2010—2018年濟寧市霧霾天氣分析

高廣強　趙京峰　侯紅運

摘要? ? 近年來，濟寧市霧霾天氣頻現，空氣污染問題顯著突出。本文對2010—2018年濟寧國家氣象觀測站觀測到的霧和霾等天氣現象進行統計分析，結果表明，濟寧市近9年來月平均霧日最多出現在1月，為4.0 d，占比約27.7%;最少出現在7月，為0.1 d，占比約0.8%。月平均霾日最多出現在12月，為8.7 d，占比約16.0%;最少出現在8月，為0.2 d，占比約0.4%。季平均霧日和霾日最多均出現在冬季，分別為7.9、25.0 d，分別占比約53.4%和44.8%;最少均出現在夏季，分別為0.8、7.2 d，分別占比約為5.3%和12.9%。年霧日和霾日最多均出現在2016年，分別為39、118 d;年霧日最少出現在2010年，為4 d;年霾日最少出現在2012年，為11 d。分析出濟寧市霧霾的形成主要與人為、氣象和地理等因素有關，人為因素是現階段的主導因素。霧霾主要對人體健康、農業生產、交通運輸、經濟發展等產生危害。霧霾的防治主要從政策傾斜、人為因素控制、加強監測、技術創新、民眾參與等方面開展。

關鍵詞? ? 霧霾天氣;特征;成因;危害;防治措施;山東濟寧;2010—2018年

中圖分類號? ? X513? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2019）24-0170-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

濟寧市是山東重要的工業城市和煤炭產區，隨著經濟的快速發展，近年來濟寧市大氣污染越發嚴重，民眾一直飽受霧霾天氣的困擾，迫切希望改善大氣污染狀況。2015年12月24日濟寧市氣象臺發布了本市氣象史上首個霾紅色預警信號，2016年濟寧年霧日和霾日更是歷史性的分別達到了39 d和118 d。霧霾不僅嚴重影響人們的身心健康、生產生活，也加劇了公眾對生存環境的憂慮和恐慌，對霧霾問題的治理已是箭在弦上[1-3]。本文通過對2010—2018年濟寧市霧霾等天氣現象的統計，并查閱了大量有關資料，總結分析出濟寧市霧霾的特征、成因、危害，并提出防治措施。

1? ? 數據來源與分析方法

1.1? ? 霧霾概述

霧和霾并非同一種天氣現象，要正確區分。霧是指大量微小水滴浮游空中，常呈乳白色，使水平能見度<1.0 km的一種天氣現象;霾是大量極細微的干塵粒等均勻地浮游在空中，使水平能見度<10.0 km空氣普遍混濁的天氣現象[4]。出現霧時的空氣相對濕度一般>90%，出現霾時的空氣相對濕度一般<70%，一般出現霧時的水平能見度比霾要小，霧對交通運輸的影響更大，霾對人體健康影響更大。霧和霾往往會交替出現，還會相伴存在，往往把它們統稱為“霧霾天氣”，一并開展研究。

1.2? ? 數據來源

對2010—2018年濟寧國家氣象觀測站（東經116°36′05″、北緯35°26′28″）觀測到的霧和霾天氣現象進行統計，研究數據主要來源于月、年報表，并結合能見度、相對濕度、風、降水和其他視程障礙現象等要素進行了剔除和提取。

本階段的數據主要來自新型自動氣象站，數據采樣密度大、準確率高且減少了人為因素的干擾，因而統計出來的結果更加接近標準值，具有很高的參考和研究價值。

1.3? ? 統計方法

根據濟寧市的氣候特點以12月至翌年2月、3—5月、6—8月、9—11月分別表示冬、春、夏、秋四季。月、季平均霧日和霾日均采用算術平均，取1位小數;各年霧日和霾日均為相應年份對應的月份累計值，取整數。

2? ? 結果與分析

2.1? ? 濟寧市霧霾分布特征

2.1.1? ? 各月平均霧和霾日數。由圖1可以看出，月平均霧日較多的月份主要出現在1月和10—12月。其中，1月最多，為4.0 d，占比約27.7%;最少出現在7月，為0.1 d，占比約0.8%。月平均霾日較多的月份主要出現在1—3月、6月、10—12月，其中最多出現在12月，為8.7 d，占比約16.0%;最少出現在8月，為0.2 d，占比約0.4%。

