云浮地區霧、霾的時空特征分析

張新新　廖水和　張瓊雄

摘 要 根據云浮市四個氣象觀測站（云浮站、羅定站、新興站、郁南站）1965—2012年的霧霾日數統計資料，采用滑動平均、線性趨勢分析等統計方法，分析云浮地區霧霾的時空變化特征。結果表明，近48 a云浮地區霧霾平均出現次數以郁南縣最多，2000年之后大值中心明顯向東南方向——云浮、新興一帶偏移；霧霾出現頻次總體呈現增加趨勢；霧霾天主要發生在冬季，最多出現在12月或1月，夏季最少，最少出現在5月或6月。另外，對2000—2012年間霾出現頻次進行分析，發現霾出現頻次最多地區是云浮市區，且主要發生冬季，1月份最多，其次為春季，夏季最少。

關鍵詞 霧霾；特征分析；區域分析；云浮市

中圖分類號：S161.5 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.27.051

隨著社會的進步、城市發展進程的加快，城市生態環境遭到了嚴重的威脅，其中空氣質量的惡化，霧霾天氣現象的增多，給人們帶來了極大的危害和不便。霧、霾是造成能見度降低的主要災害性天氣現象，對公路、鐵路、航空、航運、供電系統、農作物生長等均有重要影響，且易引發交通事故及城市空氣質量問題[1]，中國一些地區已經把霧霾天氣作為災害性天氣預警預報。霧霾，主要組成為霧和霾，但霧和霾又是兩種不同的物質，其組成成分有很大的差別。霧主要是由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統，多出現于秋冬季節，是近地面層空氣中水汽凝結或凝華的產物[2-3]。霧又分為濃霧（能見度為0.5 km以下）、霧（能見度為0.5～1 km）、輕霧（能見度為1～10 km）。霾是一種對視程造成障礙的天氣現象，中國氣象局把大量極細微的干性塵粒、煙粒、鹽粒等均勻地懸浮在空中，使水平能見度小于10 km、空氣普遍出現混濁的天氣現象稱為霾也稱灰霾（或煙霧）[4]。霾的厚度比較厚，可達到1～3 km。由于灰塵、硫酸、硝酸等粒子組成的霾，其散射較長波長的光較多，因而霾看起來呈黃色或橙灰色。一般在能見度1～10 km情況下，霧和霾較難辨別，其中，吳兌[5]認為相對濕度的限值有一個區間80%～95%，霾和霧是可以相互轉化的，根據最新的中華人民共和國氣象行業標準QX/T 113-2010規定，能見度小于10.0 km，排除降水、沙塵暴、揚沙、浮塵、煙幕、吹雪、雪暴等天氣現象造成的視程障礙，相對濕度小于80%，判識為霾。

在早期研究中，國內外學者對霧霾氣候特征以及霧和霾的劃分作了較為細致的分析[6]。陳燕等利用南陽市1971—2007年地面氣象觀測站的統計資料分析了南陽市灰霾天氣污染特征[7]，錢峻屏分析了廣東省霧霾天氣下能見度的時空分布特征等[8]。此外還有學者主要結合遙感、地理信息系統等新型技術手段，對霧、霾的物質組成、來源、污染過程及危害做過相關研究[9-12]。

據《經濟參考報》報道，氣象部門的統計數據顯示，2013年全國的霧霾平均天數已達到29.9 d，創52年來之最。

1 云浮市概況與資料來源

1.1 云浮市地理概況

云浮市位于廣東省的中西部，居西江中游以南，有“石材之鄉”的稱譽。地理位置為北緯22°22′～23°19′，東經111°03′～112°31′。東邊與肇慶市、江門市相鄰；南邊和陽江市、茂名市交界；西邊與廣西梧州市接壤；北邊靠近西江，與封開縣、德慶縣隔江相望。云浮市靠近北回歸線屬于亞熱帶季風氣候，年均溫度為26.5 ℃，年平均降水量為1 670.5 mm，年均日照時間高達1 418 h。丘陵主要是云浮市的地貌，并且云浮多沿山地邊緣發展。

