2010—2018年濟(jì)寧市霧霾天氣分析

高廣強(qiáng)　趙京峰　侯紅運(yùn)

摘要? ? 近年來，濟(jì)寧市霧霾天氣頻現(xiàn)，空氣污染問題顯著突出。本文對(duì)2010—2018年濟(jì)寧國(guó)家氣象觀測(cè)站觀測(cè)到的霧和霾等天氣現(xiàn)象進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明，濟(jì)寧市近9年來月平均霧日最多出現(xiàn)在1月，為4.0 d，占比約27.7%;最少出現(xiàn)在7月，為0.1 d，占比約0.8%。月平均霾日最多出現(xiàn)在12月，為8.7 d，占比約16.0%;最少出現(xiàn)在8月，為0.2 d，占比約0.4%。季平均霧日和霾日最多均出現(xiàn)在冬季，分別為7.9、25.0 d，分別占比約53.4%和44.8%;最少均出現(xiàn)在夏季，分別為0.8、7.2 d，分別占比約為5.3%和12.9%。年霧日和霾日最多均出現(xiàn)在2016年，分別為39、118 d;年霧日最少出現(xiàn)在2010年，為4 d;年霾日最少出現(xiàn)在2012年，為11 d。分析出濟(jì)寧市霧霾的形成主要與人為、氣象和地理等因素有關(guān)，人為因素是現(xiàn)階段的主導(dǎo)因素。霧霾主要對(duì)人體健康、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等產(chǎn)生危害。霧霾的防治主要從政策傾斜、人為因素控制、加強(qiáng)監(jiān)測(cè)、技術(shù)創(chuàng)新、民眾參與等方面開展。

關(guān)鍵詞? ? 霧霾天氣;特征;成因;危害;防治措施;山東濟(jì)寧;2010—2018年

中圖分類號(hào)? ? X513? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A

文章編號(hào)? ?1007-5739（2019）24-0170-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

濟(jì)寧市是山東重要的工業(yè)城市和煤炭產(chǎn)區(qū)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，近年來濟(jì)寧市大氣污染越發(fā)嚴(yán)重，民眾一直飽受霧霾天氣的困擾，迫切希望改善大氣污染狀況。2015年12月24日濟(jì)寧市氣象臺(tái)發(fā)布了本市氣象史上首個(gè)霾紅色預(yù)警信號(hào)，2016年濟(jì)寧年霧日和霾日更是歷史性的分別達(dá)到了39 d和118 d。霧霾不僅嚴(yán)重影響人們的身心健康、生產(chǎn)生活，也加劇了公眾對(duì)生存環(huán)境的憂慮和恐慌，對(duì)霧霾問題的治理已是箭在弦上[1-3]。本文通過對(duì)2010—2018年濟(jì)寧市霧霾等天氣現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)，并查閱了大量有關(guān)資料，總結(jié)分析出濟(jì)寧市霧霾的特征、成因、危害，并提出防治措施。

1? ? 數(shù)據(jù)來源與分析方法

1.1? ? 霧霾概述

霧和霾并非同一種天氣現(xiàn)象，要正確區(qū)分。霧是指大量微小水滴浮游空中，常呈乳白色，使水平能見度<1.0 km的一種天氣現(xiàn)象;霾是大量極細(xì)微的干塵粒等均勻地浮游在空中，使水平能見度<10.0 km空氣普遍混濁的天氣現(xiàn)象[4]。出現(xiàn)霧時(shí)的空氣相對(duì)濕度一般>90%，出現(xiàn)霾時(shí)的空氣相對(duì)濕度一般<70%，一般出現(xiàn)霧時(shí)的水平能見度比霾要小，霧對(duì)交通運(yùn)輸?shù)挠绊懜螅矊?duì)人體健康影響更大。霧和霾往往會(huì)交替出現(xiàn)，還會(huì)相伴存在，往往把它們統(tǒng)稱為“霧霾天氣”，一并開展研究。

1.2? ? 數(shù)據(jù)來源

對(duì)2010—2018年濟(jì)寧國(guó)家氣象觀測(cè)站（東經(jīng)116°36′05″、北緯35°26′28″）觀測(cè)到的霧和霾天氣現(xiàn)象進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，研究數(shù)據(jù)主要來源于月、年報(bào)表，并結(jié)合能見度、相對(duì)濕度、風(fēng)、降水和其他視程障礙現(xiàn)象等要素進(jìn)行了剔除和提取。

