣偏西下型

冷空氣偏西下型主要出現(xiàn)在秋季和冬季。500 hPa(圖4a)東亞大槽位于中國(guó)東部沿海，海南省受槽后西北氣流控制，風(fēng)速偏弱。副熱帶高壓強(qiáng)盛，海南省位于其內(nèi)部，盛行下沉氣流。850 hPa(圖4b)影響海南地區(qū)的氣流主要從中國(guó)內(nèi)蒙古中東部，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)江中下游、湖北省、湖南省、廣東省等地到達(dá)海南省，而且大部分地區(qū)相對(duì)濕度在50%以下。海南地區(qū)為東北風(fēng)場(chǎng)控制，850 hPa氣溫為14—16 ℃。地面冷高壓位于內(nèi)蒙古中部，中國(guó)華南沿海等壓線密集，且為東北風(fēng)控制，風(fēng)速較大，有利于北方污染物向海南地區(qū)輸送。另外地面溫度露點(diǎn)差超過(guò)5 ℃，以高溫晴好天氣為主，日照時(shí)間長(zhǎng)，太陽(yáng)輻射較強(qiáng)，有利于海南本地光化學(xué)反應(yīng)，O3濃度升高。中層(500 hPa)深厚高壓系統(tǒng)控制的下沉氣流，也會(huì)抑制低層O3的垂直輸送，促進(jìn)地面O3濃度超標(biāo)。冷空氣偏西下型多出現(xiàn)在秋季，此時(shí)海南由于緯度偏低，氣溫并沒(méi)有明顯下降，來(lái)自北方的干冷空氣攜帶著大量污染物，在較強(qiáng)的太陽(yáng)輻射下，光化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)烈。冷空氣偏西下型是造成海南省O3污染的典型天氣類型。

圖a 高度場(chǎng)(等值線)單位為10 gpm，風(fēng)場(chǎng)單位為m·s-1;圖b相對(duì)濕度(填色)單位為%，溫度(黑實(shí)線)單位為℃，風(fēng)場(chǎng)單位為m·s-1;圖c海平面氣壓(填色)單位為hPa，溫度露點(diǎn)差(綠實(shí)線)單位為℃，地面10 m風(fēng)單位為m·s-1

2.3.2 冷空氣偏東下型

冷空氣偏東下型主要出現(xiàn)在春季和秋季。相比而言，冷空氣偏東下型500 hPa(圖5a)東亞大槽強(qiáng)度偏弱，槽底偏北。海南省受偏西氣流控制，風(fēng)速偏小，沒(méi)有明顯的下沉氣流。850 hPa(圖5b)海南省氣溫與冷空氣偏西下型相差不大，為14—16 ℃。從850 hPa相對(duì)濕度上看，山東半島以東洋面也出現(xiàn)明顯干區(qū)，相對(duì)濕度在50%以下。長(zhǎng)江中游地區(qū)的干區(qū)中心相對(duì)濕度低于30%，從此區(qū)域到海南省的東北氣流風(fēng)速偏弱于冷空氣偏西下型，這可能是由于500 hPa東亞大槽槽底偏北，槽后受引導(dǎo)的冷空氣南下偏弱有關(guān)。地面冷高壓(圖5c)中心強(qiáng)度與冷空氣偏西下型一致，中心值為1024 hPa，但中心位置有明顯的差異。冷高壓中心主要位于長(zhǎng)江中下游以北的安徽省和江蘇省等地。海南省地面溫度露點(diǎn)差超過(guò)5 ℃，空氣干燥，有較強(qiáng)的東北風(fēng)，有利于O3及其前體物輸送至海南省，本區(qū)的高溫低濕條件加劇了光化學(xué)反應(yīng)，O3濃度上升較快，污染事件發(fā)生。冷空氣偏東下型也是海南省O3污染較為常見的天氣類型之一，2015—2018年共有12 d(30%)的區(qū)域性O(shè)3污染屬于此天氣類型。

圖a高度場(chǎng)(等值線)單位為10 gpm，風(fēng)場(chǎng)單位為m·s-1;圖b相對(duì)濕度(填色)單位為%，溫度(黑實(shí)線)單位為℃，風(fēng)場(chǎng)單位為m·s-1;圖c海平面氣壓(填色)單位為hPa，溫度露點(diǎn)差(綠實(shí)線)單位為℃，地面10 m風(fēng)單位為m·s-1

2.3.3 變暖高壓脊型

變暖高壓脊型春季、秋季和冬季均有出現(xiàn)。500 hPa東亞大槽明顯偏東，槽底偏南，海南省受槽后西北氣流控制，風(fēng)速偏大(圖6a)。副熱帶高壓位置偏南，下沉氣流并不明顯。850 hPa海南省氣溫為14—16 ℃，與前兩個(gè)天氣類型一致(圖6b)。低濕中心位于山東半島以東洋面上，相對(duì)濕度中心值在30%以下。受東北氣流影響，相對(duì)濕度低值區(qū)從中國(guó)東南沿海向海南省延伸，海南省北部和東部相對(duì)濕度在64%以下。影響氣流主要從長(zhǎng)江三角洲，經(jīng)過(guò)浙江省、福建省和廣東省沿海到達(dá)海南省。長(zhǎng)江三角洲地區(qū)和珠江三角洲地區(qū)是中國(guó)著名的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，城市大氣污染問(wèn)題嚴(yán)重，海南省位于這些區(qū)域的下游方向，氣流攜帶著大量污染物會(huì)對(duì)海南省的空氣質(zhì)量造成影響。符傳博等[20]利用后向軌跡模型分析2013—2018年?？谑写髿馕廴疚餄舛瘸瑯?biāo)時(shí)段影響氣流軌跡，發(fā)現(xiàn)來(lái)自中國(guó)東南沿海氣流也會(huì)造成?？谑写髿馕廴臼录陌l(fā)生，這與本研究的結(jié)果一致。地面冷高壓從長(zhǎng)江下游東移出海，強(qiáng)度已經(jīng)明顯減弱，海南省地面溫度露點(diǎn)差為5 ℃以上，空氣干燥，東北風(fēng)風(fēng)速偏弱(圖6c)。2015—2018年共有9 d(22.5%)的區(qū)域性O(shè)3污染屬于此天氣類型。

