威海PM₂₅和PM₁₀造成重污染個(gè)例的氣象條件對(duì)比分析

叢美環(huán) 周淑玲 周丹

摘要 通過(guò)對(duì)比分析2017年1月1日PM25和4月30日PM10造成重污染個(gè)例的氣象條件發(fā)現(xiàn)，兩者在低層都有暖脊，但天氣形勢(shì)背景差異較大。分析其物理量特征發(fā)現(xiàn)，在925hPa兩者都發(fā)生在2090～30%的相對(duì)濕度條件下，T-Td冬季大于12℃，春季大于20℃;兩個(gè)個(gè)例都是上濕下千的淺對(duì)流大氣層結(jié)，在低層都有逆溫，但濕層和逆溫層高度不同，風(fēng)垂直切變也不同;兩者在700hPa上都是下沉運(yùn)動(dòng)，在925hPa上都有弱的上升運(yùn)動(dòng)，但上升運(yùn)動(dòng)大小有差別。地面風(fēng)向都存在南風(fēng)和北風(fēng)，風(fēng)速都在4級(jí)以下。相對(duì)濕度PM25

在7090～98%，PM在1096～409%。

關(guān)鍵詞 PM23和PM10;重污染;氣象條件;對(duì)比分析

中圖分類號(hào)：X513

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-305（2021）02-120-04

大氣重污染事件對(duì)交通安全和人類身體健康具有很大影響。針對(duì)PM25的時(shí)空分布特征回和造成大氣重污染個(gè)例的氣象條件図進(jìn)行了分析研究。有的研究發(fā)現(xiàn)PM2有季節(jié)變化，與相對(duì)濕度、氣溫有正相關(guān)性回。威海市三面環(huán)海，“藍(lán)天白云，繁星閃爍”天數(shù)在山東省最多，PM25、PM1o、SO2、NO2等大氣污染物濃度也均為全省最低，空氣質(zhì)量排名穩(wěn)居全省榜首。但是，在冬季和春秋季，在不利于污染物擴(kuò)散的氣象條件下，偶爾也會(huì)出現(xiàn)重污染天氣。為了探討造成威海重污染的氣象條件特征，本文選取2017年1月1日和4月30日分別由PM25和PM1。造成重污染的個(gè)例，分析兩類污染氣象條件的異同，為做好重污染的天氣的氣象服務(wù)提供可靠的技術(shù)支撐。

1資料和空氣質(zhì)量特征

資料選取氣象常規(guī)觀測(cè)資料和威海市環(huán)保局觀測(cè)資料。分析2013年1-12月空氣污染指數(shù)的首要污染物發(fā)現(xiàn)，多數(shù)為PM23造成的，偶有O3和PM1o造成。分析客觀原因，較重污染與冬季供暖、工廠排污等有關(guān)，在相同的客觀條件下，則與氣象條件相關(guān)。為此，本文選取2017年兩個(gè)分別由PM25和PM10造成的重污染個(gè)例，分析造成兩類污染氣象條件的異同點(diǎn)。

2個(gè)例觀測(cè)實(shí)況

2017年1月1日的重污染是由PM25造成的，時(shí)間從1月1日1：00開(kāi)始，一直持續(xù)到3日8：00，AQI最大為5級(jí)，出現(xiàn)在2日8：00-9：00，值為252;4月30日的重污染是由PM10造成的，從30日9：00開(kāi)始，一直持續(xù)到5月1日7：00，AQI最大為6級(jí)，出現(xiàn)在30日21：00，值為329。

3造成污染的氣象條件分析

3.1天氣背景分析

分析2017年1月1日08：00PM25造成的重污染的天氣形勢(shì)（圖1）可以看出，在500hPa河套南有南支槽，威海處于偏西急流控制，偏西氣流為26m/s在850hPa，蒙古東部有弱脊，山東半島處于脊前西北氣流，長(zhǎng)江下游有弱的暖溫度脊北伸到山東，溫度大于0℃;925hPa，威海為西南氣流控制，西側(cè)為較強(qiáng)暖舌;地面圖上威海處于海上高壓后部，山東處于鞍型場(chǎng)的氣壓場(chǎng)中（圖1）分析2017年4月30日08：00PMo造成的重污染的天氣形勢(shì)（圖2）可以看出：在500hPa在東北東部為低渦，威海處于渦后脊前西北氣流控制;在850hPa，也為12m/s的西北氣流，41N為近東西向的溫度密集帶，與風(fēng)向近乎垂直，從河套有一暖溫度脊伸向山東半島;在925hPa，魯西北有一暖中心，山東為20℃暖中心控制，威海為西北氣流控制。地面圖上有一弱冷鋒影響威海貝湖東部與東北低壓之間強(qiáng)的偏北風(fēng)沿120°～122°E從東北吹向山東半島東部（圖2）。