本階段的數(shù)據(jù)主要來自新型自動(dòng)氣象站，數(shù)據(jù)采樣密度大、準(zhǔn)確率高且減少了人為因素的干擾，因而統(tǒng)計(jì)出來的結(jié)果更加接近標(biāo)準(zhǔn)值，具有很高的參考和研究?jī)r(jià)值。

1.3? ? 統(tǒng)計(jì)方法

根據(jù)濟(jì)寧市的氣候特點(diǎn)以12月至翌年2月、3—5月、6—8月、9—11月分別表示冬、春、夏、秋四季。月、季平均霧日和霾日均采用算術(shù)平均，取1位小數(shù);各年霧日和霾日均為相應(yīng)年份對(duì)應(yīng)的月份累計(jì)值，取整數(shù)。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 濟(jì)寧市霧霾分布特征

2.1.1? ? 各月平均霧和霾日數(shù)。由圖1可以看出，月平均霧日較多的月份主要出現(xiàn)在1月和10—12月。其中，1月最多，為4.0 d，占比約27.7%;最少出現(xiàn)在7月，為0.1 d，占比約0.8%。月平均霾日較多的月份主要出現(xiàn)在1—3月、6月、10—12月，其中最多出現(xiàn)在12月，為8.7 d，占比約16.0%;最少出現(xiàn)在8月，為0.2 d，占比約0.4%。

2.1.2? ? 各季平均霧和霾日數(shù)。由圖2可以看出，各季度平均霧日數(shù)由大到小依次為冬季>秋季>春季>夏季，各季度平均霾日依次為冬季>春季>秋季>夏季。季平均霧日和霾日最多均出現(xiàn)在冬季，分別為7.9、25.0 d，占比分別約53.4%和44.8%;最少均出現(xiàn)在夏季，分別為0.8、7.2 d，占比分別約為5.3%和12.9%。

2.1.3? ? 逐年霧和霾日數(shù)。由圖3可以看出，年霧日和霾日最多均出現(xiàn)在2016年，分別為39、118 d;年霧日最少出現(xiàn)在2010年，為4 d。年霾日最少出現(xiàn)在2012年，為11 d。從總體演變趨勢(shì)看，霧和霾均先逐漸增多，2016年均達(dá)到了歷史峰值，隨后2年又逐漸減少，即空氣環(huán)境逐漸惡化達(dá)到一定程度后又逐漸改善的過程。

2.2? ? 濟(jì)寧市霧霾特征的成因

濟(jì)寧市霧霾特征的形成主要與人為因素、氣象因素和地理因素有關(guān)，其中人為因素是現(xiàn)階段的主導(dǎo)因素。

2.2.1? ? 人為因素。霾的形成與氣溶膠有很大關(guān)系，氣溶膠污染是霾形成的重要原因之一;沒有氣溶膠粒子的參與，也很難形成霧。分析傳統(tǒng)空氣環(huán)境，主要?dú)馊苣z粒子來自于自然環(huán)境，人類活動(dòng)的影響可以視為背景因素[5]。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)、城市建設(shè)、燃煤、生物質(zhì)燃燒、垃圾焚燒、汽車尾氣排放等都使得人為源氣溶膠排放量加大，造成霧霾天氣頻現(xiàn)。隨著人類活動(dòng)影響的增強(qiáng)，大氣污染主要來源主導(dǎo)由自然環(huán)境變?yōu)槿藶樵礆馊苣z粒子。

濟(jì)寧市是能源型城市，是山東省重要的工業(yè)城市和煤炭產(chǎn)區(qū)。煤礦林立，電廠圍城，水泥制造、藥品、造紙、建筑等企業(yè)比比皆是，造成近些年濟(jì)寧市空氣質(zhì)量急劇惡化。大量的空氣污染物來源于工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸和餐飲業(yè)、建筑業(yè)等，主要大氣污染物為總懸浮顆粒物（TSP）、可吸入顆粒物（PM10）、降塵（DF）、二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）等[6]。

隨著濟(jì)寧市霧霾天氣的頻現(xiàn)，空氣質(zhì)量的急劇下降，引起了政府和有關(guān)環(huán)保部門的重視，并采取了諸多措施。濟(jì)寧市人民政府于2016年3月24日下發(fā)了“關(guān)于印發(fā)濟(jì)寧市重污染天氣應(yīng)急預(yù)案”的通知，加大了空氣污染整治力度。2017年全市大氣環(huán)境質(zhì)量改善居全省首位。為了改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，2018年濟(jì)寧市印發(fā)了《濟(jì)寧市生態(tài)環(huán)境保護(hù)三年攻堅(jiān)計(jì)劃（2018—2020年）》，將大幅減少污染物的排放。政府和環(huán)保部門的有關(guān)防治措施是濟(jì)寧市2010—2018年霧霾天氣特征形成的重要因素，特別是2017年和2018年霧霾天氣顯著減少。

