冬季霧霾事件的氣象特征研究

■趙鐘博

（遼寧沈陽(yáng)110141）

冬季霧霾事件的氣象特征研究

■趙鐘博

（遼寧沈陽(yáng)110141）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，我國(guó)的環(huán)境問(wèn)題愈發(fā)凸顯，為我國(guó)未來(lái)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)蒙上了一層陰影。在諸多環(huán)境污染問(wèn)題中，空氣污染問(wèn)題尤其突出。近年來(lái)，霧霾問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重，成為大眾關(guān)注的焦點(diǎn)。冬季是霧霾現(xiàn)象的高發(fā)時(shí)節(jié)，各種不同的因素都對(duì)霧霾問(wèn)題的發(fā)展起到了推波助瀾的作用。本文從冬季的霧霾事件著手，深入研究有關(guān)于此的氣象特征，為最終解決霧霾問(wèn)題提出自己的意見(jiàn)和建議。

冬季霧霾 氣象特征 空氣污染

0　前言

2015年11月，沈陽(yáng)遭遇了歷史上最大程度的霧霾，PM2.5的數(shù)值達(dá)到了1400毫克每立方米，而世界衛(wèi)生組織的標(biāo)準(zhǔn)是最多25毫克立方米。不斷惡化的空氣污染嚴(yán)重的傷害了居民的健康和城市的形象。為什么每逢冬季，以沈陽(yáng)為代表的大城市就會(huì)進(jìn)入一段霧霾期呢？冬季霧霾事件的氣象特征也許能夠給我們答案。

1　霧霾監(jiān)測(cè)的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

對(duì)于霧霾的監(jiān)測(cè)主要有兩種形式，一種是地面實(shí)測(cè)的形式，一種是遙感監(jiān)測(cè)的形式。這兩種形式各有利弊，在不同的情況下能夠起到不同的作用，需要霧霾檢測(cè)人員靈活掌握和運(yùn)用。地面實(shí)測(cè)的優(yōu)勢(shì)是對(duì)于霧霾的嚴(yán)重程度評(píng)估可以非常準(zhǔn)確，而且可以順便對(duì)其他的空氣成分進(jìn)行監(jiān)測(cè)，來(lái)輔助氣象部門的評(píng)估工作。這些數(shù)據(jù)能夠?qū)Ρ敬戊F霾的成因提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)。而遙感監(jiān)測(cè)雖然也能得出霧霾嚴(yán)重情況的評(píng)估，但是無(wú)法對(duì)其他的環(huán)境參數(shù)做出評(píng)估。目前使用衛(wèi)星遙感技術(shù)來(lái)對(duì)霧霾進(jìn)行監(jiān)測(cè)主要是反演氣溶膠光學(xué)厚度來(lái)進(jìn)行研究。也有一些研究人員另辟蹊徑，利用霾的光學(xué)厚度來(lái)對(duì)霧霾進(jìn)行觀測(cè)[1]。

2　霧霾事件發(fā)生的氣象條件

以沈陽(yáng)市2015年11月的特大霾情為例，在霧霾發(fā)生時(shí)，沈陽(yáng)當(dāng)?shù)匦纬闪艘粋€(gè)景點(diǎn)的冬季輻射逆溫層。所謂的輻射逆溫，指的是由于地面輻射冷卻而形成的逆溫。輻射逆溫層一般冬季比較強(qiáng)，在這時(shí)形成了一次小范圍的高峰。整個(gè)逆溫層從距離地面1000-975mb上移到了1000-950mb的位置，與NPP/AOT的數(shù)據(jù)一起來(lái)看，這次霧霾事件是在10日夜晚爆發(fā)。這次霾情的發(fā)生，冬季逆溫現(xiàn)象和當(dāng)時(shí)的無(wú)風(fēng)的天氣狀況有著非常明顯的聯(lián)系[2]。

3　霧霾滯留及消亡的氣象特征

3.1霧霾滯留的氣象特征

根據(jù)地面實(shí)測(cè)和遙感監(jiān)測(cè)兩方面的數(shù)據(jù)，這次的霧霾事件爆發(fā)在沈陽(yáng)之后，沒(méi)有繼續(xù)對(duì)其他地區(qū)進(jìn)行大范圍擴(kuò)散，而是持續(xù)的影響著沈陽(yáng)，這導(dǎo)致了史上最嚴(yán)重的一次霧霾事件的爆發(fā)。沈陽(yáng)是遼寧省的省會(huì)，也是整個(gè)東北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)中心。這里重工業(yè)發(fā)達(dá)，整體工業(yè)化水平很高，霧霾問(wèn)題一直比較嚴(yán)重。我們把沈陽(yáng)作為例子，就是因?yàn)樯蜿?yáng)特殊的社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件，和近期爆發(fā)的大規(guī)模霧霾事件[3]。

在霧霾尚沒(méi)有爆發(fā)的9日，一個(gè)逆溫層已經(jīng)開(kāi)始發(fā)展，在12：00UTC達(dá)到了2.8度的最大值。這個(gè)逆溫層的進(jìn)一步發(fā)育與無(wú)風(fēng)天氣相配合，最終使沈陽(yáng)幾天之內(nèi)都籠罩在霧霾當(dāng)中。盡管對(duì)流對(duì)霧霾的形成有主要責(zé)任，但是風(fēng)力在這一過(guò)程中也起到了非常大的作用。

