太原市冬季一次霾和沙塵“混合型污染”過程天氣成因分析

王小蘭， 閆世明， 王 雁， 郝振榮， 郭 偉， 蔣云盛， 賀潔穎

(1.山西省氣象科學研究所，太原 030002； 2.山西省氣象信息中心，太原 030006)

引 言

“混合型污染”指2種或2種以上不同種類不同性質的污染物或同種污染物的不同來源，也指 2種或2種以上不同類型的污染物在同一環境中同時存在所形成的環境污染現象[1]。霾是大量粒徑為幾微米的大氣氣溶膠粒子使水平能見度小于10 km、空氣普遍渾濁的天氣現象[2]。沙塵天氣是風將地面塵土、沙粒卷入空中使空氣混濁的一種天氣現象的統稱，包括浮塵、揚沙、沙塵暴、強沙塵暴和特強沙塵暴天氣[3]。霾和沙塵都屬于低能見度天氣，但霾和沙塵很難用肉眼區分[4]。霾和沙塵天氣發生時，常伴隨著顆粒物超標。霾出現時首要污染物通常為PM2.5，沙塵發生時，首要污染物通常為PM10[5]。

顆粒物影響太陽輻射的散射和吸收及人體健康，對能見度亦發揮重要作用[6-7]。針對京津冀地區冬季污染過程的研究結果表明，在京津冀地區，盛行偏南風時，污染物會向北京輸送，導致或加重北京地區的霾天氣[8]。沙塵天氣與大氣環流形勢關系密切[9]，弱輻合區、穩定層結及小風速等氣象條件均不利于污染物擴散，是導致或加重重污染天氣的原因之一[10]。部分研究對北京地區典型回流沙塵天氣分析結果表明，沙塵回流時顆粒物濃度與氣態污染物濃度均表現出同步上升的變化趨勢[11]。劉超等[12]對北京2018年3月26-29日一次“先霾后沙”的空氣污染過程分析結果表明，河北省中南部、山西省中部等地在霾影響時段，對北京PM2.5貢獻較多，而沙塵影響時段，北京地區的PM10主要來源于內蒙古中部和遼寧西部。郭虎等[13]研究發現，北京“回流”天氣形勢下，沙塵可以沿著偏東風返回北京造成二次污染。張亞妮等[14]通過分析2012年4月27-28日影響北京的一次沙塵天氣，并通過HYSPLIT模式模擬，發現一次由東風回流造成北京揚沙天氣的個例。熊亞軍等[5]對北京2015年3月26-31日一次霾和沙塵混合污染天氣過程分析表明，該過程可分為霾-沙塵-沙塵回流-霾4個發展階段，是一次典型的沙塵回流所導致的混合污染型天氣個例。

2018年11月22日-12月5日，太原市出現一次霾和沙塵混合型污染天氣過程。根據山西省氣象信息中心多年氣象資料統計結果，太原市冬季出現沙塵次數較少，霾和沙塵混合污染過程亦較少，因而針對太原地區此類污染過程的研究很少。事實上，大氣污染受本地污染源排放、區域傳輸、天氣氣候條件等多種因素的影響。人類活動、工業化及城市化進程導致氣候變暖、“溫室效應”加劇、冷空氣活動減弱[15-16]；城市擴建導致“熱島效應”增強，高樓林立對城市通風造成影響[17-18]。上述諸多因素導致這類“混合型”“非典型污染天氣”個例正逐漸變得“典型”起來。此類污染過程能見度持續較低，天氣現象肉眼難以分辨，對人類健康、生活生產活動造成了一定的影響。本文針對太原市此次混合型污染天氣過程，對其環流形勢、氣象條件、垂直擴散條件、后向軌跡及顆粒物濃度與氣態污染物濃度之間的關系進行分析，探求太原市此類混合型污染天氣的發生發展機制，以期為更好地開展環境氣象預報及太原地區的污染治理提供參考。

1 資料和方法

1.1 研究區域概況

山西省地形復雜，總的地勢是“兩山夾一川”，中部為一列串珠式盆地沉陷，平原分布其間。全省主體輪廓很像一個“凹”字形，太原市位于山西省境中央，太原盆地的北端，西、北、東三面環山，中、南部為河谷平原，全市整體地形北高南低呈簸箕形(圖1)。太原是全國能源重化工基地之一，工業結構及地形因素造成了該地區大氣污染較為嚴重，以盆地為主的地形特征非常不利于污染物的擴散[18]。

