哈密地區一次重度空氣污染過程氣象要素特征分析

郭雨鑫　劉羲瑞

1.2019年3月17—19日哈密地區重度污染過程概述

利用哈密市生態環境局發布的哈密地區空氣質量日報逐日數據為參考，以空氣質量指數（AQI）大于100為中度污染指標。確定2019年3月17—19日哈密地區連續3天出現輕度到重度污染過程，持續時間長、強度重為歷年少見。

重度污染過程在3月19日達到峰值，20日開始回落。

2.此次重度污染過程中的氣象要素對比分析

2.1數據處理

本次處理測量數據采用多元回歸數學模型。

（1）多項式模型

多項式模型為? ?，

對方程中的變量作如下變換

則原方程變為 ，

就可用線性模型的方法處理。

2.2最高氣溫

從最高氣溫和污染物指數PM_（2.5）的逐日數據來看，此次污染過程中，哈密地區的最高氣溫在16—20℃之間，污染最重的19日，氣溫處于降溫狀態。偏低的氣溫導致空氣相對濕度增大，為污染物沉著、堆積提供了條件。

通過對兩組數據的多元回歸數學模型計算，得到多元回歸方程：

y=a（0）*x（0）+a（1）*x（1）+...+a（m-1）*x（m-1）+a（m）

m= 1? ? a（0）=38.678? ? ? ?a（1）=-665.324

復相關系數：R = 0.612

繼而得出，20日后，若氣溫升高，污染指數將會降低。

平均氣溫、最低氣溫與污染指數的關系可參照最高氣溫的情況。

2.3相對濕度

從最高氣溫和污染物指數PM_（2.5）的逐日數據來看，此次污染過程中，哈密地區的相對濕度在14—22%之間，相對濕度較小，對污染物沉著、堆積影響不大。

通過對兩組數據的多元回歸數學模型計算，得到多元回歸方程：

y=a（0）*x（0）+a（1）*x（1）+...+a（m-1）*x（m-1）+a（m）

m= 1? ?a（0）=-1.544? ? ?a（1）=94.068

復相關系數：R = 0.042

由逐日相關系數圖表得出，相對濕度維持在較高水平是重度污染發生的重要氣象條件之一。

2.4 最大風速

從最大風速和污染物PM2.5的逐日數據來看，此次污染過程中，哈密地區的最大風速一般小于7m/s，污染最重的19日，最大風速為6.9m/s。風速偏小不利于污染物擴散。

通過對兩組數據的多元回歸數學模型計算，得到多元回歸方程：

y=a（0）*x（0）+a（1）*x（1）+...+a（m-1）*x（m-1）+a（m）

m= 1? ? a（0）=-14.55? ? ? ?a（1）=128.68

復相關系數：R = 0. 27

對于此次出現的重度污染過程，最大風速小于4m/s是污染物堆積的必要條件，最大風速小于2.6m/s時污染程度明顯加大。

2.5最低能見度

從最低能見度和污染物PM2.5的逐日數據來看，此次污染過程中，哈密地區的最低能見度在1081—5842m之間。

通過對兩組數據的多元回歸數學模型計算，得到多元回歸方程：

y=a（0）*x（0）+a（1）*x（1）+...+a（m-1）*x（m-1）+a（m）

m= 1? ? a（0）= -11.9? ? ? ?a（1）=3712.49

復相關系數：R = 0.385

此次污染最重的19日，對最低能見度的影響也較為明顯。重度污染發生時，能見度也隨之較低。

2.6揚沙、浮塵

從揚沙、浮塵和污染物PM2.5的逐日數據來看，此次污染過程最強的19日，哈密地區在19日出現揚沙、浮塵天氣，最低能見度在702m .

數據可見19—20日哈密地區有較強揚沙天氣，是的空氣垂直運動的發展，使大量煙塵、污染物等聚集在空中，使能見度變差，空氣污染加重；尤其是城市及工業區上空，易產生濃霧天氣，造成嚴重的大氣污染事件。

3.結語

根據2019年3月17日~19日哈密市重度空氣污染指數的分布變化情況，分析了3月17日~19日與污染相關的地面氣象要素和物理量場空間分布規律。研究發現此次發生重度污染的大氣環流為中低層有較強揚沙、浮塵天氣影響，地面處于升溫過程中。發生空氣污染的地面氣象因子特征表現為：能見度一般小于700m，能見度越小污染越嚴重；相對濕度70~85%出現重度以上污染；最低氣溫與露點溫度之差（水汽飽和度T-Td）越小空氣污染越嚴重；地面以偏北風為主，最大風速一般在7m/s。近地層濕度大于高層時，易發生空氣污染；低層有上升氣流，高層有下沉氣流，污染維持或加重。