1.2 資料與方法

本文所用的臺站資料是從云浮市氣象資料數據庫中提取，其中主要為云浮四個站（云浮、羅定、新興、郁南）的霧日和霾日數資料，資料時間的尺度為1965—2012統計數據，四測站基本情況見表1。其中考慮到霾日數統計時間較晚，因此這里分析的霾日數資料主要用到的是2000—2012年觀測的數據。本文中數據統計標準為：霧霾現象出現的日數為霧日和霾日數的總和，天氣現象觀測記錄有大霧，則記為一個霧日；能見度小于

10 km，相對濕度小于或者等于70%，排除降水、沙塵暴、揚沙、浮塵、煙幕、吹雪、雪暴等天氣現象造成的視程障礙，記為一個霾日[6]。本文中數據處理主要用到是線性趨勢分析法、相關性分析法、滑動T檢驗法、山本法以及Mann—Kendall突變檢驗等統計學方法。

2 霧霾時間空間變化特征

2.1 年變化特征

云浮地區1965—2012年逐年霧霾日數變化如圖1所示。由圖1可知，云浮市各測站霧霾在20世紀90年代之前主要以一個波動較小趨勢在發展，霧霾日數均處在平均值左右，但是從90年代以后各測站霧霾日數大幅度增加，之后以較大的振幅變化，總體趨于增加的趨勢。其中羅定站在1965—1987年霧霾日數有微小的波動變化，一直到2007年都是處于直線的趨勢，基本沒有變化。但在2007年之后突然又有一個較大的變化，霧霾日數趨于增加。

圖2是云浮市以及各區縣測站的2000—2012年的逐年霧霾日數變化曲線。由圖2可見，2000—2012年近13 a來，四個測站整體處于一個上升的趨勢。另外，尤其是郁南，在2007年出現歷史最大值（霧霾日數159 d）之后呈現小波動的形勢發展，預計未來一年霧霾天數會有所減少。云浮市區則呈現一個較大的波動發展，振幅大概為30 d，在2007年出現一個峰值（118 d），之后一直到2012年又有一個峰值（112 d），預計未來霧霾天數會回到平均值（88.6 d）。新興變化趨勢基本和云浮市區相同，但霧霾天數要比市區少許多。新興近13 a平均霧霾天數為（66.1 d），而且新興的總體變化是以減少的趨勢發展。羅定則在2000—2008年霧霾各年觀測日數都是不超過10 d，之后變化較大一直到2011年增加到137 d，有一個較大的突變過程。endprint

2.2 霧霾季節變化特征

1965—2012年云浮各縣地區季節霧霾總日數變化如圖3所示。由圖3可知，四個測站霧霾日數出現最多都是在冬季，其次是秋季和春季，夏季出現霧霾日數最少。全市霧霾變化也是在冬季出現最多，接下是在秋季，夏季最少。總體全市霧霾天氣主要出現在秋冬季，最少出現在夏季。出現的月份主要在12月最多，其次是1月、5月和6月出現的最少。全市霾日數最多出現在冬季，其次是秋季，最少出現在夏季。霾最多出現在1月和12月，其次是11月和2月，最少出現在8月。主要原因是由于秋冬季節云浮地區多位于變性高壓脊的控制下，天氣晴朗、空氣干燥、氣壓較為穩定。再加上風力微弱，導致地面附近的灰塵、汽車尾氣難以擴散或稀釋，從而導致出現霾天氣的日數增多。而春夏季正值云浮地區汛期，大氣對流活動旺盛、雨水充沛，雨水對空氣中的灰塵等污染物起沖刷作用，不利于霾天氣的形成。