3.2霧霾消亡的氣象特征

根據(jù)霧霾事件后期的數(shù)據(jù)表明，沈陽(yáng)市經(jīng)歷了一次明顯的降溫過(guò)程，至少高達(dá)四度。降溫和隨之而來(lái)的冷鋒對(duì)沈陽(yáng)地區(qū)的霧霾有了明顯的驅(qū)散作用。同時(shí)由于市內(nèi)的抗霧霾機(jī)制逐漸開(kāi)始發(fā)生作用，至13日前后霧霾已經(jīng)基本消散。冷空氣到達(dá)沈陽(yáng)之后，空氣對(duì)流在垂直方向上減弱，僅僅一到兩天的時(shí)間，各項(xiàng)指數(shù)都已經(jīng)回歸到了正常水平。

4　氣象因素對(duì)PM2.5的影響

4.1溫度層結(jié)的影響

大氣邊界中的混合層在進(jìn)行熱量集散時(shí)的高度，體現(xiàn)了大氣污染被熱力湍流沖淡的區(qū)間?？紤]到大氣的穩(wěn)定程度。逆溫天氣有可能會(huì)使底層環(huán)境中的氣溶膠成分提高，大氣擴(kuò)散能力會(huì)下降，導(dǎo)致霧霾聚集之后就無(wú)法擴(kuò)散。

4.2氣溫的影響

由于沈陽(yáng)的霾情爆發(fā)時(shí)天氣時(shí)陰天，地表的空間溫度沒(méi)有辦法散開(kāi)，導(dǎo)致了逆溫現(xiàn)象。由于冷氣的作用，氣溫浮動(dòng)不不劇烈。綜合看來(lái)，溫差越大的天氣越不利于霧霾的防治。霧霾有可能在這樣的情況下突然爆發(fā)。

4.3風(fēng)速風(fēng)向的影響

接連數(shù)次的霧霾實(shí)際上最后散去都要?dú)w功于大風(fēng)，風(fēng)向和風(fēng)速切實(shí)的影響了霧霾的走向。霧霾的大規(guī)模爆發(fā)大多數(shù)都在無(wú)風(fēng)或者弱風(fēng)的天氣，在持續(xù)了幾天之后，又被到來(lái)的風(fēng)趕走。風(fēng)速越大，霧霾散得越徹底。如果風(fēng)速不夠，那么顆粒物就會(huì)停止自動(dòng)擴(kuò)散，導(dǎo)致霧霾盤踞在城市上空。但是風(fēng)速也不宜過(guò)大，如果超過(guò)了某個(gè)值，那么風(fēng)就會(huì)帶起地面揚(yáng)塵，加重霾情[4]。

4.4氣壓的影響

出現(xiàn)霧霾的天氣一般來(lái)說(shuō)氣壓波動(dòng)不明顯，穩(wěn)定的氣壓導(dǎo)致霧霾的集聚。氣壓出現(xiàn)比較大范圍的波動(dòng)，就能帶到空氣中顆粒物的流動(dòng)，促進(jìn)霧霾的盡快消散。

5　霧霾污染的氣象特征分析

5.1地面氣象特征

根據(jù)霾情爆發(fā)時(shí)的氣象監(jiān)測(cè)，沈陽(yáng)發(fā)生霧霾的幾天平均濕度都非常的高，而氣壓值都比較低。符合這個(gè)規(guī)則的幾天與霧霾最嚴(yán)重的幾天驚人的吻合，這意味著地面氣象特征能夠很好的反映霧霾的情況和變化。

5.2高空氣象特征

霧霾發(fā)生那幾天的高空氣象準(zhǔn)確的表現(xiàn)了氣溫的分布，反映了逆溫層的生長(zhǎng)和消失。高空氣象條件對(duì)于監(jiān)測(cè)霧霾的發(fā)生有十分重要的作用。

6　結(jié)論

霧霾問(wèn)題已經(jīng)成為全國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題，解決霧霾問(wèn)題需要我們把它重視起來(lái)。本文介紹了國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的進(jìn)展，分析了霧霾發(fā)生的氣象特征，對(duì)氣象條件對(duì)霧霾的影響進(jìn)行了分析。

[1]江彬彬.中國(guó)東部地區(qū)嚴(yán)重霧霾事件的多源衛(wèi)星遙感動(dòng)態(tài)觀測(cè)及氣象特征 [D].浙江大學(xué),2015.

[2]姚青,蔡子穎,韓素芹,曲平.2009年秋冬季天津低能見(jiàn)度天氣下氣溶膠污染特征 [J].氣象,2012,09:1096-1102.

[3]孔祥宇.成都市中心城區(qū)大氣重金屬污染特征分析與區(qū)域擴(kuò)散預(yù)測(cè) [D].成都理工大學(xué),2010.

[4]廖曉農(nóng),張小玲,王迎春,劉偉東,杜佳,趙玲慧.北京地區(qū)冬夏季持續(xù)性霧-霾發(fā)生的環(huán)境氣象條件對(duì)比分析 [J].環(huán)境科學(xué),2014,06:2031-2044.

X8[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-7-433-1

趙鐘博（1986～），男，研究方向?yàn)闅庀箢A(yù)報(bào)。