雞西市空氣污染氣象條件預報分析

張福艷 付昌

摘 要 選取2006-2010年雞西市氣象資料，包括每日的氣象要素及高空、地面和物理量場等資料，及市區4個環境監測點的環境空氣日均監測值，通過對能見度和API數值的變化開展分析，了解雞西市空氣污染現狀，選取典型重污染天氣，分析實況、環流形勢及氣象參數，選取空氣污染氣象條件預報的預報因子，建立雞西市空氣污染氣象條件預報流程。

關鍵詞 空氣污染；預報流程；能見度；黑龍江省雞西市

中圖分類號：P457；X16 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2016）15--02

雞西市是東北最大煤城、黑龍江省“四大煤城”之首，近年來，隨著經濟發展、城市迅速擴大和城市化進程加快，工業的發展以及汽車使用的日益頻繁，使得空氣質量明顯下降，這些是雞西市空氣污染的主要原因。空氣污染不僅對人體健康有影響，而且對經濟發展及投資環境影響很大。因此，為保護環境，開展對空氣污染的研究是非常重要和緊迫的。同時，空氣污染所造成的空氣質量的下降是與氣象緊密相聯系的[1]。氣象條件好則利于污染物擴散，氣象條件差則不利于污染物的擴散，容易造成污染物積聚，從而形成污染天氣。

1 資料與方法

1.1 研究區自然條件

雞西市位于黑龍江省東南部，三面環山，地形復雜，屬于中溫帶大陸性季風氣候區，春季易旱多大風，夏季短促雨水集中，秋季驟冷易凍害，冬季寒冷漫長且干燥。

1.2 資料

本論文選取了2006-2010年雞西市氣象資料，包括每日的氣象要素及高空、地面、物理量場等資料，以及市區4個環境監測點的環境空氣日均監測值，監測項目為PM10、SO2和NO2，對其開展分析，了解雞西市空氣污染現狀，分析冬季逆溫天氣對空氣污染的影響，氣候平均值采用1981-2010年資料計算。

1.3 研究思路

本文通過了解地形、氣候條件、污染源等各方面條件，分析雞西市污染現狀及趨勢。通過對本站的歷史氣象資料和大氣監測資料開展分析，研究氣象條件對空氣污染的影響，建立空氣污染氣象條件預報流程和指標。

2 大氣污染現狀分析

2.1 污染與地形

雞西市周邊地形，緊鄰市區的南北方向的山地海拔均較高，雞西市區位于東西方向的谷地之中，常年主導風向為西風，受山體的阻擋，在出現靜小風、逆溫或熏煙等氣象條件時，污染物難以向外擴散傳輸，容易在谷底的市區周圍形成嚴重的空氣污染[2]。

2.2 污染現狀

雞西市各測點的PM10和SO2年均濃度基本均處一、二級標準限值之間，PM10的占標率稍高，NO2年均濃度基本滿足一級標準，其主要污染物排序為PM10>SO2>NO2，污染類型仍主要為煤煙型大氣污染。總的來講，隨著近年來節能減排和城市改造的進展，PM10的濃度呈現逐年下降趨勢，SO2和NO2略有下降基本持平。其中環保局測點的SO2和NO2濃度有逐年升高的趨勢，其原因可能與近年來中心城區的人口和機動車增長有關。

2.3 污染成因

污染濃度明顯呈現秋冬高、春夏低的特點：一是由于供熱時段內，供熱排放源市是雞西市區最主要污染源；二是雞西市秋冬季氣溫低、氣壓高、降水稀少、氣候干燥、風速較小、日照時數少、大氣層結穩定、大氣逆溫出現頻率以及強度較高，大氣污染物不易稀釋和沉降，致使大氣中總懸浮顆粒物、S02、NOx等污染物大量堆積[3]。