2.3 霧霾天數空間分布特征

由圖4可知，1965—2012年霧霾年平均日數分布為郁南最多，其次是新興，對于云浮市區來說霧霾日數還是處于較少的情況。最多的郁南縣霧霾年平均天數達到43.4天，最少的是羅定僅有14天。而對于霾的空間分布，以云浮市區為最多，其次是郁南縣。但是由于對霾的統計時間較短，因此對1965—2012年的霾年平均可能意義不大。再對比2000—2012年的霧霾（c）及霾（d）的分布，可以看出霧霾的分布逐步向城區轉移，云浮市區最多，年均89.0 d，其次是郁南縣，年均73.0 d。然而霾年變化來看，依然是城區最為嚴重，年均64.5 d，郁南次之，年平均為61.0 d。

3 各測站各年霧霾總日數突變分析

表2是用三種突變檢驗方法對云浮地區的霧霾日數突變年份的分析。從表2中可以看出，不同檢驗方法得出的突變年份依舊差別較大，其中山本方法檢驗出的突變年份最多，可能由于檢驗取得信度值有關所致，其次是滑動T法，最少的是M-K法。但從三種方法來看，云浮地區發生突變的時間基本在20世紀90年代后到2000年初。

4 結論

第一，1965—2012年，云浮地區霧霾平均出現的天數是郁南縣最多，其次是新興縣，呈現云浮市區周圍的縣區多、中間少的情況。從2000年之后，霧霾出現的大值中心逐漸向云浮市區偏移，云浮市區出現霧霾天數較多。從整體來看，四個測站的霧霾出現的頻次都趨于增加的趨勢。2000年之后，全市霾日數的變化整體趨于一個增加的趨勢。以云浮市區最多，其次郁南縣。

第二，全市各站霧霾日數最多出現在冬季，其次是秋季，在夏季出現最少。出現的月份主要在12月最多，其次是1月，5月和6月出現的最少。

第三，全市各站霾日數最多出現在冬季，其次是秋季，最少出現在夏季。霾最多出現在1月和12月，其次是11月和2月，最少出現在8月。

第四，滑動t檢驗法、山本法（Yamamoto）、Mann-Kendall法的突變檢驗結果表明，云浮地區霧霾日數發生突變的時間大概在1990—2000年，增加趨勢十分顯著。但是通過不同的方法得到的突變年份差異較大，其中山本方法檢驗出的突變年份最多，其次是滑動T法，最少的是M-K法。同時每種方法都是有一定的誤差，由于在選擇數據處理是沒有進行多組數據對比。從整體來看，突變時間主要集中在2000年之后。

參考文獻

[1]王麗.鄭州市霧霾天氣的低空氣象要素特征分析[J].河南科技，2013（2）：173.

[2]盛裴宣，毛節泰，李建國，等.大氣物理學[M].北京：北京大學出版社，2003.

[3]潘曉東.淺談輕霧與霾的區別[J].廣東氣象，1999（1）：35-38.

[4]中央氣象局.地面氣象觀測規范[M].北京：氣象出版社，2004.

[5]吳兌.大城市區域霾與霧的區別和灰霾天氣預警信號發布[J].環境科學與技術，2008，31（9）：1-5.

[6]王鳳娟，劉瑞蓮，段桂青.霧和霾天氣分析[J].現代農業科技，2012（22）：238-239.

[7]王同桂.重慶市大氣PM2.5污染特征來源解析[D].重慶：重慶大學，2007.

[8]陳慧華，王春林，黃珍珠.廣東灰霾天氣預警指標及時空分布[J].廣東氣象，2008（5）：2-3.

[9]魏鳳英.現代氣候統計診斷與預測技術[M].北京：氣象出版社，2007.

[10]錢峻屏，黃菲，黃子眉，等.汕尾市霧霾天氣的能見度多時間尺度特征分析[J].熱帶地理，2006，26（4）：308-313.

[11]尹承美，于麗娟，張永婧，等.濟南市霧霾特征分析[J].資源與環境，2014（11）：68-70.

[12]吳兌.霾與霧的區別和灰霾天氣預警建議[J].廣東氣象，2004（4）：1-4.

（責任編輯：劉昀）endprint