圖1 山西省地形、太原市區所在位置(a)及太原市環境監測站位置(b)

1.2 數據來源

PM2.5、PM10、SO2、NO2濃度數據及AQI(air quality index，空氣質量指數)數據為山西省生態環境監測中心提供的2018年11月21日-12月7日逐日及逐小時監測數據，監測站點數量為9個，均位于太原市建成區范圍內。根據環境空氣質量評價技術規范(HJ663-2013)要求，各監測點小時濃度監測數據為整點時刻前1 h時段內監測點污染物濃度的算術平均值，日均值為各監測點24 h平均濃度值的算術平均值。氣象數據為山西省氣象信息中心太原市小店站同期觀測數據。用于后向軌跡模式計算的同期氣象場為美國國家環境預報中心(NCEP)提供的全球資料同化系統(global data assimilation system，GDAS)數據，每日4個時次，即00:00、06:00、12:00和18:00(世界時)，水平分辨率為1°×1°。衛星數據來源于同期葵花8號衛星監測數據，圖片由北京中科銳景科技有限公司制作。

1.3 研究方法

1.3.1 HYSPLIT后向軌跡模型

HYSPLIT模型是由美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)的空氣資源實驗室和澳大利亞氣象局在過去20年間聯合研發的一種用于計算和分析大氣污染物輸送、擴散軌跡的專業模型。該模型是具有處理多種氣象要素輸入場、多種物理過程和不同類型污染物排放源功能的較為完整的輸送、擴散和沉降模式，已經被廣泛地應用于多種污染物在各個地區的傳輸和擴散的研究中。將太原市(37.87°N、112.53°E)設為起點，將模擬起始高度設置為500 m[19]，模擬時長為72 h，進行后向軌跡計算，并對氣流軌跡進行聚類分析。

1.3.2 聚類分析方法

聚類分析是一種多元統計技術，可對大量的數據進行分組，合理有效地簡化數據，提高信息利用率，廣泛應用于大氣污染研究中。根據氣團移動速度和方向對大量軌跡進行分組，得出不同的輸送軌跡分組，可以比較直觀地了解氣團的來源方向和傳輸距離。本研究采用二分K均值算法進行聚類分析。該算法首先將所有的軌跡作為一組，然后將該組一分為二，之后選擇其中的一個組繼續劃分，選擇哪一個組進行劃分取決于對其劃分是否可以最大程度地降低誤差。重復上述基于風向角度的劃分過程，直到組數目和指定的K值相等，K值代表聚類軌跡條數[20-21]。

風向角度計算方法如下：

(1)

Ai=(X1(i)-X0)2+(Y1(i)-Y0)2

Bi= (X2(i)-X0)2+(Y2(i)-Y0)2

Ci= (X2(i)-X1(i))2+(Y2(i)-Y1(i))2

式中，(X1，Y1)和(X2，Y2)分別表示軌跡1及2的坐標，d12表示軌跡1和2的夾角距離。

2 結果分析

2.1 污染過程分析

2018年11月21日-12月5日，太原市出現了一次大氣污染過程。表1給出了本次污染過程日均PM10及PM2.5濃度，PM2.5/PM10(濃度比值，下同)、日均能見度、空氣質量級別、首要污染物及日空氣質量指數(AQI)、天氣現象等。此次污染過程時間較長，歷時14天，其中有9天處于中度污染以上。根據山西省氣象信息中心氣象觀測資料，本次污染過程期間，霾和沙塵天氣現象交替出現。山西省生態環境監測中心的污染物監測數據結果表明，本次天氣污染過程污染物主要為顆粒物。

表1 太原市2018年11月21日-12月7日逐日氣象要素及污染物概況

圖2為葵花8號衛星監測的本次污染過程出現的沙塵天氣(粉色代表沙塵)。圖3給出了此次過程能見度及濕度，PM2.5、PM10質量濃度變化、PM2.5/PM10、風向風速逐小時變化趨勢，圖3(b)中圓圈表示沙塵天氣時段。由于此類低能見度天氣常出現天氣現象特征不明顯、肉眼無法判斷的時段，根據現有研究結果，出現此類天氣現象時，當PM2.5/PM10濃度比值<0.35時，可視為沙塵天氣現象[22]。