3 空氣污染的氣象條件分析

3.1 逆溫

由于逆溫時的大氣狀態十分穩定，因此在逆溫層內大氣垂直運動很難發展。當大氣出現逆溫層時，處于逆溫層中的煙、塵和水汽凝結物因不易擴散將會造成大量堆積使能見度變壞，空氣質量惡化，嚴重時甚至可能形成污染事件。分析表明，在污染源排放量一定的情況下，低空逆溫層厚度、逆溫層底高、逆溫層頂底溫差與大氣中污染物濃度有顯著的統計關系，而與逆溫層中的逆溫強度統計關系不顯著。

3.2 風速

一直維持風速較小或靜風狀態，是典型的靜穩天氣，導致污染物的持續積累和污染天氣的形成和發展。

3.3 濕度

相對濕度，和大氣穩定度有關，高濕常與逆溫和穩定空氣相伴。

3.4 氣溫

當日的最高氣溫與最低氣溫 ，與大氣穩定度有關，常反映混合層高度。

3.5 降水

當日的降水量，反映天氣狀況和大氣的沖刷情況。

4 環流形勢分析及典型天氣模型

秋冬季雞西市常受蒙古高壓控制，受干冷空氣影響。在此天氣形勢下，風的垂直切變小，低層風速也偏小，近地面低空常為靜風或微風，大氣穩定度加強，空氣水平擴散條件差；而且夜間的輻射降溫強，通常在近地面形成逆溫層，雞西市冬季出現輻射逆溫的平均日數占總天數的80%以上；降溫的同時也增大了空氣的相對濕度，溫度露點差減小，容易凝結形成霧；在形成霧的條件中，氣溫越低，空氣中所能容納的水汽越少，越容易形成霾，它們常常相伴而生；同時，霧霾削弱了地面的短波輻射增溫，有利于逆溫層的維持，容易出現污染天氣。

4.1 冷高壓

在地面圖上多表現為受冷高壓控制，冷高壓主體向南或南東南方向移動，雞西市處于強大冷高壓的前部。此外，受地面冷高壓中心控制。地面冷高壓位于貝加爾湖東部且自西北向東南方向移入黑龍江省，冷高壓中心多位于黑龍江省中部地區，冷高壓中心強度一般在1 040 hPa以上，其所控制的地區天空晴朗，風速小。

4.2 暖低壓

在暖空氣流移到冷的地面上時形成的。在850 hPa圖上表現為有很強的暖平流，地面則處于低壓前部，此時天空云量多或有微弱降水，氣溫較低，當高空有強暖平流移來時形成較強逆溫。

5 預報流程

了解環保局發布的實況監測資料；分析環流形勢是否為典型的污染天氣環流形勢；本站天氣現象，污染天氣多伴有霧霾等穩定性天氣現象；逆溫，計算850 hPa以下各層的逆溫；物理量，如850 hPa垂直速度變現為弱的輻合、輻散，使逆溫加劇；分析氣象要素變化和氣象要素預報，表現為升溫、降壓、小風，24 h變壓為負或變化不大；結合省局模式產品制作預報。

6 結語

1）氣壓變化小，氣溫變化小，風速小等氣象要素有利于污染天氣的出現及其維持。隨著降水的產生，風力的加大，逆溫的破壞、氣溫的變化都能有利于污染天氣減弱或消散。

2）在統計分析歷史資料的基礎上，對典型污染天氣過程進行總結分析和機理研究，建立我局空氣污染氣象條件預報流程，更好的開展空氣污染的預測預警服務。

參考文獻

[1]寧海文.西安市大氣污染氣象條件分析及空氣質量預報方法研究[D].南京：南京信息工程大學，2006.

[2]龐博.哈爾濱市冬末逆溫_大氣穩定度與大氣污染概率關系[J].黑龍江氣象，2011（6）：7-9.

[3]孫銀川.銀川市空氣污染特征分析及其預報方法的研究[D].南京：南京信息工程大學，2007.

（責任編輯：趙中正）