2.1.2? ? 各季平均霧和霾日數。由圖2可以看出，各季度平均霧日數由大到小依次為冬季>秋季>春季>夏季，各季度平均霾日依次為冬季>春季>秋季>夏季。季平均霧日和霾日最多均出現在冬季，分別為7.9、25.0 d，占比分別約53.4%和44.8%;最少均出現在夏季，分別為0.8、7.2 d，占比分別約為5.3%和12.9%。

2.1.3? ? 逐年霧和霾日數。由圖3可以看出，年霧日和霾日最多均出現在2016年，分別為39、118 d;年霧日最少出現在2010年，為4 d。年霾日最少出現在2012年，為11 d。從總體演變趨勢看，霧和霾均先逐漸增多，2016年均達到了歷史峰值，隨后2年又逐漸減少，即空氣環境逐漸惡化達到一定程度后又逐漸改善的過程。

2.2? ? 濟寧市霧霾特征的成因

濟寧市霧霾特征的形成主要與人為因素、氣象因素和地理因素有關，其中人為因素是現階段的主導因素。

2.2.1? ? 人為因素。霾的形成與氣溶膠有很大關系，氣溶膠污染是霾形成的重要原因之一;沒有氣溶膠粒子的參與，也很難形成霧。分析傳統空氣環境，主要氣溶膠粒子來自于自然環境，人類活動的影響可以視為背景因素[5]。隨著經濟的快速發展，工業生產、城市建設、燃煤、生物質燃燒、垃圾焚燒、汽車尾氣排放等都使得人為源氣溶膠排放量加大，造成霧霾天氣頻現。隨著人類活動影響的增強，大氣污染主要來源主導由自然環境變為人為源氣溶膠粒子。

濟寧市是能源型城市，是山東省重要的工業城市和煤炭產區。煤礦林立，電廠圍城，水泥制造、藥品、造紙、建筑等企業比比皆是，造成近些年濟寧市空氣質量急劇惡化。大量的空氣污染物來源于工業生產、交通運輸和餐飲業、建筑業等，主要大氣污染物為總懸浮顆粒物（TSP）、可吸入顆粒物（PM10）、降塵（DF）、二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）等[6]。

隨著濟寧市霧霾天氣的頻現，空氣質量的急劇下降，引起了政府和有關環保部門的重視，并采取了諸多措施。濟寧市人民政府于2016年3月24日下發了“關于印發濟寧市重污染天氣應急預案”的通知，加大了空氣污染整治力度。2017年全市大氣環境質量改善居全省首位。為了改善生態環境質量，2018年濟寧市印發了《濟寧市生態環境保護三年攻堅計劃（2018—2020年）》，將大幅減少污染物的排放。政府和環保部門的有關防治措施是濟寧市2010—2018年霧霾天氣特征形成的重要因素，特別是2017年和2018年霧霾天氣顯著減少。

2.2.2? ? 氣象因素。濟寧市是暖溫帶季風氣候，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥，春秋干旱多風，秋季涼爽，四季分明。環境的惡化會造成氣候的異常，反過來氣候異常又會加劇環境的惡化。因此，氣象因素對霧霾的影響有本地氣候特點本身的原因，也有人為因素的影響。

（1）降水。降水對空氣中的污染顆粒物有去除作用[7]，一方面它可以吸附、沖刷空氣中污染物粒子和氣溶膠;另一方面，降到地面的雨水能抑制地面揚塵的飄散，所以降水時間和霧霾時間成負相關，霧時間與降水時間的負相關關系更明顯。濟寧市年降水量主要集中在夏季，夏季霧霾次數較少，而冬季氣候寒冷干燥、降水少，則冬季霧霾較多。

（2）平均風場。風速是影響霧霾的重要因素，當風速較大時，大氣污染物水平輸送和近地層氣流較強，利于污染物擴散而不易堆積，不利于霧霾的生成;反之，風速較小時，不利于污染物的擴散和稀釋，而容易生成霧和霾。霾出現時以靜風或小風情況居多，當風力達到3級或以上時一般不易出現霾。濟寧市春季風較大，也是造成春季霧霾天氣比冬季明顯減少的重要原因。

