2004—2013年撫順地區霾日數與氣象因素變化規律分析

沈斌+李俊樂+鄭國偉

摘要 利用2004—2013年撫順市地面氣象觀測資料，對撫順地區霾天氣的變化規律、氣象要素特征及其成因進行了分析。結果表明，近10年來撫順市霾日數整體呈下降趨勢，但波動性較強，近3年來霾日數有上升趨勢；霾日各月差異較大，年內基本呈單谷型分布，冬季為霾現象多發季節，夏季霾出現概率最小；隨著日均相對濕度的逐漸增大，霾現象出現幾率也呈增大趨勢；西南風向和偏西風向以及日平均風速≤2.5 m/s更有利于霾的產生。

關鍵詞 霾；影響因子；相對濕度；風；遼寧撫順；2004—2013年

中圖分類號 P427.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）23-0226-01

霾也稱灰霾，是由于大氣中懸浮了許多非常小的顆粒，造成能見度急劇下降，通常使能見度下降到小于10.0 km，同時可以使光線發生漫反射，使得物體顏色偏黃或偏藍[1]。而且，霾發生時，大量的微小顆粒會引發呼吸道疾病[2]。同時，霾發生時由于水平能見度急劇下降，會引發大量的交通事故，以及引發航班等大范圍延誤[3]。因此，霾天氣已成為最受人們關注的災害性天氣之一[4]。

撫順市作為東北地區最早建設的工業基地，多年來大氣環境污染嚴重的問題也十分突出，尤其是近年來霾天氣現象逐漸增多。然而，撫順地區對于霾的相關研究尚未系統開展。因此，本文在對撫順市霾天氣分布特征分析基礎上，著重于對其影響的環境氣象要素進行探討，以期對當地灰霾天氣發生發展有更加深入的了解，為今后灰霾天氣預報預警提供參考。

1 資料與方法

根據中國氣象局《霾的觀測和預報等級》（2010年）規范，本文選取撫順市2004—2013年的逐日地面常規氣象觀測資料（包括8：00、14：00和20：00的天氣現象、逐日相對濕度、風向、風速和本站氣壓等），當相對濕度<80%，水平能見度<10 km，同時除去發生雪暴、揚塵、降雨等天氣外，記為一個霾日。春、夏、秋、冬各季節分別定為3—5月、6—8、月、9—11月、12月至次年2月。

2 結果與分析

2.1 霾天氣特征

2.1.1 年際變化特征。通過分析可知，撫順地區近10年來，年平均霾現象日數為50.2 d，最多霾現象日數發生在2005年，為127 d。最少霾現象日數發生在2007年，為23 d。其他年份在28～68 d波動變化。10年間霾現象日數整體呈下降趨勢，但波動性較強。值得注意的是，2011—2013年霾現象日數有上升趨勢。

2.1.2 月際變化特征。撫順地區是一個霾發生較頻繁的地區，但不同月份發生的次數存在較大的不同，夏季的8月發生的次數最少，僅有1.7 d。其次為10月，為2 d。隨著進入冬季，霾日數開始增加，12月開始發生的次數較多，平均為7 d，并在第2年的1月達到最大值，平均為9.1 d，進入3月后開始迅速減少。

2.1.3 季節變化特征。由表1可知，2004—2013年期間霾日發生次數較多，平均每年有50.2 d。一年四季中，霾日發生最多的季節是冬季，為22.3 d，占全年霾日的44.42%；春季略低，為11.8 d，占全年的23.50%；夏季和秋季相差不大，分別占16.14%和15.94%。