2.2.2? ? 氣象因素。濟(jì)寧市是暖溫帶季風(fēng)氣候，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥，春秋干旱多風(fēng)，秋季涼爽，四季分明。環(huán)境的惡化會(huì)造成氣候的異常，反過來氣候異常又會(huì)加劇環(huán)境的惡化。因此，氣象因素對(duì)霧霾的影響有本地氣候特點(diǎn)本身的原因，也有人為因素的影響。

（1）降水。降水對(duì)空氣中的污染顆粒物有去除作用[7]，一方面它可以吸附、沖刷空氣中污染物粒子和氣溶膠;另一方面，降到地面的雨水能抑制地面揚(yáng)塵的飄散，所以降水時(shí)間和霧霾時(shí)間成負(fù)相關(guān)，霧時(shí)間與降水時(shí)間的負(fù)相關(guān)關(guān)系更明顯。濟(jì)寧市年降水量主要集中在夏季，夏季霧霾次數(shù)較少，而冬季氣候寒冷干燥、降水少，則冬季霧霾較多。

（2）平均風(fēng)場(chǎng)。風(fēng)速是影響霧霾的重要因素，當(dāng)風(fēng)速較大時(shí)，大氣污染物水平輸送和近地層氣流較強(qiáng)，利于污染物擴(kuò)散而不易堆積，不利于霧霾的生成;反之，風(fēng)速較小時(shí)，不利于污染物的擴(kuò)散和稀釋，而容易生成霧和霾。霾出現(xiàn)時(shí)以靜風(fēng)或小風(fēng)情況居多，當(dāng)風(fēng)力達(dá)到3級(jí)或以上時(shí)一般不易出現(xiàn)霾。濟(jì)寧市春季風(fēng)較大，也是造成春季霧霾天氣比冬季明顯減少的重要原因。

（3）相對(duì)濕度。相對(duì)濕度的變化與霧時(shí)間多少和霾日變化有密切相關(guān)，如在冬季取暖期氣溫較低、氣候條件不利于空氣擴(kuò)散時(shí)，高相對(duì)濕度加快了霧霾形成和轉(zhuǎn)化的速度，加劇了霧霾的嚴(yán)重程度，尤其在供暖煤改氣的地區(qū)更為明顯。在冬季取暖期，當(dāng)風(fēng)力減小到2級(jí)以下時(shí)，相對(duì)濕度上升，霧霾會(huì)加重。這也是濟(jì)寧市冬季霧霾天氣最多的一個(gè)重要因素。

（4）熱島效應(yīng)。城市熱島效應(yīng)易導(dǎo)致較厚逆溫層，阻礙空氣垂直方向?qū)α鬏斔停沟贸鞘信欧蓬w粒污染物難以擴(kuò)散，有利于霧霾天氣的生成。

2.2.3? ? 地理因素。濟(jì)寧屬魯南泰沂低山丘陵與魯西南黃淮海平原交接地帶，地質(zhì)構(gòu)造上屬華北地區(qū)的魯西南斷塊凹陷區(qū)。濟(jì)寧市地勢(shì)東高西低，東部為山區(qū)，對(duì)空氣中的污染物粒子和氣溶膠的擴(kuò)散和稀釋也起到一定的抑制作用，因?yàn)橄募緦?duì)流強(qiáng)，氣團(tuán)不夠穩(wěn)定，再加上雨水的吸附、沖刷作用，使其影響不夠明顯;但冬半年氣團(tuán)較為穩(wěn)定，氣候干燥，易長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)靜穩(wěn)天氣，又恰逢采暖季，排放的煤煙增多，再加上地形的原因，其不易擴(kuò)散和稀釋，這是冬半年濟(jì)寧市霧霾天氣多的重要原因。