（3）相對濕度。相對濕度的變化與霧時間多少和霾日變化有密切相關，如在冬季取暖期氣溫較低、氣候條件不利于空氣擴散時，高相對濕度加快了霧霾形成和轉化的速度，加劇了霧霾的嚴重程度，尤其在供暖煤改氣的地區更為明顯。在冬季取暖期，當風力減小到2級以下時，相對濕度上升，霧霾會加重。這也是濟寧市冬季霧霾天氣最多的一個重要因素。

（4）熱島效應。城市熱島效應易導致較厚逆溫層，阻礙空氣垂直方向對流輸送，使得城市排放顆粒污染物難以擴散，有利于霧霾天氣的生成。

2.2.3? ? 地理因素。濟寧屬魯南泰沂低山丘陵與魯西南黃淮海平原交接地帶，地質構造上屬華北地區的魯西南斷塊凹陷區。濟寧市地勢東高西低，東部為山區，對空氣中的污染物粒子和氣溶膠的擴散和稀釋也起到一定的抑制作用，因為夏季對流強，氣團不夠穩定，再加上雨水的吸附、沖刷作用，使其影響不夠明顯;但冬半年氣團較為穩定，氣候干燥，易長時間出現靜穩天氣，又恰逢采暖季，排放的煤煙增多，再加上地形的原因，其不易擴散和稀釋，這是冬半年濟寧市霧霾天氣多的重要原因。

2.3? ? 霧霾的危害

2.3.1? ? 對人體健康的危害。多項研究表明，氣溶膠粒子可對人體呼吸系統、心血管系統、免疫系統、生殖系統、神經系統和遺傳系統產生有害影響[8]。霧霾天氣對民眾的呼吸系統影響最大，特別是冬季霧霾多發期，醫院患慢阻肺、哮喘等呼吸疾病的病人顯著增多。另外，霧霾天氣還會影響民眾的心理健康。持續的霧霾天氣會使人精神萎靡，甚至引發對生存環境的擔憂甚至恐慌，嚴重的還會影響工作和生活。

2.3.2? ? 對農業生產的影響。

（1）對種植業的影響。霧霾對種植業的影響主要表現在對植物光合作用等方面的影響，一旦發生霧霾天氣，太陽光照時間減少，植物光合作用時間減少，生命活動減弱，進而影響產量，同時由于霧霾的組成粒子可以影響植物的代謝合成等，影響作物的形態建成和品質建成，最終影響作物的產量和品質。

（2）對養殖業的影響。霧霾天氣對濟寧市的養殖業造成較大影響，特別是水產養殖。濟寧市水系較為發達，均屬淮河水系南四湖流域，中部京杭運河貫穿南北，南四湖位于濟寧中南部，為我國十大淡水湖之一，因而水產養殖較為普遍。霧霾天氣可使湖面氣壓降低，水體溶氧量急劇減少，使魚類等缺氧浮頭、食欲不振而影響生長和造成減產，嚴重的會誘發疾病，甚至導致死亡。

2.3.3? ? 對交通運輸的影響。霧霾會使能見度降低，這是對交通運輸造成影響的直接原因。大氣顆粒物能夠吸收和散射光，從而降低能見度。散射消光是降低能見度的主要因素，可占總體消光的80%[9]。霾至少會使水平能見度降至10.0 km以下，霧至少可使水平能見度降至1.0 km以下。在這種低能見度下，交通事故顯著增多，嚴重影響交通運輸安全，對民眾的生命和財產安全產生嚴重影響。

2.3.4? ? 對經濟發展的影響。

（1）霧霾可造成經濟損失。受到霧霾事件影響最大的省市主要集中在東部和京津冀區域，包括浙江、江蘇、山東、河北、上海、北京等省市。霧霾引起的健康問題、農業減產、交通安全事故等都會造成較大的直接和間接經濟損失，相當于非霧霾事件狀態下的2倍以上。

