陽泉市2017-01環境氣象條件分析＊

袁杰

陽泉市2017-01環境氣象條件分析＊

袁杰

（山西省陽泉市氣象局，山西 陽泉 045000）

2017-01陽泉市污染物空間分布呈現出中、東部重于西部的特點。2017-01降水稀少，冷空氣活動頻繁，但強度整體偏弱，夜間地面輻射降溫迅速，加之陽泉市兩山夾一溝的地形，夜間到上午易出現逆溫層結，相對濕度偏大，多高濕天氣，大風日數少，風速小于2 m/s的日數多，西風和西北風風頻偏少，東風風頻增加明顯。整體而言，2017-01的氣象條件不利于污染物的稀釋和擴散。環境氣象指數EMI表明，本月環境氣象條件較過去三年同期相比有明顯偏差。

空氣質量；主要污染物；氣象條件；EMI

1 空氣質量概況

2017-01陽泉市空氣質量指數（AQI）平均為151.6，其中11 d為良，占比35.5%；5 d為輕度污染，占比16.1%； 4 d為中度污染，占比12.9%；10 d為重度污染，占比32.3%；1 d為嚴重污染，占比3.2%。2017-01影響全市空氣質量的主要污染物是PM2.5、SO2和PM10，其中首要污染物為PM2.5的污染日數為22 d，SO2為5 d，PM10為3 d[1]。

2017-01，陽泉市平均AQI較2014—2016年同期平均（114.6）上升32.3%；較2016-12（135.2）上升12.1%，較2016-01（125.9）上升20.4%。PM2.5平均質量濃度為 114.9 μg/m3，較2014—2016年同期平均（74.4 μg/m3）上升54.3%，較2016-01（87.3 μg/m3）上升31.5%，較2016-12月（100.1 μg/m3）上升14.8%。SO2平均濃度達到114.7 μg/m3，較2014—2016年同期平均（130.4 μg/m3）下降12.1%；較2016-01（114.1 μg/m3）上升0.5%，較2016-12（118 μg/m3）下降2.8%。PM10平均質量濃度為169.3 μg/m3，較2014— 2016年同期平均（150.7 μg/m3）上升12.3%；較2016-01 （158.7 μg/m3）上升6.7%，較2016-12（147.5 μg/m3）上升14.8%。2014—2017-01AQI指數及SO2、PM2.5和PM10平均質量濃度如圖1所示。

2017-01陽泉市6個國控站點AQI和主要污染物平均濃度由高到低排序為：①AQI。南莊>白羊墅>市中心>賽魚>平坦>大陽泉。②PM2.5。大陽泉>白羊墅=南莊>賽魚=平坦>市中心。③SO2。南莊>白羊墅=平坦>市中心>賽魚=大陽泉。④PM10。白羊墅>市中心>南莊>平坦>賽魚>大陽泉。

AQI最大值為南莊站167.4，PM2.5平均濃度最大值為大陽泉站（103 μg/m3），SO2平均濃度最高的站點為南莊站（41 μg/m3），PM10平均濃度最大值為白羊墅站（162 μg/m3）。由此可見，大氣污染空間分布呈現出中部和東部重于西部的特點[2]，2017-01PM2.5、SO2、PM10平均濃度堆積如圖2所示。

圖1 2014—2017-01AQI指數及SO2、PM2.5和PM10平均質量濃度（單位：μg/m3）

圖2 2017-01PM2.5、SO2、PM10平均濃度堆積圖（單位：μg/m3）

從6個國控站點的PM2.5和PM10平均濃度變化曲線可以看出，2017-01共有3次持續時間長、污染程度較為嚴重的天氣過程，分別是01-01—01-07、01-14—01-19、01-23—01-29。

2 氣象條件分析

2.1 降水

2017-01陽泉站降水量為2.8 mm，主要集中在上旬（01-05—01-08），較2014—2016年同期平均（1.3 mm）偏多1.5 mm，較2016-01偏多1.5 mm。2017-01大于2 m的降水日數為1 d，較2014—2016年同期平均偏多，但降水總量偏小，降水過程對污染物的沉降和清除作用不明顯，降水對全市空氣質量的改善作用較弱。

2.2 濕度

2017-01平均相對濕度為50.6%，較2014—2016年同期平均（38.8%）增加30.2%，較2016年同期增加10.6%，較高的濕度對細顆粒污染物的吸濕增長和二次污染物轉換有利，本月相對濕度對空氣質量改善非常不利，特別是多階段性高濕天氣，如01-05—01-08、01-14—01-18、01-23—01-25對PM2.5的吸濕增長有利，加劇了階段性重污染天氣。2014—2017-01陽泉站月平均相對濕度情況如表1所示。