可見(jiàn)，冬季PM2和春季PM1造成的重污染的天氣形勢(shì)特點(diǎn)為：低層都有暖脊，但天氣形勢(shì)卻差別較大。

3.2水汽特征分析

在1月1日08：00925hPa相對(duì)濕度圖上，渤海有一干中心，威海相對(duì)濕度為30%左右（圖3a），在4月30日08：00925hPa相對(duì)濕度圖上，華北有干中心，威海相對(duì)濕度為20%左右（圖sb）在925hPa的T-Td圖上，T-Td大值區(qū)與相對(duì)濕度干區(qū)相對(duì)應(yīng)，威海的T-Td冬季大于12℃，春季大于20℃（圖3c、圖3d）。

3.3大氣層結(jié)分析

分析1月1日08：00和4月30日20：00的Tlogp圖（圖4）發(fā)現(xiàn)，兩次個(gè)例都是上濕下干的淺對(duì)流，在低層都有逆溫，但1月1日08：00較濕層在500hPa以上，逆溫在1000hPa附近，850hPa以下為西南風(fēng)，以上為西北風(fēng);4月30日08：00較濕層在700hPa以上，逆溫在925～1000hPa，850hPa以下為東北風(fēng)，以上為西北風(fēng)。

3.4上升運(yùn)動(dòng)

分析1月1日08：00和4月30日20：00700hPa、925hPa的垂直上升運(yùn)動(dòng)，共同的特征為：在700hPa上都是下沉運(yùn)動(dòng)，在925hPa上都是上升運(yùn)動(dòng)。不同的特征為：1月1日08：00925hPa上升運(yùn)動(dòng)為20～80cm/s（圖5b），4月30日08：00925hPa上升運(yùn)動(dòng)為80～110cm/s（圖5d）。可見(jiàn)，產(chǎn)生污染時(shí)在925hPa低層有弱的上升運(yùn)動(dòng)。

4地面氣象條件分析

4.1與風(fēng)向風(fēng)速的關(guān)系

選取威海氣象觀測(cè)站10m風(fēng)場(chǎng)，分析2017年1月1日1時(shí)～3日1時(shí)和4月30日09：005月1日07：00的風(fēng)向風(fēng)速發(fā)現(xiàn)，在PM25造成的重污染和PM1o造成的重污染期間，風(fēng)向都存在南風(fēng)和北風(fēng)，整點(diǎn)2分鐘的風(fēng)速都小于6m/S，最大風(fēng)風(fēng)速PM2s小于7.7m/s，PM10小于7.8m/s，極大風(fēng)風(fēng)速PM2s小于12.4m/s，PM1。小于12.7ms;1月2日8：00-9：00PM2s最大值出現(xiàn)時(shí)最大風(fēng)為西北風(fēng)，風(fēng)速為5.6～7.0ms，4月30日21：00PM10最大值出現(xiàn)時(shí)最大風(fēng)為北風(fēng)，風(fēng)速為0.8m/s（圖6）。

可見(jiàn)，在PM25造成的重污染和PM1造成的重污染期間，地面風(fēng)向都存在南風(fēng)和北風(fēng)，風(fēng)速都在4級(jí)以下。

4.2與相對(duì)濕度關(guān)系

選取威海氣象觀測(cè)站相對(duì)濕度，發(fā)現(xiàn)，2017年1月1日01：00到3日01：00PM2造成的重污染期間，相對(duì)濕度除短時(shí)幾個(gè)小時(shí)出現(xiàn)506～709%外，其他大部分時(shí)間在7096～98/6，1月2日08：00-09：00PM2最大值時(shí)相對(duì)濕度為7896左右。4月30日09：00-5月1日07：00PM1造成的重污染期間，相對(duì)濕度在1096～4096，4月30日21：00PM。最大值時(shí)相對(duì)濕度為13%～18%0。

可見(jiàn)，PM2造成的重污染期間相對(duì)濕度在709%6～98%，PM1造成的重污染期間，相對(duì)濕度在109%6～40%。

5小結(jié)

通過(guò)對(duì)比分析2017年1月1-3日PM2s和4月30日-5月1日PMo造成重污染個(gè)例的氣象條件，得出如下結(jié)論：

（1）兩者在低層都有暖溫度脊，但天氣形勢(shì)背景差異較大。

（2）兩者在925hPa上相對(duì)濕度都在20%0～309%，T-Td冬季大于12℃，春季大于20℃;兩個(gè)個(gè)例都是上濕下干的淺對(duì)流，在低層都有逆溫，但濕層和逆溫層高度不同，風(fēng)垂直切變冬季PM2造成的污染在8501hPa以下為西南風(fēng)，以上為西北風(fēng)，春季PM10造成的污染在850hPa以下為東北風(fēng)，以上為西北風(fēng)。兩者700hPa上都是下沉運(yùn)動(dòng)，在925hPa都是上升運(yùn)動(dòng)，冬季PM23造成的污染在925hPa上升運(yùn)動(dòng)為20～80cm/s，春季PM造成的污染在925hPa上升運(yùn)動(dòng)為80～110cm/s。

（3）兩者地面風(fēng)向都存在南風(fēng)和北風(fēng)，風(fēng)速都在4級(jí)以下。相對(duì)濕度PMs在

7096～98%，PM1。在1096～4096。

參考文獻(xiàn)

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責(zé)任編輯：黃艷飛