圖a 高度場(chǎng)(等值線)單位為10 gpm，風(fēng)場(chǎng)單位為m·s-1;圖b 相對(duì)濕度(填色)單位為%，溫度(黑實(shí)線)單位為℃，風(fēng)場(chǎng)單位為m·s-1;圖c海平面氣壓(填色)單位為hPa，溫度露點(diǎn)差(綠實(shí)線)單位為℃，地面10 m風(fēng)單位為m·s-1

2.3.4 熱帶系統(tǒng)型

熱帶系統(tǒng)型主要出現(xiàn)在秋季。500 hPa西風(fēng)帶相對(duì)較為平直(圖7a)，東亞大槽槽底偏北。熱帶氣旋中心位于菲律賓呂宋島上，海南省受熱帶氣旋外圍下沉氣流影響，不利于污染物的垂直擴(kuò)散。850 hPa海南省氣溫偏高于其他3類天氣類型，為16—18 ℃(圖7b)。更高的氣溫加劇了光化學(xué)反應(yīng)，O3生成速率更大。從影響氣流上看，氣流主要從黃海海域，途經(jīng)浙江省、河南省、湖北省、湖南省、廣西地區(qū)到達(dá)海南省，海南省850 hPa為東北風(fēng)風(fēng)場(chǎng)控制，相比其他天氣型而言，東北風(fēng)的偏北分量更大。從相對(duì)濕度場(chǎng)上看，小于50%的低濕區(qū)分布與風(fēng)場(chǎng)特征基本一致，這也說(shuō)明熱帶系統(tǒng)型影響海南省O3濃度的區(qū)域相對(duì)較為偏西，特別是廣西區(qū)東部區(qū)域，其工業(yè)水平較高，空氣質(zhì)量較差[21]。從地面形勢(shì)場(chǎng)上看(圖7c)，1024 hPa高壓區(qū)位于山東半島一帶，冷高壓主體偏北，海南省海平面氣壓為1008—1010 hPa。地面溫度露點(diǎn)差在5 ℃以上，受熱帶氣旋西北側(cè)東北氣流控制。2015—2018年海南省區(qū)域性O(shè)3污染共有5 d(12.5%)屬于熱帶系統(tǒng)型，在4種天氣類型中最少。

圖a 高度場(chǎng)(等值線)單位為10 gpm，風(fēng)場(chǎng)單位為m·s-1;圖b 相對(duì)濕度(填色)單位為%，溫度(黑實(shí)線)單位為℃，風(fēng)場(chǎng)單位為m·s-1;圖c海平面氣壓(填色)單位為hPa，溫度露點(diǎn)差(綠實(shí)線)單位為°C，地面10 m風(fēng)單位為m·s-1

3 結(jié)論

(1)2015—2018年海南省共有40 d發(fā)生了區(qū)域性O(shè)3污染，發(fā)生概率為2.73%。2015年和2017年達(dá)到了13 d，發(fā)生概率為3.56%，2018年為11 d(3.01%)，2016年僅為3 d(0.82%)。區(qū)域性O(shè)3污染的天氣型分類表明，冷空氣偏西下型最多，共有14 d，占所有天數(shù)的35%，且污染較重。冷空氣偏東下型為12 d，變暖高壓脊型和熱帶系統(tǒng)型出現(xiàn)區(qū)域性O(shè)3污染天數(shù)分別為9 d和5 d。

(2)不同天氣類型下的O3污染范圍和強(qiáng)度不同。冷空氣偏西下型O3-8h濃度表現(xiàn)為北部、西部和南部偏高，中部和東部偏低的分布特征，超標(biāo)市縣共有8個(gè)。冷空氣偏東下型O3-8h濃度北部和西部偏高，中部、東部和南部偏低。變暖高壓脊型O3-8h濃度呈四周沿海高，中部山區(qū)低的分布特征，且超標(biāo)市縣O3-8h濃度值偏小。熱帶系統(tǒng)型海南省O3-8h濃度表現(xiàn)為南半部偏高，北半部偏低的分布特征。

(3)對(duì)海南省出現(xiàn)區(qū)域性O(shè)3污染的4類天氣類型診斷分析表明，500 hPa有副熱帶高壓控制，或者處于熱帶系統(tǒng)外圍下沉區(qū)；850 hPa海南省氣溫在14 ℃以上，有明顯的相對(duì)濕度低值區(qū)從中國(guó)東部向海南省延伸，受東北風(fēng)控制，風(fēng)速偏大。地面形勢(shì)場(chǎng)表現(xiàn)為冷高壓底部或者熱帶氣旋西北側(cè)，溫度露點(diǎn)差在5 ℃以上，均有利于海南省O3濃度上升，出現(xiàn)區(qū)域性O(shè)3污染天氣。