1961—2014年濟(jì)南市霾日數(shù)變化特征分析

劉樹峰+蘇軼+牛其祥

摘要 為了提高霾預(yù)測預(yù)報(bào)水平，利用濟(jì)南市區(qū)國家級(jí)地面氣象觀測站1961—2014年的逐日觀測資料，采用線性傾向估計(jì)方法擬合霾日數(shù)的變化趨勢對其進(jìn)行分析，并使用設(shè)定的霾日數(shù)異常評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對霾日數(shù)異常情況進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，1961—2014年濟(jì)南霾日數(shù)年際變化呈現(xiàn)增多的趨勢，濟(jì)南霾日數(shù)變化線性傾向率為8.85 d/10年。平均霾日數(shù)為35 d；最少霾日數(shù)2 d，出現(xiàn)在1961年；最多霾日數(shù)112 d，出現(xiàn)在2014年；偏少年數(shù)為9年，正常年數(shù)為39年，偏多年數(shù)為1年，顯著偏多年數(shù)為2年，異常偏多年數(shù)為3年；濟(jì)南霾日數(shù)四季變化均呈現(xiàn)增多的趨勢，濟(jì)南霾日數(shù)冬季變化線性傾向率為2.563 d/10年，冬季為霾日數(shù)四季中變化最明顯的季節(jié)；濟(jì)南霾日數(shù)夏季變化線性傾向率為1.98 d/10年，夏季為霾日數(shù)四季中變化最緩慢的季節(jié)。

關(guān)鍵詞 霾日數(shù)；年際變化；四季變化；山東濟(jì)南；1961—2014年

中圖分類號(hào) P427.1+22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）12-0208-03

Abstract In order to improve the forecast level of haze，based on the daily meteorological data of Jinan National Surface Meteorological Observation Station during 1961-2014，the change trend of haze days was analyzed used the linear trend estimation method，and abnormal conditions of haze days were assessed by using the anomaly evaluation criterion. The results showed that there were decreasing trends for annual change from 1961 to 2014 with a linear tendency rate of 8.85 d per 10 years. The annual average haze days were 35 days. The minimum value was 2 days appeared in 1961，and the maximum value was 112 days appeared in 2014. There were 9 years which were less than average days，39 years which were normal，1 year which was more than average days. There were 2 years which were significantly more than average days，3 years which were obviously more than average days. The seasonal variation of Jinan City showed an obvious increasing trend. The linear trend rate of haze days in winter of Jinan City was 2.563 d per 10 years，and haze days change in winter was the most obvious. The linear trend rate in summer of Jinan City was 1.98 d per 10 years，and haze days change in summer was the slowest.

Key words haze days；annual variation；seasonal variation；Jinan Shandong；1961-2014

霧和霾都是近地面層中常見的視程障礙現(xiàn)象，且近年來霧和霾的頻繁出現(xiàn)嚴(yán)重影響了人們的生產(chǎn)生活[1]。霾是大量極細(xì)微的干塵粒等均勻浮游在空中，使水平能見度<10.0 km的空氣普遍渾濁現(xiàn)象[2]。霾包括空氣中的灰塵、硫酸與硫酸鹽、硝酸與硝酸鹽、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘Ｗ映煞郑哂兄匾目諝赓|(zhì)量指示意義[3]。

近年來，關(guān)于霾天氣的分析，國內(nèi)外學(xué)者已有一些研究，在其氣候特征和成因方面，取得許多很有意義的研究成果[4-19]。丁一匯等[20]、吳 兌等[21]對中國霧霾長期變化特征進(jìn)行研究，指出中國年霾日數(shù)呈明顯上升趨勢。張 立等[22]對東營地區(qū)霧霾變化特征的研究指出，1981—2015年東營霾日數(shù)呈現(xiàn)先減少、近年來直線上升的趨勢，霾多發(fā)生在深秋至次年春季，近年來夏季也有增多的趨勢。張金超等[23]對南安市近30年霧霾變化特征分析進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，霾隨季節(jié)變化也較明顯，冬季較多，春秋季次之，夏季較少，霾在2000年之后出現(xiàn)一個(gè)較高的峰值。在國內(nèi)外學(xué)者研究的基礎(chǔ)上，對濟(jì)南市霾日數(shù)變化特征進(jìn)行分析研究，揭示其變化規(guī)律，為濟(jì)南霾天氣的預(yù)警預(yù)報(bào)提供科學(xué)依據(jù)，以便更好地對交通運(yùn)輸和人們?nèi)粘；顒?dòng)進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)。

1 資料與方法

1.1 資料來源

所用資料來自濟(jì)南市區(qū)國家級(jí)地面氣象觀測站1961—2014年的逐日觀測資料，以北京時(shí)間20：00為日界，即一個(gè)氣象日為前一日20：00至本日20：00。能見度<10 km，相對濕度70%，排除降水、沙塵暴、揚(yáng)沙、浮塵、煙幕、吹雪、雪暴等天氣現(xiàn)象造成的視程障礙，記為一個(gè)霾日。四季劃分以3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12月至次年2月為冬季[24]。