圖2 2018年11月26日06:30(a)及12月3日03:00(b)葵花衛星檢測的山西省區域沙塵分布圖

由圖3可知，整個過程期間，偏西北氣流與偏南氣流交替出現，霾和沙塵天氣現象亦交替出現，同時還出現了霾天氣和沙(浮)塵天氣特征比較不明顯的時段。受弱冷空氣影響，地面風向以西北風為主時，一般伴隨沙(浮)塵出現。由PM2.5/PM10值來看，沙(浮)塵出現時段，PM2.5/PM10值會急劇下降。污染過程期間，PM2.5/PM10值為0.05～0.64，平均能見度為7.8 km。整個污染過程可分為五個階段:階段一：起始于11月21日夜間的霾天氣現象時段；階段二：始于11月26日傍晚的沙塵天氣現象時段；階段三：始于11月28日午后的霾天氣現象時段；階段四：始于12月2日晚的沙塵天氣現象時段；階段五：始于12月5日凌晨的霾天氣時段，12月6日凌晨起污染過程結束。

根據氣象觀測數據、PM2.5/PM10值(表1及圖3)及霾天氣定義[2]綜合判斷，此次污染過程是一次霾和沙塵天氣現象交替出現，PM2.5、PM10超標導致的污染過程。

圖3 太原市2018年11月21日-12月6日能見度、濕度(a)和風向風速、PM2.5、PM10濃度及PM2.5/PM10(b)逐時變化

第一階段：11月21日至11月26日。11月21日，空氣質量指數(AQI)為68，空氣質量級別為良，小時能見度基本大于30 km，11月21日21時起，能見度開始下降，至21日23時小時能見度降至8 km，大氣中的污染物尤其是PM2.5濃度逐步累積增加。根據PM2.5/PM10值及歷史氣象觀測資料判斷，該階段天氣現象為霾，持續至11月26日白天。第一階段平均能見度為7.7 km。這是由于當地面風速較小，天氣靜穩，污染物難以擴散，粒徑較大的顆粒物受重力影響會沉降，而細粒子容易懸浮在空氣中累積，所以PM2.5濃度會逐步累積增加，細粒子濃度的增加導致PM2.5/PM10小時濃度比值亦呈增加趨勢。此階段污染特征為能見度較低，以輕度污染為主，并隨著污染物的累積，PM2.5/PM10值呈增加趨勢。

第二階段：11月26日至11月28日。11月26日，能見度持續較低，天氣現象由霾逐漸轉為沙塵(由于沙塵到達時間較晚，致使26日PM2.5/PM10濃度比值仍大于0.35，該日天氣現象記為霾和沙塵)。本階段平均能見度為7.4 km。葵花8號衛星監測結果顯示(圖2a)，26日06：30，山西上空出現沙塵，隨著沙塵的到來，能見度逐步降低，最低降至3 km。11月26日，天氣現象肉眼難以區分，根據PM2.5/PM10值并結合葵花衛星數據判斷，26日至28日凌晨，天氣現象均為沙塵。沙塵初期PM2.5與PM10濃度均呈增加趨勢，其中PM10濃度從15時開始，呈現暴發式增長，從268.0 μg/m3增加至20時的653.2 μg/m3，達當日最高值，此時，地面小時平均風速為4.8 m/s(橢圓內為風速桿)，亦達到26日最大，風向為WNW。此后PM10濃度略微下降。在本次沙塵過程期間，PM10濃度均處于較高水平，這是由于沙塵從沙源地隨氣流到達太原上空后，質量較大顆粒物從高空逐步沉降到地面，而質量較小的粒子會懸浮在空氣中。11月26日，PM10日均濃度值為364 μg/m3，AQI為220，首要污染物為PM10，污染程度為重度污染。11月27日PM10日均濃度值為305 μg/m3，AQI為178，首要污染物亦為PM10。在11月26日開始的沙塵天氣現象期間，PM2.5濃度呈現波動變化趨勢。在沙塵到達初期，PM2.5濃度亦有所增加，但PM2.5/PM10值會隨著沙塵的到來急劇下降，最低降至21時的0.16。這是由于沙塵隨著氣流到達后，空氣中粗粒子的比重增加，而地面西北風風速增加對在霾天氣階段累積的細粒子有一定的清除作用。此后隨著粗粒子的沉降，PM2.5/PM10又有所增加。此階段污染特征為能見度低，以重度污染和中度污染為主，PM2.5/PM10值急劇下降后緩慢上升。

