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      內(nèi)蒙古西部地區(qū)一次空氣污染過(guò)程分析

      2018-08-28 09:29:02于莉麗
      天津科技 2018年8期
      關(guān)鍵詞:呼和浩特市能見(jiàn)度氣壓

      于莉麗

      (內(nèi)蒙古錫林郭勒盟氣象局 內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林浩特026000)

      0 引 言

      我國(guó)近年來(lái)空氣污染日益嚴(yán)重,珠三角、東北地區(qū)均出現(xiàn)不同程度的污染,吳兌等[1-2,4]對(duì)南方霧霾天氣的發(fā)生、發(fā)展及成因進(jìn)行了細(xì)致的分析。曹偉華等[3]對(duì)京津冀地區(qū)的霧霾天氣進(jìn)行分析研究。隨著內(nèi)蒙古的發(fā)展,空氣污染時(shí)有發(fā)生,本文以內(nèi)蒙古西部呼和浩特市 2014年發(fā)生的一次霧霾天氣為代表,分析此次空氣污染過(guò)程的特征及成因,為霧霾天氣的預(yù)防及控制提供參考。

      1 內(nèi)蒙古西部地區(qū)的一次空氣污染過(guò)程

      從圖1(a)呼和浩特的 2014年 12月 26~29日能見(jiàn)度變化圖上來(lái)看,26日11時(shí)~29日20時(shí)出現(xiàn)持續(xù)性霾,最低能見(jiàn)度是27日20時(shí)的1.9,km,其余時(shí)段最低能見(jiàn)度在 7.0,km以下,其中在27日 08時(shí)出現(xiàn)短暫性輕霧。

      圖1 呼和浩特與包頭地面氣象要素變化Fig.1 Changes of surface meteorological elements in Hohhot(a)and Baotou(b)

      從圖1(b)包頭的 2014年 12月 26~29日能見(jiàn)度變化圖上來(lái)看,包頭只在26日23時(shí)、28日05時(shí)、29日05至08時(shí)記錄霾,26日08時(shí)至29日08時(shí),能見(jiàn)度在 12,km 以下,最低能見(jiàn)度 5.0,km,出現(xiàn)在29日08時(shí)。

      內(nèi)蒙古西部地區(qū)2014年12月26日中度污染,27~29日持續(xù)出現(xiàn)重度污染,30日有所好轉(zhuǎn),為輕度污染。

      2 污染物成分分析

      從表1可知,內(nèi)蒙古西部地區(qū)空氣污染時(shí)段為2014年 12月 26~29日,其中 27~29日為重度污染,主要污染物為 PM2.5,選取呼和浩特站的 AQI值可以看出,27~29日 AQI值均在 200以上,達(dá)到重度污染。

      表1 2014年12月25~30日呼和浩特站污染狀況Tab.1 The pollution status of Hohhot station from December 25 to December 30,2014

      圖2 2014年12月24日~2015年1月1日大氣污染成分Fig.2 The air pollution components from December 24,2014 to January1,2015

      從圖2大氣污染成分分析可得,在2014年27~29日污染最嚴(yán)重時(shí)段 O3成分呈下降的趨勢(shì),而NO2、NOx成分在 25~29日均為高值,其他成分均在27~29日為高值,說(shuō)明在污染最重的時(shí)段主要污染物為 PM10、PM2.5。

      3 天氣過(guò)程形勢(shì)

      3.1 高空形勢(shì)分析

      500,hPa下,2014年12月26日08時(shí)內(nèi)蒙古河套地區(qū)處于短波槽后的偏西、西北氣流控制之下,河套地區(qū)為弱的溫度槽控制。27日20時(shí)~30日08時(shí),內(nèi)蒙古西部地區(qū)受西北氣流控制。850,hPa下,27日20時(shí),短波槽東移,西部地區(qū)受槽后西北氣流控制,風(fēng)速為8,m/s左右,無(wú)明顯溫度脊。28日08時(shí)~29日20時(shí),烏拉爾山高壓脊建立且緩慢東移,內(nèi)蒙古西部地區(qū)受脊前西北氣流控制,風(fēng)速 6~12,m/s,溫度脊明顯,30日08時(shí),冷空氣入侵,污染天氣結(jié)束。

      3.2 地面形勢(shì)分析

      2014年12月26日08時(shí)~27日20時(shí),內(nèi)蒙古西部地區(qū)由弱倒槽的頂部轉(zhuǎn)由高壓頂前部控制,氣壓梯度小,為污染物的積聚提供了有利的條件。28日08時(shí)~29日08時(shí),地面高壓東南方向伸展,內(nèi)蒙古西部地區(qū)仍處于弱氣壓梯度區(qū)。26日 08時(shí)~29日20時(shí),風(fēng)力2~4,m/s,30日02時(shí),貝湖冷高壓南壓,風(fēng)速開(kāi)始增大,污染物擴(kuò)散。