表1 2014—2017-01陽泉站月平均相對濕度情況

年份2014201520162017 相對濕度/（%）32.238.645.750.6

2.3 溫度

2017-01陽泉站平均氣溫為﹣2.4 ℃，比2014—2016年同期平均偏高0.4 ℃，比2016-01偏高2.8 ℃。2017-01平均溫度雖然略偏高，但2017-01是全年氣溫最低的月份，采暖期的供暖需求，使得燃煤等工業排放量明顯增加，不利于空氣質量的改善。

2.4 風向風速

2017-01陽泉市大風天氣為1 d，與2014—2016年同期持平。月平均風速2.1 m/s，較2014—2016年同期平均偏小12.5%。月極大風速17.4 m/s，較2014—2016年同期平均偏小7.9%，風速小于2 m/s的日數為22 d，較2014—2016年同期平均偏多65.0%。西北風風頻較2014—2016年同期平均減少了6.3%，西風風頻較2014—2016年同期減少了12.5%，東南偏東風風頻較2014—2016年同期增加了153.8%。總體而言，2017-01冷空氣活動較多，但勢力偏弱，月平均風速偏小，偏西風風頻減少，偏東風風頻增加顯著，風速和風向條件皆不利于污染物的擴散和清除[3]。2014—2017-01陽泉站風速變化情況如表2所示。2017-01AQI指數、平均相對濕度、極大風速的風向和2 min平均風速如圖3所示。

表2 2014—2017-01陽泉站風速變化情況

要素20142015201620172017年較過去三年同期平均變化幅度 大風日數11110 月平均風速小于2 m/s的日數1215132265% 月平均風速/（m·s-1）2.42.32.82.1-12.5% 月極大風速/（m·s-1）17.720.418.617.4-7.9% 西北風頻率NW /（%）1610610-6.3% 西風頻率W /（%）61087-12.5% 東南偏東風頻率E /（%）26511153.8%

圖3 2017-01AQI指數、平均相對濕度、極大風速的風向和2 min平均風速

3 減排效果模擬評估

環境氣象指數（EMI）用來表征排放源不變情況下，不同年份因氣象條件變化所導致的PM2.5濃度變化幅度。與2014—2016年同期相比，2017-01的環境氣象條件明顯偏差。2017-01EMI指數為4.01，較2014—2016年同期平均（3.32）增高20.9%。這說明2017-01的氣象條件總體而言對于PM2.5的下降極為不利。這與本月降水較少、氣溫低、多高濕天氣以及平均風速偏小，西風和西北風風頻明顯減少，偏東風風頻增加有關[4]。

2014—2017-01EMI指數如表3所示。

表3 2014—2017-01EMI指數

年份2014201520162017 EMI指數3.163.083.724.01

本月PM2.5濃度較2016-12上漲了14.8%。基于EMI 指數的模擬結果表明，若設定排放情況不變，僅考慮氣象條件變化，2017-01的PM2.5平均濃度值為110.0 μg/m3，比 2016年12月增加了9.9%，但2017-01的實際觀測值是 114.9 μg/m3，這意味著陽泉市的減排措施和效果略有反彈，污染物總排放量較2016-12有所增加。2016-12—2017-01 PM2.5濃度和模擬濃度如表4所示。

表4 2016-12—2017-01PM濃度和模擬濃度（單位：μg/m）

項目實際觀測PM2.5質量濃度EMI模擬的PM2.5質量濃度 2016-12100.1100.1 2017-01114.9110.0 增加百分比+14.8%+9.9%

4 小結

2017-01陽泉市降水稀少，氣溫低，相對濕度偏大，多階段性高濕天氣，冷空氣活動頻繁，但強度偏弱。夜間地面輻射降溫迅速，加之陽泉市兩山夾一溝的地形，夜間到上午易出現逆溫，不利于污染物的稀釋和擴散。

2017-01平均風速偏小，小風日數多，西風和西北風風頻減少明顯，偏東風風頻增加明顯，風速和風向條件極不利于污染物的擴散和清除。

2017-01陽泉市的主要污染物為PM2.5、SO2和PM10，陽泉市處于集中供暖期，供暖需求產生的污染物的排放對陽泉市的空氣污染防治不利。建議繼續加強污染物減排及治理，根據氣溫變化合理調控供暖力度。

EMI表明，2017-01環境氣象條件較2014—2016年同期明顯偏差，基于EMI指數的模擬結果表明，陽泉市的減排措施和效果略有反彈，污染物總排放量較上月有所增加。

［1］陳朝暉，程水源，蘇福慶，等.北京地區一次重污染過程的大尺度天氣型分析［J］.環境科學研究，2007，20（2）：99-105．

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［3］蒲維維，趙秀娟，張小玲.北京地區夏末秋初氣象要素對PM2.5污染的影響［J］.應用氣象學報，2011，22（6）：716-723．

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X51

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2021.01.013

2095－6835（2021）01－0040－02

山西省氣象局2019年面上項目（編號：SXKMSDW20195636）、陽泉市重點研發計劃項目（編號：2019Z10）共同資助

袁杰（1988—），男，研究方向為短期天氣預報及氣象服務。

〔編輯：嚴麗琴〕