1.2 分析方法

采用線性傾向估計(jì)方法擬合霾日數(shù)的變化趨勢，對其進(jìn)行分析，并計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)差；結(jié)合霾日數(shù)距平與標(biāo)準(zhǔn)差的倍數(shù)關(guān)系，設(shè)定霾日數(shù)異常評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以此標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)霾日數(shù)異常情況。

1.3 霾日數(shù)異常評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

參照中國氣象局《全國氣候影響評(píng)價(jià)》[24]的評(píng)價(jià)氣溫異常標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)霾日數(shù)距平與標(biāo)準(zhǔn)差（S）的倍數(shù)關(guān)系，設(shè)定霾異常評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（表1）。

2 結(jié)果與分析

2.1 霾日數(shù)年際變化

由圖1可以看出，1961—2014年濟(jì)南霾日數(shù)年際變化呈現(xiàn)增多的趨勢，濟(jì)南霾日數(shù)變化線性傾向率為8.85 d/10年。平均霾日數(shù)為35 d；最少霾日數(shù)2 d，出現(xiàn)在1961年；最多霾日數(shù)112 d，出現(xiàn)在2014年；標(biāo)準(zhǔn)差為24.2 d，按照設(shè)定的異常評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，偏少年數(shù)為9年，異常偏少年數(shù)和顯著偏少年數(shù)為0，正常年數(shù)為39年，偏多年數(shù)為1年，顯著偏多年數(shù)為2年，異常偏多年數(shù)為3年。

2.2 霾日數(shù)四季變化

2.2.1 春季霾日數(shù)變化。由圖2和表2可以看出，1961—2014年濟(jì)南霾日數(shù)春季變化呈現(xiàn)增多的趨勢，濟(jì)南霾日數(shù)春季變化線性傾向率為2.192 d/10年。春季平均霾日數(shù)為13 d，為四季平均霾日數(shù)中最多的季節(jié)；最少霾日數(shù)1 d，分別出現(xiàn)在1961年和1963年；霾日數(shù)最多為29 d，出現(xiàn)在2014年。按照設(shè)定的異常評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，偏少年數(shù)為9年，正常年數(shù)為38年，偏多年數(shù)為2年，顯著偏多年數(shù)為3年，異常偏多年數(shù)為2年。

2.2.2 夏季霾日數(shù)變化。由圖3和表2可以看出，1961—2014年濟(jì)南霾日數(shù)夏季變化呈現(xiàn)增多的趨勢，濟(jì)南霾日數(shù)夏季變化線性傾向率為1.98 d/10年。夏季為霾日數(shù)四季中變化最緩慢的季節(jié)。夏季平均霾日數(shù)為4 d；有12年夏季霾日數(shù)為0 d；霾日數(shù)最多為24 d，出現(xiàn)在2013年。按照設(shè)定的異常評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，正常年數(shù)為48年，偏多年數(shù)為2年，顯著偏多年數(shù)為1年，異常偏多年數(shù)為3年。

2.2.3 秋季霾日數(shù)變化。由圖4和表2可以看出，1961—2014年濟(jì)南霾日數(shù)秋季變化呈現(xiàn)增多的趨勢，霾日數(shù)秋季變化線性傾向率為2.114 d/10年。秋季平均霾日數(shù)為4 d；有13年秋季霾日數(shù)為0 d；霾日數(shù)最多為20 d，出現(xiàn)在2014年。按照設(shè)定的異常評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，正常年數(shù)為50年，偏多年數(shù)為1年，異常偏多年數(shù)為3年。

2.2.4 冬季霾日數(shù)變化。由圖5和表2可以看出，1961—2014年濟(jì)南霾日數(shù)冬季變化呈現(xiàn)增多的趨勢，濟(jì)南霾日數(shù)冬季變化線性傾向率為2.563 d/10年。冬季為為霾日數(shù)四季中變化最明顯的季節(jié)。冬季平均霾日數(shù)為12 d；有5年冬季霾日數(shù)為0 d；霾日數(shù)最多為39 d，出現(xiàn)在2013年。按照設(shè)定的異常評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，偏少年數(shù)為9年，正常年數(shù)為37年，偏多年數(shù)為6年，異常偏多年數(shù)為2年。

3 結(jié)論

（1）1961—2014年濟(jì)南霾日數(shù)年際變化呈現(xiàn)增多的趨勢，濟(jì)南霾日數(shù)變化線性傾向率為8.85 d/10年。平均霾日數(shù)為35 d；最少霾日數(shù)為2 d，出現(xiàn)在1961年；最多霾日數(shù)為112 d，出現(xiàn)在2014年。按照設(shè)定的異常評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，偏少年數(shù)為9年，正常年數(shù)為39年，偏多年數(shù)為1年，顯著偏多年數(shù)為2年，異常偏多年數(shù)為3年。

（2）1961—2014年濟(jì)南霾日數(shù)四季變化均呈現(xiàn)增多的趨勢；濟(jì)南冬季霾日數(shù)變化線性傾向率為2.563 d/10年。冬季為霾日數(shù)四季中變化最為明顯的季節(jié)。濟(jì)南夏季霾日數(shù)變化線性傾向率為1.98 d/10年。夏季為霾日數(shù)四季中變化最緩慢的季節(jié)。