      4 地面要素分析

      2014年12月27日08時(shí),呼和浩特市地面氣壓升至最高,之后當(dāng)氣壓下降時(shí),露點(diǎn)溫度也在下降,而氣溫則變化不大,說(shuō)明呼和浩特市濕度在減小,處于弱氣壓場(chǎng)下,有利于污染物的積聚。而包頭市在27日 08時(shí)開(kāi)始?xì)鈮合陆禃r(shí),氣溫也在升高,而露點(diǎn)溫度變化不大,說(shuō)明包頭市濕度在減小,處于弱氣壓場(chǎng)下,也有利于污染物的積聚。

      25日20時(shí)~30日08時(shí)呼和浩特市地面風(fēng)速均在4,m/s以下,有利于污染物的積聚,而30日08時(shí)之后風(fēng)力迅速增大至 10,m/s,有利于污染物的擴(kuò)散。而包頭市的地面風(fēng)速均在 4,m/s以下,有利于污染物的積聚,30日 08時(shí)之后風(fēng)力迅速增大,有利于污染物的擴(kuò)散。

      5 物理量場(chǎng)分析

      5.1 動(dòng)力條件分析

      沿北緯 40,°N 進(jìn)行剖面(見(jiàn)圖3),從呼和浩特市111.68,°E附近整層來(lái)看,2014年12月26日08時(shí),為弱的正渦度和負(fù)垂直速度,尤其在 500,hPa以下,整層是弱的上升運(yùn)動(dòng);到27日20時(shí),呼和浩特市上空是弱的正垂直速度區(qū)及弱的正渦度區(qū)控制,沒(méi)有明顯上升下沉運(yùn)動(dòng);28日 08時(shí)~29日 20時(shí),以下沉運(yùn)動(dòng)為主,但是較弱。

      圖3 2014年12月26日08時(shí)、27日20時(shí)、28日08時(shí)、29日08時(shí)垂直速度(單位:Pa/s)和渦度(單位:10-5 s)沿40°N垂直剖面Fig.3 Vertical velocity(Pa/s)and vorticity(10-5 s)at 08:00(left),20:00(right)on December 26,2014,08:00(lower left)on December 28 and 08:00(lower right)on December 29,2014 along 40 °N vertical section(shadow is vertical velocity and contour is vorticity)

      5.2 水汽條件分析

      2014年12月26日08時(shí)至29日20時(shí),內(nèi)蒙古西部地區(qū)相對(duì)濕度變化不大,基本維持在40%~60%。

      5.3 層結(jié)條件分析

      對(duì)呼和浩特26日08時(shí)至29日20時(shí)的溫度平流時(shí)序圖進(jìn)行分析,600,hPa以下均為弱的暖平流,持續(xù)幾日高空以西北氣流為主,30日開(kāi)始冷平流明顯,地面風(fēng)力加大,污染物擴(kuò)散。

      選取呼和浩特(53463)Tlogp圖(見(jiàn)圖4)分析,2014年 12月 27~29日污染最重時(shí)段,逆溫層一直存在,基本維持在 850,hPa附近,且 850,hPa風(fēng)速在4,m/s以下,濕度較差,不利于污染物的擴(kuò)散。

      圖4 呼和浩特市Tlogp圖Fig.4 Tlogp chart at 08:00 on December 27(a),20:00 on December 28(b),20:00 on December 29(c),and 08:00 on Decem-ber 30(d),2014

      6 總 結(jié)

      ①本次空氣污染過(guò)程在內(nèi)蒙古西部地區(qū)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),主要污染物為PM2.5。

      ②環(huán)流背景是屬于高空脊前西北氣流型,850,hPa溫度脊明顯;地面上內(nèi)蒙古中西部地區(qū)只在26日處于倒槽頂部,隨后一直受高壓頂前部控制,地面氣壓梯度小,風(fēng)速在 4,m/s以下,這些是污染物不易擴(kuò)散的主要原因。

      ③呼和浩特市、包頭市地面風(fēng)速均在 4,m/s以下,有利于污染物的積聚,之后風(fēng)力迅速增大至10,m/s,有利于污染物的擴(kuò)散。

      ④物理量場(chǎng)上垂直運(yùn)動(dòng)較弱,污染最嚴(yán)重時(shí)段有逆溫層的存在;相對(duì)濕度變化不大,基本維持在40%~60%,弱暖平流控制,不利于污染物擴(kuò)散,30日開(kāi)始冷平流明顯,地面風(fēng)力加大,污染物擴(kuò)散。

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