华北地区雾霾成因分析

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1、华北地区雾霾成因分析姚燕良（华北科技学院，北京东燕郊101601）摘要：2015年11月，我国华北部地区先后遭遇多次大范围持续雾霾天气，给人们生产生活造成了严重影响。分析雾霾成因和治理雾霾迫在眉睫。关键词：雾霾；大气污染；静稳天气；大气气溶胶中图分类号：TU83文献标志码：A0引言雾霾是秋冬季节常见的天气现象。雾和霾虽然同为视程障碍物，但是二者之间却有极大差别。雾—空气中的水汽凝结现象，是自然的天气现象，和人为污染不存在着必然联系；霾—指原因不明的因大量烟、尘等微粒悬浮而形成的浑浊现象。霾的核心物质是空气中悬浮的灰尘颗粒，气象学上称为气溶胶颗粒。二者可从空气湿度上进行大致判断，一般情况下

2、，相对湿度大于90%时称作雾，小于80%时称为霾，80%～90%之间则为雾霾混合物。雾和霾一天当中，角色可能发生交替，也可能在同一区域内有些地方是霾有些地方为雾。雾和霾同时存在，且区域性能见度低于10公里的空气普遍浑浊现象被称为“雾霾”天气。由于能见度的降低不仅有“积极”参与的云雾滴的作用，还有气溶胶粒子的贡献，且其中的细粒子排放主要来自人类活动，因此雾霾不是纯粹的自然现象，雾霾天气的出现是气象问题，更是环境问题。2015年11月，我国中东部地区先后遭遇多次大范围持续雾霾天气，其影响范围、持续时间、雾霾强度历史少见。雾霾天气导致空气质量和能见度下降，造成呼吸系统和过敏等疾病的发病率增加，

3、高速公路封闭，航班延误或取消，给人民群众的身体健康和生活造成严重影响。1雾霾天气成因分析2015年11月，华北地区出现多次大范围的雾霾天气过程，是由于华北地区气象条件、地形地貌和人类生产活动共同作用的结果。1.1大气环流异常导致静稳天气增多，有利于形成雾霾　　静稳天气是指当大范围近地面大气层持续或超过24h出现气压场比较均匀、静风或风速较小的天气。在静稳天气条件下，湍流受到抑制，特别是当逆温层出现时，不利于低空中的水蒸汽和颗粒物的扩散，特别容易形成雾霾天气。　　静稳天气多发季节为秋冬两季。2015年11月大气环流于往年较异常而导致静稳天气偏多，为大范围持续雾霾天气的出现提供了有利条件。1

4、1月份，由于西伯利亚地区冷高压异常偏弱，北半球西风指数较常年明显偏大，表明高空西风分量较强，环流比较平直，纬向型环流较弱，极不利于引导极地冷空气进入我国，特别是华北地区；再就是华北地区的海平面气压值较常年偏小1～5hpa（百帕），处于弱气压梯度区，地面风速不大，垂直和水平方向扰动小，静风和小风天气多，故形成持续静稳天气。根据气象局资料分析，2015年11月我国中东部大部地区稳定类天气出现的频率较常年明显偏多，其中华东地区为56.5%、华南57.3%、西南63.7%，而华北地区高达64.5%，均为为近10年最高。另外，今年华北地区暖湿气流也较往年异常，导致近地面空气湿度大，因此出现大范围持

5、续雾霾天气。1.2华北地区大气气溶胶浓度高有利于形成雾霾　　华北地区大气气溶胶浓度在全国范围来说处于较高水平，有利于催生雾霾天气的形成。大气气溶胶是指悬浮在大气中的固态和液态颗粒物的总称,主要包括沙尘、碳（有机碳和黑碳）、硫酸盐、硝酸盐、铵盐和海盐等六大类。冬季华北地区燃煤采暖、春秋季农村地区秸秆焚烧都会造成碳气溶胶的浓度明显增加。我国华北地区重工业相对比较发达，排放的二氧化硫较多，由于气温高可加速二氧化硫转化为硫酸盐，所以夏季华北地区硫酸盐气溶胶浓度较其他季节和地区都高。因城市汽车使用量大大高于农村，所以城市中硝酸盐和硫酸盐气溶胶浓度大大高于农村。气溶胶中空气动力学当量直径在10微米以

6、下的颗粒物称为PM10，2.5微米以下的称为PM2.5。Aaron利用Terra卫星遥感数据反演得到全球PM2.5浓度分布，结果表明全球大部分地区年均PM2.5浓度<10微克/立方米，而在我国华北地区则达到70-100微克/立方米，部分地区甚至>100微克/立方米，明显处于较高水平；我国PM10的浓度也远高于欧美地区。近年来，由于煤炭消耗量和机动车数量急剧增长等因素，我国气溶胶浓度不断上升。　　科学研究表明，气溶胶中PM10和PM2.5的浓度与能见度由密切的关系。有研究证明，北京地区能见度与PM10、PM2.5浓度的相关系数分别达到-0.622、-0.694，当PM10、PM2.5浓度上

7、升时，能见度将明显下降。能见度降低的主要原因是空气中颗粒物对光的散射和吸收效应，并由于散射作用减小了目标物与天空背景之间的对比度而造成。大气气溶胶中，起散射作用的主要是粒径为0.1～1微米的细粒子,对光的吸收效应几乎全部是由黑碳和含有黑碳的颗粒所引起。由此可见，气溶胶浓度对能见度的影响非常大，我国气溶胶浓度高是雾霾天气多发的主要原因，而冬季华北地区采暖燃煤释放的大量黑碳则加剧了雾霾的形成。1.3雾霾天气反作用于大气近地层迫使气流更加