2.3? ? 霧霾的危害

2.3.1? ? 對(duì)人體健康的危害。多項(xiàng)研究表明，氣溶膠粒子可對(duì)人體呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和遺傳系統(tǒng)產(chǎn)生有害影響[8]。霧霾天氣對(duì)民眾的呼吸系統(tǒng)影響最大，特別是冬季霧霾多發(fā)期，醫(yī)院患慢阻肺、哮喘等呼吸疾病的病人顯著增多。另外，霧霾天氣還會(huì)影響民眾的心理健康。持續(xù)的霧霾天氣會(huì)使人精神萎靡，甚至引發(fā)對(duì)生存環(huán)境的擔(dān)憂甚至恐慌，嚴(yán)重的還會(huì)影響工作和生活。

2.3.2? ? 對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。

（1）對(duì)種植業(yè)的影響。霧霾對(duì)種植業(yè)的影響主要表現(xiàn)在對(duì)植物光合作用等方面的影響，一旦發(fā)生霧霾天氣，太陽光照時(shí)間減少，植物光合作用時(shí)間減少，生命活動(dòng)減弱，進(jìn)而影響產(chǎn)量，同時(shí)由于霧霾的組成粒子可以影響植物的代謝合成等，影響作物的形態(tài)建成和品質(zhì)建成，最終影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。

（2）對(duì)養(yǎng)殖業(yè)的影響。霧霾天氣對(duì)濟(jì)寧市的養(yǎng)殖業(yè)造成較大影響，特別是水產(chǎn)養(yǎng)殖。濟(jì)寧市水系較為發(fā)達(dá)，均屬淮河水系南四湖流域，中部京杭運(yùn)河貫穿南北，南四湖位于濟(jì)寧中南部，為我國(guó)十大淡水湖之一，因而水產(chǎn)養(yǎng)殖較為普遍。霧霾天氣可使湖面氣壓降低，水體溶氧量急劇減少，使魚類等缺氧浮頭、食欲不振而影響生長(zhǎng)和造成減產(chǎn)，嚴(yán)重的會(huì)誘發(fā)疾病，甚至導(dǎo)致死亡。

2.3.3? ? 對(duì)交通運(yùn)輸?shù)挠绊?。霧霾會(huì)使能見度降低，這是對(duì)交通運(yùn)輸造成影響的直接原因。大氣顆粒物能夠吸收和散射光，從而降低能見度。散射消光是降低能見度的主要因素，可占總體消光的80%[9]。霾至少會(huì)使水平能見度降至10.0 km以下，霧至少可使水平能見度降至1.0 km以下。在這種低能見度下，交通事故顯著增多，嚴(yán)重影響交通運(yùn)輸安全，對(duì)民眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

2.3.4? ? 對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響。

（1）霧霾可造成經(jīng)濟(jì)損失。受到霧霾事件影響最大的省市主要集中在東部和京津冀區(qū)域，包括浙江、江蘇、山東、河北、上海、北京等省市。霧霾引起的健康問題、農(nóng)業(yè)減產(chǎn)、交通安全事故等都會(huì)造成較大的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失，相當(dāng)于非霧霾事件狀態(tài)下的2倍以上。

（2）對(duì)投資環(huán)境和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響。霧霾天氣頻現(xiàn)，空氣污染嚴(yán)重，會(huì)增加投資成本和風(fēng)險(xiǎn)，使投資商失去投資信心，從而使投資環(huán)境惡化，嚴(yán)重影響招商引資和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。另外，污染問題還會(huì)影響產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。工業(yè)增速的加快卻成為了霧霾天氣的誘因，使工業(yè)發(fā)展成果大打折扣。從我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來看，高能耗、高污染企業(yè)的數(shù)量依然很多，對(duì)環(huán)境的危害也較大，這勢(shì)必會(huì)倒逼工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)作出調(diào)整，增加了經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的推動(dòng)力，使綠色環(huán)保經(jīng)濟(jì)成為主要發(fā)展理念，也使經(jīng)濟(jì)發(fā)展在目標(biāo)和內(nèi)容上均發(fā)生根本性變化。

2.4? ? 防治措施

2.4.1? ? 政策傾斜。霧霾的治理，政府政策起主導(dǎo)作用。劉德軍[10]認(rèn)為，針對(duì)治理霧霾，政府加強(qiáng)和完善霧霾防治工作的立法、執(zhí)法是治理環(huán)境問題的關(guān)鍵。應(yīng)當(dāng)設(shè)立政府預(yù)案，建立聯(lián)防、聯(lián)控機(jī)制，突破環(huán)境治理的地域界限，積極推進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)治理。目前，環(huán)境治理問題早已上升到國(guó)家層面，2014年1月4日，國(guó)家首次將霧霾天氣納入2013年自然災(zāi)害進(jìn)行通報(bào);2014年2月，習(xí)近平總書記在首都視察期間，特別強(qiáng)調(diào)了霧霾污染問題;李克強(qiáng)總理在十二屆全國(guó)人大五次會(huì)議上特別講到霧霾治理問題。