第三階段：11月28日至12月2日。11月28日凌晨起，天氣現象逐漸轉變為霾。該階段平均能見度為5.3 km，能見度較第一、第二階段的有所下降，這可能是由于前期污染物的不斷累積所致。28日PM10日均濃度為337 μg/m3，地面風速逐漸減小，PM2.5濃度逐漸增加。至12月2日夜間冷空氣到達之前，PM2.5濃度出現最高值(257.25 μg/m3)，PM2.5/PM10小時濃度比值亦逐漸上升。這是由于當地面偏南風風速較小時，空氣污染擴散氣象條件較差，空氣中細粒子會逐步累積，同時空氣中質量較大的例子會沉降，因而PM2.5/PM10值增加。此階段主要特征為能見度低，小時首要污染物主要為PM2.5，以中度污染和重度污染為主。

第四階段：12月2日至5日。12月2日19時開始，地面風向轉為偏北風。12月2日20時起，根據PM2.5/PM10值、歷史氣象資料，并結合葵花衛星數據(圖2b)綜合判斷，地面天氣現象由霾轉為沙塵，空氣濕度下降，PM2.5/PM10值下降，PM10濃度逐漸升高。期間PM10小時濃度最高，為387.6 μg/m3，出現在12月3日02時。之后隨著顆粒物的沉降，PM10濃度逐漸降低。該階段能見度持續較低，最低值為5.9 km，出現在12月3日01時，此后能見度有所增加，第四階段平均能見度為14.2 km。12月4日08-11時，能見度出現大于30 km時段，之后能見度又逐漸減少。這可能是由于在本階段沙塵過程后期，地面風向為西北風向，且風速持續較大，空氣污染擴散氣象條件轉好，而沙塵中粒徑較大的顆粒物已沉降或通過擴散清除，地面粒徑較小的顆粒物在西北風風速較大時不容易累積，所以出現短時能見度較好。從PM2.5濃度水平來看，相比11月26日的第二階段沙塵過程，12月2日的第四階段的沙塵過程中，PM2.5濃度整體低于11月26日沙塵過程的濃度(11月26日沙塵過程期間，PM2.5平均濃度為95.8 μg/m3，本次沙塵過程PM2.5平均濃度為54.4 μg/m3)。這是由于12月2日的沙塵過程期間地面平均風速(2.8 m/s)大于11月26日沙塵過程期間地面平均風速(1.2 m/s)，較大風速有利于細粒子的清除。此階段主要特征為能見度短時轉好但很快降低，由重度污染轉為輕度污染，首要污染物由PM2.5轉為PM10，PM2.5/PM10值急劇降低。

第五階段：12月5日至12月6日。12月5日05時起至12月6日00時，天氣現象由沙塵轉為霾。該時段內平均能見度為4.8 km，顆粒物濃度、空氣濕度均持續上升，PM2.5/PM10值增加。本階段污染物變化具有霾天氣現象階段典型變化特征[9-10]。之后從12月6日夜間起，冷空氣影響太原。由于污染物累積時間較短，所以本階段污染以中度污染為主。隨著冷空氣到達，空氣污染擴散氣象條件好轉，污染物濃度下降，12月6日AQI為74，空氣質量級別為良，此次污染過程結束。

本次污染過程歷時較長，霾與沙(浮)塵交替出現，天氣現象肉眼難以區分，能見度低，輕、中、重度污染均有出現，PM2.5和PM10作為首要污染物交替出現。

2.2 環流形勢分析

圖4給出了污染過程期間部分時段高空500 hPa形勢、海平面氣壓場及850 hPa風場。從11月25日18時高空500 hPa形勢場(圖4a)來看，太原高空受華北弱脊控制，中緯度環流較平直，地面形勢為均壓場(圖4b)，850 hPa風場(圖4a)為弱偏南氣流。此類天氣形勢所對應的大氣層結穩定，地面風速小。在秋冬季，當山西省位于此類天氣形勢下，近地層極易形成逆溫層，而較弱的上升運動卷起地表污染物滯留在空中，由于大氣層結穩定，容易形成霾天氣[19]。冷空氣到來之前，大氣污染擴散氣象條件持續較差，PM2.5累積至最大值，天氣現象為霾，地面能見度低，11月25日平均能見度為6.6 km。

從11月26日06時及12時高空500 hPa形勢場(圖4c、e)來看，太原處于東北冷渦底部，850 hPa(圖4c、e)以西北氣流為主，地面處于蒙古高壓底前均壓場(圖4d、f)，受東北冷渦東移影響，冷空氣攜帶大量沙塵即將影響太原。影響山西的沙塵天氣一般有西北路徑、偏西路徑和偏北路徑[23]。結合后向軌跡分析，本次沙塵過程為西北路徑[23]。11月26日，太原出現沙塵污染過程，天氣現象由霾變為沙塵，11月26日20時，PM10小時濃度達到最高，為653.2 μg/m3。