（3）1961—2014年濟(jì)南春季平均霾日數(shù)為13 d，夏季和秋季平均霾日數(shù)均為4 d。在四季平均霾日數(shù)中，春季是最多的季節(jié)，冬季次之，夏季和秋季是最少的季節(jié)。

（4）1961—2014年濟(jì)南春季霾日數(shù)偏少年數(shù)為9年，正常年數(shù)為38年，偏多年數(shù)為2年，顯著偏多年數(shù)為3年，異常偏多年數(shù)為2年；濟(jì)南夏季霾日數(shù)正常年數(shù)為48年，偏多年數(shù)為2年，顯著偏多年數(shù)為1年，異常偏多年數(shù)為3年；濟(jì)南秋季霾日數(shù)正常年數(shù)為50年，偏多年數(shù)為1年，異常偏多年數(shù)為3年；濟(jì)南冬季霾日數(shù)偏少年數(shù)為9年，正常年數(shù)為37年，偏多年數(shù)為6年，異常偏多年數(shù)為2年。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 呂相娟，盧振禮，胡峰，等.1981—2014年日照市霧霾氣候特征分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2015，31（23）：198-201.

[2] 盛裴軒，毛節(jié)泰，李建國，等.大氣物理學(xué)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2003：299-322.

[3] 吳兌.關(guān)于霾與霧的區(qū)別和灰霾天氣預(yù)警的討論[J].氣象，2005，31（4）：3-7.

[4] 孫芳芳，王榮，王偉紅.雙鴨山1971—2013年霧、霾氣候特征分析[J].林業(yè)勘查設(shè)計(jì)，2015，43（1）：58-61.

[5] 劉和平，代佩玲，張青珍，等.鄭州市大氣能見度變化特征及與空氣污染的關(guān)系[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2008，31（4）：44-46.

[6] 邵振平.鄭州機(jī)場能見度變化特征及與霧的成因分析[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2014，37（1）：75-82.

[7] 周巧蘭，束炯，王堅(jiān)捍.上海地區(qū)低能見度特征分析[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2009，32（2）：26-29.

[8] 田成娟，黨永秀，祁得蘭，等.近34年青海省霧霾天氣空間特征分析[J].青海氣象，2015（2）：25-27.

[9] 祁棟林，張加昆，李曉東，等.2001—2011年西寧市空氣質(zhì)量特征及其與氣象條件的關(guān)系[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)，2014（2）：51-59.

[10] 祁慧，謝麗坤，祁鋒，等.延邊地區(qū)沙塵與霧霾天氣的危害及對策[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2015（9）：262-263.

[11] 郎紅梅，秦凱，袁麗梅，等.徐州冬季霧一霾天顆粒物粒徑及氣溶膠光學(xué)特性變化特征[J].中國環(huán)境科學(xué)，2016，36（8）：2260-2269.

[12] 原宏偉，于春艷，馬小林，等.內(nèi)蒙古東南部地區(qū)霧霾煙塵天氣的時(shí)空分布特征[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015（15）：227-229.

[13] 翁國玲，黃志剛，陳宏，等.1961—2010年平潭大霧的年際特征及霧霾環(huán)流分析[J].海洋預(yù)報(bào)，2015，32（1）：79-86.

[14] 金巍，曲巖，卞韜，等.渤海北部沿海近岸霧的特征分析[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)，2012，28（2）：40-43.

[15] 王珊，修天陽，孫揚(yáng)，等.1960—2012年西安地區(qū)霧霾日數(shù)與氣象因素變化規(guī)律分析[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2014，34（1）：19-26.

[16] 葉光營，吳毅偉，劉必桔.福州區(qū)域霧霾天氣時(shí)空分布特征分析[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2010，33（10）：114-119.

[17] 孫彧，馬振峰，牛濤，等.最近40年中國霧日數(shù)和霾日數(shù)的氣候變化特征[J].氣候與環(huán)境研究，2013，18（3）：397-406.

[18] 黃先成.近43年安陽市霧日和霾日時(shí)空特征分析[J].河南科學(xué)，2015，34（3）：397-403.

[19] 袁智生，陳濤，肖蘭，等.湖南省近43年霧霾氣候變化特征分析[J].防災(zāi)科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，17（4）：61-66.

[20] 丁一匯，柳燕菊.近50年我國霧霾的長期變化特征及其與大氣濕度的關(guān)系[J].中國科學(xué)，2014，44（1）：37-48.

[21] 吳兌，吳曉京，李菲，等.1951—2005年中國大陸霧霾的時(shí)空變化[J].氣象學(xué)報(bào)，2010，68（5）：680-688.

[22] 張立，萬文龍，王旭.東營地區(qū)霧霾變化特征及其低能見度影響因子分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2016（19）：238-242.

[23] 張金超，童華君，高習(xí).南安市近30年霧和霾變化特征分析及防御措施[J].技術(shù)與市場，2015，22（5）：293-296.

[24] 中國氣象局國家氣候中心.全國氣候影響評(píng)價(jià)[M].北京：氣象出版社，2014：42-43.