2.4.2? ? 人為因素控制。PM2.5的主要來源是土壤塵、燃煤、生物質(zhì)燃燒、汽車尾氣排放，垃圾焚燒、工業(yè)污染和二次無機(jī)氣溶膠。只有調(diào)查清楚污染的直接來源，控制污染源的排放，才能有的放矢地治理。例如，濟(jì)寧市境內(nèi)運(yùn)行和在建火力發(fā)電廠約48家，總裝機(jī)容量約8 760 MW，占山東省約16.7%;濟(jì)寧市的機(jī)動(dòng)車保有量早已超過130萬輛;還有眾多的鋼鐵、化工、冶金和水泥等重污染企業(yè)等，這些都是主要的污染來源。這些都是人為因素，也是霧霾治理的主導(dǎo)因素。

2.4.3? ? 加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。由于霧霾監(jiān)測(cè)工作的重要性，因而要建立長(zhǎng)期有效的監(jiān)測(cè)體系，監(jiān)測(cè)的主要方式為地面監(jiān)測(cè)、激光雷達(dá)監(jiān)測(cè)、衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)等。監(jiān)測(cè)的部門，例如環(huán)保部門和氣象部門等，各有關(guān)部門必須加強(qiáng)協(xié)作，最大化地資源共享，才能取得更準(zhǔn)確更有說服力的數(shù)據(jù)，為政府決策提供參考。

2.4.4? ? 技術(shù)創(chuàng)新。加快能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，使用節(jié)能環(huán)保的新能源，如太陽能、風(fēng)能等，同時(shí)優(yōu)化傳統(tǒng)能源的使用數(shù)量和排放措施，減少環(huán)境污染。大力調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格控制逐步淘汰落后產(chǎn)能。在移動(dòng)源治理方面，加強(qiáng)高污染機(jī)動(dòng)車管理，大力推廣新能源汽車使用等。鼓勵(lì)個(gè)人和企業(yè)開展技術(shù)創(chuàng)新工作，特別是在節(jié)能減排方面的技術(shù)創(chuàng)新，政府政策要加大傾斜力度，形成技術(shù)創(chuàng)新的良好環(huán)境和氛圍。

2.4.5? ? 民眾參與。環(huán)境問題與每一個(gè)人的工作、生活及健康都息息相關(guān)，大家都要積極參與進(jìn)來，群策群力，霧霾問題治理才能穩(wěn)固。一是做好防護(hù)工作。在霧霾天氣里，為了自己和家人的健康，要采取必要的防護(hù)措施。如，戴防霧霾專用口罩，減少外出，掌握正確的開關(guān)窗時(shí)間，有條件的還可以安裝室內(nèi)空氣凈化器等。二是增強(qiáng)公眾責(zé)任心。霧霾的治理不僅僅是政府和企業(yè)的事，更是廣大民眾的事，因而群眾要從自身做起，實(shí)踐和宣傳霧霾治理工作。如，提倡綠色出行，不隨意焚燒垃圾和秸稈等。

3? ? 結(jié)論

（1）2010—2018年濟(jì)寧市月平均霧日最多出現(xiàn)在1月，最少出現(xiàn)在7月，月平均霾日最多出現(xiàn)在12月，最少出現(xiàn)在8月;季平均霧日和霾日最多均出現(xiàn)在冬季，最少均出現(xiàn)在夏季;年霧日和霾日最多均出現(xiàn)在2016年，年霧日最少出現(xiàn)在2010年，年霾日最少出現(xiàn)在2012年;從總體演變趨勢(shì)看，霧和霾均經(jīng)歷了一個(gè)逐漸增多，于2016年均達(dá)到了歷史峰值，隨后2年又逐漸減少，即經(jīng)歷了逐漸惡化，達(dá)到一定程度后又逐漸改善的過程。

（2）濟(jì)寧市霧霾的形成主要與人為因素、氣象因素和地理因素有關(guān)。

（3）霧霾主要對(duì)人體健康、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來危害。

（4）霧霾的防治主要從政策傾斜、人為因素控制、加強(qiáng)監(jiān)測(cè)、技術(shù)創(chuàng)新、民眾參與等方面來積極開展。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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