（2）對投資環境和產業結構的影響。霧霾天氣頻現，空氣污染嚴重，會增加投資成本和風險，使投資商失去投資信心，從而使投資環境惡化，嚴重影響招商引資和經濟發展。另外，污染問題還會影響產業結構。工業增速的加快卻成為了霧霾天氣的誘因，使工業發展成果大打折扣。從我國工業產業結構來看，高能耗、高污染企業的數量依然很多，對環境的危害也較大，這勢必會倒逼工業產業結構作出調整，增加了經濟轉型的推動力，使綠色環保經濟成為主要發展理念，也使經濟發展在目標和內容上均發生根本性變化。

2.4? ? 防治措施

2.4.1? ? 政策傾斜。霧霾的治理，政府政策起主導作用。劉德軍[10]認為，針對治理霧霾，政府加強和完善霧霾防治工作的立法、執法是治理環境問題的關鍵。應當設立政府預案，建立聯防、聯控機制，突破環境治理的地域界限，積極推進區域協調治理。目前，環境治理問題早已上升到國家層面，2014年1月4日，國家首次將霧霾天氣納入2013年自然災害進行通報;2014年2月，習近平總書記在首都視察期間，特別強調了霧霾污染問題;李克強總理在十二屆全國人大五次會議上特別講到霧霾治理問題。

2.4.2? ? 人為因素控制。PM2.5的主要來源是土壤塵、燃煤、生物質燃燒、汽車尾氣排放，垃圾焚燒、工業污染和二次無機氣溶膠。只有調查清楚污染的直接來源，控制污染源的排放，才能有的放矢地治理。例如，濟寧市境內運行和在建火力發電廠約48家，總裝機容量約8 760 MW，占山東省約16.7%;濟寧市的機動車保有量早已超過130萬輛;還有眾多的鋼鐵、化工、冶金和水泥等重污染企業等，這些都是主要的污染來源。這些都是人為因素，也是霧霾治理的主導因素。

2.4.3? ? 加強監測。由于霧霾監測工作的重要性，因而要建立長期有效的監測體系，監測的主要方式為地面監測、激光雷達監測、衛星遙感監測等。監測的部門，例如環保部門和氣象部門等，各有關部門必須加強協作，最大化地資源共享，才能取得更準確更有說服力的數據，為政府決策提供參考。

2.4.4? ? 技術創新。加快能源結構調整，使用節能環保的新能源，如太陽能、風能等，同時優化傳統能源的使用數量和排放措施，減少環境污染。大力調整產業結構，嚴格控制逐步淘汰落后產能。在移動源治理方面，加強高污染機動車管理，大力推廣新能源汽車使用等。鼓勵個人和企業開展技術創新工作，特別是在節能減排方面的技術創新，政府政策要加大傾斜力度，形成技術創新的良好環境和氛圍。

2.4.5? ? 民眾參與。環境問題與每一個人的工作、生活及健康都息息相關，大家都要積極參與進來，群策群力，霧霾問題治理才能穩固。一是做好防護工作。在霧霾天氣里，為了自己和家人的健康，要采取必要的防護措施。如，戴防霧霾專用口罩，減少外出，掌握正確的開關窗時間，有條件的還可以安裝室內空氣凈化器等。二是增強公眾責任心。霧霾的治理不僅僅是政府和企業的事，更是廣大民眾的事，因而群眾要從自身做起，實踐和宣傳霧霾治理工作。如，提倡綠色出行，不隨意焚燒垃圾和秸稈等。

3? ? 結論

（1）2010—2018年濟寧市月平均霧日最多出現在1月，最少出現在7月，月平均霾日最多出現在12月，最少出現在8月;季平均霧日和霾日最多均出現在冬季，最少均出現在夏季;年霧日和霾日最多均出現在2016年，年霧日最少出現在2010年，年霾日最少出現在2012年;從總體演變趨勢看，霧和霾均經歷了一個逐漸增多，于2016年均達到了歷史峰值，隨后2年又逐漸減少，即經歷了逐漸惡化，達到一定程度后又逐漸改善的過程。

（2）濟寧市霧霾的形成主要與人為因素、氣象因素和地理因素有關。

（3）霧霾主要對人體健康、農業生產、交通運輸、經濟發展帶來危害。

（4）霧霾的防治主要從政策傾斜、人為因素控制、加強監測、技術創新、民眾參與等方面來積極開展。

4? ? 參考文獻

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