圖4 太原市2018年11月21日-12月6日重污染天氣過程期間部分時段500 hPa形勢場及850 hPa風場、地面氣壓場

從12月2日00時高空500 hPa形勢場(圖4g)來看，太原受較平直西風氣流控制，850 hPa風場(圖4g)為弱偏南氣流，地面形勢場(圖4h)為蒙古高壓前部，地面風速較小，污染物逐漸累積，17時出現此次污染過程中PM2.5小時濃度最高值，為257.3 μg/m3。12月2日當天日均能見度為4.4 km，之后隨著蒙古大槽東移(圖略)，沙塵隨冷空氣到達太原，再次出現沙塵天氣現象。

此次污染過程環流形勢分析結果表明,在高空天氣系統東移影響山西的過程中，太原地面均位于弱高壓底部，距離高壓中心較遠，冷空氣較弱，近地面大氣層結穩定，弱冷空氣對污染物的清除作用有限，同時攜帶沙塵到達地面，導致霾和沙塵的交替出現，天氣現象肉眼難以區分，能見度持續較低。

2.3 垂直擴散條件

圖5給出了太原市本次污染過程中部分典型時段T-lnp圖。由圖5(a)可知，11月26日20時，近地面風速的增加，導致近地面濕度降低，雖然近地面風速較大，但由于持續時間較短(見圖3)，地面逆溫層仍存在，850 hPa為偏西北氣流，此時天氣現象為沙塵，PM10小時濃度值達到本次污染過程峰值(653.2 μg/m3)。逆溫層的存在導致近地面已累積的污染物不容易擴散清除，冷空氣攜帶沙塵到達以后，污染反而進一步加重，能見度持續較低，天氣現象肉眼難以分辨。

圖5 太原市2018年11月26日20時(a)、12月2日08時(b)、12月6日08時(c)重污染天氣過程期間T-lnp圖

從12月2日08時T-lnp圖來看(圖5b)，近地面為西南氣流，近地面及850 hPa均出現逆溫，且濕度較大，雙層逆溫導致大氣污染擴散氣象條件極差，而地面濕度大又導致細粒子容易吸濕增長，近地面污染物不斷累積，能見度低。至12月2日17時，PM2.5小時濃度值出現本次污染過程最高值(257.3 μg/m3)，此時天氣現象為霾，冷空氣尚未影響太原。

由12月6日08時T-lnp圖來看(圖5c)，地面及高空均出現較強西北氣流，逆溫層消失，此時，空氣污染擴散氣象條件良好，污染物清除，此次污染過程結束。

從整個污染過程08時及20時T-lnp圖來看(圖略)，近地面均有不同程度逆溫出現，在天氣現象以霾為主時段，空氣濕度高于沙塵天氣階段的濕度(霾天氣現象階段的平均濕度為56.2%，沙塵天氣現象階段的平均濕度為32.1%)，逆溫層厚度及強度均大于沙塵階段的，整個污染時段，冷空氣活動次數多，但強度弱，不易打破近地面逆溫層，對污染物的清除作用非常有限。

2.4 后向軌跡分析

通過后向軌跡模式，對整個污染過程期間逐時后向軌跡進行計算，并通過二分K值法聚類分型，軌跡的路線和方向表示氣團在到達計算點(太原市)所經過的地區，根據其長短可以判斷出氣團移動的速度，長軌跡對應移動快速的氣團，短軌跡對應移動緩慢的氣團。

