我国大中型城市秋冬季节雾霾天气污染特征与成因分析

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1、环境与持续发展2013年第1期ENVIRONMENTANDSUSTAINABLEDEVELOPMENTNo.1，2013我国大中型城市秋冬季节雾霾天气污染特征与成因分析潘本锋汪巍李亮李健军王瑞斌(中国环境监测总站，北京100012)【摘要】雾霾天气是我国中东部地区秋冬季节的常见天气现象，通过对雾霾天气发生时大气相对湿度、风速、气温等气象要素以及PM2.5质量浓度等环境要素的变化特征分析，表明雾霾天气是由气象要素和环境要素共同作用形成的。较高的相对湿度和静风是雾霾天气形成的基本气象条件，在此条件下容易使空气中水汽出现过饱和而凝结成雾;另一方面容易使颗粒物迅速累积

2、，由于颗粒物对可见光的散射消光作用，造成能见度下降，则形成霾污染。【关键词】雾;霾;气象要素;PM2.5;成因中图分类号:X831文献标识码:A文章编号:1673－288X(2013)01－0033－041前言雾和霾是一种自然天气现象，在气象科学领域，主要依据水平能见度和环境相对湿度，对雾和霾进行定义和区分，《地面气象观测规范》中对雾的描述为“大量微小水滴浮游空中，常呈乳白色，有雾时水平能见度小［1］于1.0千米”，《霾的观测和预报等级》中对霾的定义为“大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使水［2］平能见度小于10km的空气普遍浑浊现象”。目前国内外多用相对

3、湿度来界定雾与霾，相对湿度大于90%［3］是雾，低于90%是霾。每年秋冬季节是我国北方地区和中东部地区雾、霾天气频发的季节，雾霾天气期间，能见度较差，空气质量明显下降，给人们的交通出行、生产生活、以及身体健康造成严重的不良影响。研图12011年10月8日大雾落区预报图究发现，雾霾天气的频发除了与气象因素有关外，还与(源自中央气象台网站)大气污染等因素有关，本文以北京市2011年秋季一次典型雾霾天气现象为例，研究了雾霾天气期间，大气中此本文同样以能见度的变化来表征雾霾天气的产生和消颗粒物浓度、气象参数等关键指标的特征和变化规律，退，对北京市此次雾霾天气发生过程中

4、，大气相对湿分析了我国大中型城市雾霾天气的成因。度、风速、气温等气象要素的变化特征进行分析。2.2.1雾霾天气期间大气相对湿度变化特征分析2雾霾天气期间气象要素与环境要素特征分析位于北京市朝阳区立水桥附近的中国环境监测总站2.1典型雾霾天气事件回顾大气监测实验室监测结果显示，此次雾霾天气发生过程2011年国庆节后第一天，我国中东部大部分地区中，能见度从10月6日0时的11976m逐步下降至10被秋雾围困，局部地区甚至出现了能见度不足200米的月8日23时的1452m，在能见度下降过程中，大气相浓雾，中央气象台于10月8日18时发布了当年秋季首对湿度呈现出显著上

5、升趋势，从10月6日的34.7%逐个大雾蓝色预警(见图1)。此次大雾天气从10月8日步上升到10月8日的80.5%。大气相对湿度随能见度开始一直持续到10月12日，给人们的交通出行造成严变化情况见图2。将能见度与相对湿度进行相关回归分2重影响。析，相关系数R为0.7367，能见度与相对湿度呈显著2.2雾霾天气期间气象要素变化特征分析负相关，能见度随相对湿度的增大而下降。回归分析结在气象科学领域主要用能见度来辨识雾霾天气，因果见图3。作者简介:潘本锋，硕士，高级工程师，研究方向为环境监测与管理·34·环境与可持续发展2013年第1期图2能见度随相对湿度变化情况图

6、4能见度随风速变化情况图3能见度与相对湿度回归分析结果图5能见度与风速回归分析结果2.2.2雾霾天气期间风速变化特征分析此次雾霾天气发生过程中，能见度从10月6日0时的11976m逐步下降至10月8日23时的1452m，在能见度下降过程中，风速总体上呈显著下降趋势，从10月6日0时的3.4m/s下降到10月8日23时的0.9m/s。风速随能见度变化情况见图4。将能见度与风2速进行相关回归分析，相关系数R为0.2787，能见度与风速呈显著正相关，能见度随风速的下降而下降，回归分析结果见图5。2.2.3雾霾天气期间气温变化特征分析此次雾霾天气发生过程中，10月6日

7、平均能见度为10291m，随后逐步开始下降，至10月9日平均能见度下降至1848m，随后又逐步上升，至10月14日平均能见度回升至12767m，标志着此次雾霾天气过程结束。同期气图6能见度随温差变化情况温观测结果显示，在此次雾霾天气过程中，每日温差变化与能见度基本呈相反的变化趋势。温差随能见度变化能见度下降过程中，大气中PM2.5质量浓度则呈现出3情况见图6。将日平均能见度与温差进行相关回归分析，显著上升趋势，从10月6日0时的16mg/m逐步上升23相关系数R为0.1176，能见度与温差呈负相关，能见度到10月8日23时的293mg/m。PM2.5质量浓度随

8、能随温差的增大而下降，回归分析结果见图