分析得出，撫順市作為東北典型重工業城市，除當地化工廠、鋼廠等嚴重污染源穩定排放外，冬季集中取暖燃煤量排放物的增多均為霾現象形成提供了豐富的載體[5]。而冬季逆溫天數的增多及強度的增大[6]對大氣對流運動起到了阻礙作用，不利于城市近地面層污染物的擴散[7]，為霾的產生和維持發展提供了有利的層結條件[8]。另外，有研究指出，同降雨相比，降雪對空氣中的粉塵等細小顆粒捕獲稀釋作用非常微弱[9]。因此，冬季降雪對大氣中污染物的清理作用非常有限，這也是造成撫順地區冬季霾多發的因素之一。而撫順地區春節雨水較豐沛，對細小顆粒的捕獲能力較強，導致空氣中形成霾的小顆粒數目急劇下降，同時春季大風天數較多，擴散作用明顯，因而使得霾日減少[10]。

2.2 氣象要素特征

2.2.1 相對濕度對霾的影響。通過分析撫順地區的相對濕度對霾的影響發現，濕度對于霾發生呈正相關關系，隨著濕度增加，霾日發生的概率增大。當日平均相對濕度為60%～65%時，霾發生的幾率最大；當日平均相對濕度<30%時，撫順地區基本上沒有霾日出現；相對濕度<45%的時候，霾發生的概率為6.94%，相對也較小。當相對濕度在65%～80%之間時，霾發生的概率也非常大；相對濕度>80%時為霧，此處不進行討論。

2.2.2 風向、風速對霾的影響。霾天氣的出現與風向有著密切的聯系。通過分析2004—2013年撫順市霾天氣過程風向頻率分布情況可知，撫順市出現霾天氣時，近地面主導風向為WSW、SW和W，均在17%以上。其中，WSW比例最高，為21.2%。因此，撫順地區風向為WSW時，出現霾天氣可能性最大。在近地面主導風向為N時，霾天氣形成概率較低。這主要是因為偏北風常常攜帶冷空氣南下，強冷空氣有利于大氣中污染物質的及時清除，不利于霾天氣的形成。另外，值得注意的是霾天氣在風向為SE時未有發生。原因可能是撫順地區由于受地形影響，冬季近地面風向以N或NW為主，夏季風向以S或SW為主，全年風向以SE或E為主導的情況非常少。因此，霾天氣大規模發生時風向為SE或E十分少見。

除了風向外，霾天氣的出現還需要一定的風速條件。撫順市發生霾天氣時的日平均風速主要在2.5 m/s以下，所占比例高達88.4%。可見，風速≤2.5 m/s（2級以下）時，最有利于霾天氣的形成。當風速大于2.5 m/s時，也有霾天氣發生，但隨著風速的增大，霾現象發生概率迅速減小。風速越小，發生霾天氣的概率越大，這表明地面風場是霾天氣形成的重要條件。近地層長時間的小風速，大氣污染物的傳輸和擴散能力弱，從而為霾的形成創造條件。隨著風速增大，大氣平流輸送能力及垂直湍流能力均增強，大氣中污染物和氣溶膠不易堆積，不利于霾的形成。

3 結論

（1）近10年來撫順地區霾日數整體呈下降趨勢，但波動性較強。霾日數最多發生在2005年，為127 d。最少日數發生在2007年，為23 d。最近3年撫順地區霾現象日數有上升趨勢。

（2）撫順地區四季均有霾現象出現，各月差異較大，全年基本呈單谷型分布。最高值出現在1月，達9.1 d，最低值出現在8月，僅1.7 d。霾日數最多出現于冬季，春季次之，秋季略低，夏季所占比例最低。冬季是霾最易發生的季節，這是秸稈和燃煤焚燒使得大氣污染物的集聚及季節變化使得大氣層結穩定等綜合作用的結果。

（3）隨相對濕度逐漸增大，撫順地區霾現象出現幾率呈增大的趨勢。日均相對濕度<30%時，幾乎未有霾現象發生。霾天氣發生時，近地面主導風向為SW、WSW及W。風速越小，發生霾天氣的概率越大，當風速≤2.5 m/s（2級以下）時，最有利于霾天氣的形成。

4 參考文獻

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