整個污染過程期間的軌跡分為4類，水平方向軌跡見圖6。從聚類結果來看，2類軌跡為首要污染物為PM10的污染軌跡，其平均移動速度為10.5 m/s。此類軌跡影響時段，PM2.5/PM10平均值為0.34，視為沙塵軌跡，這與冷空氣攜帶沙塵到達目標城市形成污染是一致的。1類軌跡PM2.5/PM10平均值為0.54，其平均移動速度為2.7 m/s，此類軌跡移動速度慢，從其空間特征來看，垂直運動過程中的下沉后再抬升現象更容易將沿途的低層污染物裹挾向下游輸送[21]。在此次污染過程中，此類軌跡對應首要污染物為PM2.5的霾天氣，這與在大氣污染擴散氣象條件較差時段，PM2.5粒徑較小更容易在空氣中懸浮相一致。3類及4類軌跡，對應PM2.5/PM10平均值分別為0.42和0.45。4類軌跡移動速度較3類軌跡的快，從其空間特征來看，亦在垂直方向上出現先下沉后再抬升的運動過程，此類軌跡亦對應首要污染物為PM2.5的霾天氣。其中，1類和3類軌跡的移動速度均小于5 m/s，為近距離輸送。2類軌跡和4類軌跡分別占污染過程期間軌跡的67.9%和27.9%，這是由于太原市地處中緯度地帶大陸內部，西北風盛行，軌跡結果與太原所處的地理位置和季風氣候是相適應的[20-28]。

圖6 太原市2018年11月21日-12月6日重污染天氣過程期間后向軌跡聚類結果(a)及其空間特征(b)

2.5 氣態污染物(SO2、NO2)變化特征

圖7給出了污染過程期間太原市顆粒物與氣態污染物濃度逐時變化。由圖7可知，11月26日，在沙塵到達之前(天氣現象為霾時)，SO2和NO2濃度與PM2.5濃度呈現協同變化趨勢，13時SO2濃度最高，達到了當日最高值(94.3 μg/m3)，NO2濃度亦出現當日最高值，為100.4 μg/m3。這是由于此時地面風速較小，大氣污染氣象擴散條件較差，空氣中污染物不斷累積。隨著地面風速增大，天氣現象逐漸轉變為沙塵，PM10濃度暴發式增長，SO2和NO2濃度快速下降，同時PM2.5/PM10值出現大幅下降，至11月26日21時，SO2濃度為14.2 μg/m3，NO2的濃度下降至當日最低值29.8 μg/m3。之后隨著風速降低，天氣現象再次轉變為霾時，SO2和NO2濃度與PM2.5濃度變化趨勢又趨于一致。本次污染過程中沙塵天氣階段和霾天氣階段均呈現類似變化特征，說明氣態污染物(SO2和NO2)的濃度受地面風向及風速影響較大[5,12,29-32]。在典型的霾天氣時段，SO2和NO2濃度與PM2.5濃度變化趨勢一致；在沙塵影響時段，隨著風速的增加，SO2和NO2的濃度呈現下降趨勢。

圖7 太原市2018年11月21日-12月6日重污染天氣過程期間顆粒物與氣態污染物濃度逐時變化

3 結 論

(1)2018年11月22日-12月5日太原市冬季出現的霾和沙塵“混合型”污染天氣過程，歷時14天，首要污染物為顆粒物，可分為“霾-沙塵-霾-沙塵-霾”五個階段，屬于一種“非典型性”污染過程。

(2)沙塵隨著氣流到達后，空氣中粗粒子的比重增加，PM10濃度呈現暴發式增長，與此同時地面風速的增大對霾天氣階段累積的細粒子有一定清除作用，導致在沙塵影響階段初期，PM2.5/PM10值呈現急劇下降趨勢；當天氣現象逐步轉為霾時，地面風速減小，天氣靜穩，空氣中質量較大的粗粒子受重力影響逐步沉降，而細粒子將持續懸浮在空氣中并不斷累積，導致PM2.5濃度逐步增加，PM2.5/PM10值亦呈增加趨勢。

(3)在此次過程期間，隨著高空天氣系統東移影響山西，太原地面位于弱高壓底部，距離高壓中心較遠，冷空氣較弱，近地面大氣層結仍趨于穩定，整個污染過程期間08時及20時近地面均有不同程度逆溫出現，冷空氣對污染物的清除作用有限，同時攜帶沙塵到達地面，導致霾和沙塵的交替出現。

(4)整個污染過程期間的后向軌跡分為4類，以PM10污染為主的沙塵天氣軌跡移動速度高于以PM2.5污染為主的霾天氣軌跡移速；在垂直方向上出現先下沉后再抬升的空間運動軌跡，對應首要污染物為PM2.5的霾天氣。

(5)氣態污染物(SO2和NO2)濃度在沙塵天氣和霾天氣時段呈現不同變化特征。由于氣態污染物的濃度受地面風向及風速影響較大，在沙塵階段，隨著PM10濃度暴發式增長，SO2和NO2濃度快速下降；在風速降低，天氣現象逐漸轉變為霾時，SO2和NO2濃度與PM2.5濃度變化趨勢基本一致。