大城市霧霾預報業(yè)務制約因素分析

苗傳海++鄭石++李宗昊

摘要 分析霧霾出現(xiàn)原因及影響因子，并針對霧霾的危害進行闡述，同時列舉遼寧省霧霾預報業(yè)務現(xiàn)狀并進行分析，總結(jié)制約因素，并從監(jiān)測、評價、控制等角度闡釋霧霾防治策略。

關(guān)鍵詞 大城市；霧霾；危害；預報業(yè)務；制約因素；遼寧省

中圖分類號 P427.1+22 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）02-0226-01

近年來，隨著城市化進程的不斷加快，霧霾也愈來愈嚴重。大霧天氣空氣質(zhì)量差，人們長時間處于霧天中，會引起各類疾病的產(chǎn)生。霧霾天氣是一種大氣污染狀態(tài)，其主要污染源為PM2.5（空氣動力學直徑≤2.5 μm的顆粒物），由于它能被肺吸收并進入血液，主要分布在近地面、對流層，與人們的生活息息相關(guān)。大城市霧霾預報對國家防災減災、重大社會活動和精細化天氣預報不可或缺，霧霾的天氣監(jiān)測、分析和機理研究也是氣象預報的重要基礎(chǔ)[1]。近年來，各國氣象學者陸續(xù)開展對于霧霾天氣的研究，雖然已經(jīng)取得了一些進展，但與社會發(fā)展的迫切需求相比還有一定差距[2]。

1 霧霾出現(xiàn)原因及影響因子

一是人為因素。工業(yè)生產(chǎn)、機動車尾氣排放、冬季取暖燒煤、建筑工地和道路交通產(chǎn)生的揚塵、家庭裝修產(chǎn)生的粉塵等導致大氣中的顆粒物（包括粗顆粒物PM10和細顆粒物PM2.5）濃度增加，是霧霾產(chǎn)生的重要因素。二是氣候因素。①城市高樓增加了靜風現(xiàn)象，不利于大氣中懸浮微粒的擴散稀釋，容易在城區(qū)和近郊區(qū)周邊積累；②垂直方向上出現(xiàn)逆溫。逆溫層好比一個鍋蓋覆蓋在城市上空，這種高空氣溫比低空氣溫更高的逆溫現(xiàn)象，使大氣層低空的空氣垂直運動受到限制，空氣中懸浮微粒難以向高空飄散而被阻滯在低空和近地面；③空氣中懸浮顆粒物和有機污染物的增加[3-4]。

2 霧霾的危害

一是人體危害。由于霾中細小粉粒狀的飄浮顆粒物直徑一般在0.01 μm以下，可直接通過呼吸系統(tǒng)進入支氣管，甚至肺部，因此造成的疾病主要集中在呼吸道疾病、腦血管疾病、鼻腔炎癥等病種上。同時，灰霾天氣時，氣壓降低，空氣中可吸入顆粒物驟增，空氣流動性差，有害細菌和病毒向周圍擴散的速度變慢，導致空氣中病毒濃度增高，疾病傳播的風險很高。二是交通危害。霧霾天氣時，由于空氣質(zhì)量差，能見度低，易引起交通阻塞，發(fā)生交通事故。三是環(huán)境危害。霧、霾會使空氣質(zhì)量下降，影響生態(tài)環(huán)境，給人體健康帶來較大危害。

3 霾預報對觀測資料的依賴性分析

霾是由于氣溶膠污染物濃度較高而造成的能見度較低的天氣現(xiàn)象。數(shù)值預報除了需要考慮氣溶膠及其前體物的排放、氣粒轉(zhuǎn)化過程、氣溶膠的輸送和沉降以及很多細微的物理化學過程，還要考慮水汽的影響，在預報出顆粒物濃度的基礎(chǔ)上計算出顆粒物和水汽導致的能見度變化。大氣中產(chǎn)生霧霾天氣現(xiàn)象的原因有3個：在水平方向上靜風現(xiàn)象增多；垂直方向上出現(xiàn)逆溫；空氣中懸浮顆粒物增加，因而如果缺乏污染物時空變化過程的數(shù)據(jù)支撐，會無法闡釋區(qū)域性污染的形成過程、表征特征、送輸影響及變化趨勢，故通過應用大氣顆粒物激光雷達、氣體成分拉曼雷達、風廓線雷達、溫濕度雷達等地基遙感遙測設(shè)備來實現(xiàn)區(qū)域性大氣復合污染預警應急十分必要。

4 遼寧省內(nèi)霧霾預報布網(wǎng)情況

遼寧省建有62個國家級自動站，1 547個區(qū)域自動站，基本形成了15 km×15 km網(wǎng)格的大氣水平觀測系統(tǒng)，能夠獲取大氣復合（灰霾）污染近地面表征數(shù)據(jù)，滿足霧霾預報對氣象觀測數(shù)據(jù)因子的提取要求。在遼寧省內(nèi)將建設(shè)15個用于觀測PM10、14個用于觀測PM2.5和PM1.0的大氣成分監(jiān)測站點及5套黑碳儀和58套能見度儀，可以對空氣中近地面層的懸浮物顆粒濃度進行定量觀測。在遼寧省觀測站點的布局情況、縱向觀測數(shù)據(jù)、垂直廓線資料存在不足，為此在原有基礎(chǔ)上引進了新固定式、移動式風廓線雷達以及在遼寧鐵嶺、營口、阜新、朝陽等4個地級市建設(shè)高空放球站用于解決高空霧霾探測數(shù)據(jù)密度問題。在“十三五”規(guī)劃中將引進激光雷達、毫米波雷達、微波輻射計等霧霾探測緊密儀器。

5 改進方法及建議

一是提高觀測站網(wǎng)的布局合理性，完善現(xiàn)有觀測手段。二是通過標準及區(qū)域聯(lián)防，提高霧霾治理水平。污染物排放和氣象條件是霧霾形成的2個重要因素，需建立氣象與環(huán)保部門的區(qū)域聯(lián)防聯(lián)動機制，通過合作提高霧霾天氣的檢測、預報質(zhì)量。三是適應國家發(fā)展形勢的要求，轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，減少污染物排放[4]。四是完善氣象標準體系設(shè)計，加強標準制定和實施，推進大氣污染治理。五是出臺《大氣污染物綜合排放標準》等一系列地方性強制性標準及《霾的觀測判識》《霾的預報和預警》等行業(yè)標準，形成國內(nèi)最嚴格的大氣污染治理地方環(huán)保標準[5-7]。

6 參考文獻

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[7] 王躍思，姚利，劉子銳，等.京津冀大氣霾污染及控制策略思考[J].中國科學院院刊，2013（3）：353-363.