烏海市2015年1月一次連續(xù)空氣重污染過程分析

摘要：2015年1月10日～13日，烏海市出現(xiàn)了一次明顯的連續(xù)空氣重污染過程，這次污染過程持續(xù)時間較長。利用同期空氣污染指數(shù)和常規(guī)氣象觀測資料，本文對這一期間的空氣污染氣象條件進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析。結(jié)果表明，這次持續(xù)污染過程是出現(xiàn)在風(fēng)速小、無雨和有輕霧或霾的氣象條件下，高空主要受偏西氣流控制，地面形勢主要為高壓底部或是倒槽頂部。極厚極強(qiáng)的逆溫層的持續(xù)存在是造成污染物高濃度最重要的氣象條件。

關(guān)鍵詞：連續(xù)污染;偏西氣流;逆溫;霧霾

中圖分類號：X16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）05-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.122

Abstract：Using the same period of air pollution index and conventional meteorological data，the analysis was taken in detail on the continuous heavy air pollution process of Wuhai in 10-30 Anuary，2015.The result indicates that this continuous air pollution process occurred under the misty or hazy conditions with gentle breeze and no rain. At the high level there is westerly flow，while the surface is the bottom of the high pressure or the top of the inverted trough.The persistence of extremely thick and strong inversion layer and minimal wind speed is the most important meteorological condition for high concentration pollution.

Keywords： Continuous air pollution;Inversionlayer;Fog;Haze

烏海市是中國內(nèi)蒙古自治區(qū)西部的新興工業(yè)城市，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及城市人口的不斷增加，烏海市以各種方式排放到大氣中的污染物也不斷增加，大氣污染環(huán)境問題日顯突出。魏利敏等[1]對烏海市空氣污染濃度的時間分布特征進(jìn)行了分析;王鳳饒珊珊琴等[2]對烏海市污染濃度和氣象要素資料進(jìn)行統(tǒng)計分析，得出了污染物濃度與溫度、相對濕度、氣壓、風(fēng)速、總云量和能見度等氣象要素的相關(guān)性。現(xiàn)用污染物監(jiān)測資料和地面、高空氣象觀測資料，對2015年1月10日～13日烏海市的一次連續(xù)污染過程進(jìn)行分析，以揭示此次污染過程的成因。

1 污染過程分析

2015年1月10日～12日，烏海市出現(xiàn)了一次連續(xù)重污染過程， PM2.5濃度逐日平均值（圖1）維持在150μg/m?以上。從10日開始，烏海市環(huán)境中的污染濃度值呈上升趨勢，達(dá)到164μg/m?，之后污染濃度值繼續(xù)上升，12日升至187μg/m?，升到最高，13日開始下降。10日至12日污染濃度值均超過國家規(guī)定的環(huán)境空氣質(zhì)量五級標(biāo)準(zhǔn)限制。

2 高空形勢分析

2.1 500hPa形勢分析

初期10日（圖略）歐亞形勢為兩槽一脊，烏拉爾山地區(qū)和我國東北地區(qū)為一低渦，貝加爾湖為高壓脊，烏海處于脊底西北氣流中，11日和12日（圖略）烏拉爾山低渦東移至貝加爾湖西側(cè)，冷空氣位置偏北，烏海開始受低渦底前部的偏西氣流控制;同時，由于暖脊不斷東移，中層溫度明顯增加，給逆溫層的出現(xiàn)提供了良好的條件，由此可見，穩(wěn)定少變的天氣形勢是連續(xù)污染出現(xiàn)的主要原因。此時蒙古西部有一個淺槽生成，13日（圖略）移至河套地區(qū)加深，帶來冷空氣，打破河套地區(qū)的穩(wěn)定狀態(tài)。

2.2 850hPa形勢分析

10日（圖略），烏拉爾山地區(qū)為一冷渦，烏海處于大陸高壓頂部的偏西氣流中，風(fēng)速8m/s;11日烏拉爾山低渦東移南壓，蒙古地區(qū)有淺槽生成，河套地區(qū)轉(zhuǎn)為西南風(fēng)，風(fēng)速下降，為4～6m/s;12日副熱帶高壓東撤，烏海處于高壓外圍的偏南氣流中，風(fēng)速為2～6m/s，偏南風(fēng)有利于水汽的輸送，濕度增大;13日河套地區(qū)有低渦生成，并有冷空氣侵入，有利于污染物的擴(kuò)散。

2.3 地面形勢分析

在烏海市此次污染過程中，10日～11日（圖略）處于高壓底部的東風(fēng)氣流中，由地面向上為一致的下沉氣流，污染物失去了向上擴(kuò)散的動力，同時由于暖平流的影響，大氣層結(jié)穩(wěn)定，使得對污染物擴(kuò)散起一定作用的湍流運(yùn)動受到了抑制。12日（圖略）烏海市處于倒槽頂部的偏東氣流中 ，隨著相對濕度的增大，污染物與水汽相互作用，形成氣溶膠，PM2.5的濃度持續(xù)增高。

13日下午有一次冷空氣南下，地面氣壓梯度加大，風(fēng)力增大，打破大氣的穩(wěn)定層結(jié)，有利于空氣污染物的擴(kuò)散，空氣污染過程結(jié)束。

3 氣象要素分析

3.1 地面風(fēng)

10日～11日，烏海市的地面主導(dǎo)風(fēng)向以偏南風(fēng)居多，原因是偏南風(fēng)引起周圍高濃度污染物傳輸至烏海上空，在烏海沉降累計。日平均風(fēng)速都在1.5m/s以下，大氣的水平擴(kuò)散能力較弱。13日14時地面風(fēng)力較大，大氣的水平擴(kuò)散條件轉(zhuǎn)好，污染物濃度開始下降。由此可見，極小風(fēng)速的持續(xù)為污染物累積提供了條件。

3.2 能見度和天氣現(xiàn)象

2015年1月10日～13日烏海市的日平均能見度都在10000m以下，其中12日平均能見度最低，為4900m。天氣現(xiàn)象為霾或輕霧，10日霾或輕霧持續(xù)時間為14h，11日也是14h，12日持續(xù)時間最長，為24小時，且12日的污染濃度最高。13日13時能見度上升到10000m以上，污染濃度開始下降。

3.3 相對濕度

污染過程期間，烏海市的相對濕度都在50%以上，濕度較大，有利于形成氣溶膠，使PM2.5的濃度持續(xù)增高。

3.4 低層逆溫

污染過程期間烏海市的逆溫強(qiáng)度，1月10日逆溫層最厚，伸展至816hPa，逆溫強(qiáng)度最小，為1.81℃/100m，11日逆溫層最薄，逆溫強(qiáng)度最大，為2.46℃/100m。極強(qiáng)、極厚逆溫層的存在，使得大氣污染物在低空連續(xù)多日滯留，只能在近地層作水平漫延，帶來了持續(xù)的空氣污染事件。

4 結(jié)論

（1）此次空氣污染過程中高空主要為偏西氣流，地面處于高壓底部，系統(tǒng)維持少變，處于一個穩(wěn)定的層結(jié)狀態(tài)，不利于污染物的擴(kuò)散，高空冷空氣入侵，地面風(fēng)力加大，有利于污染物的擴(kuò)散;（2）地面主導(dǎo)風(fēng)向中，偏南風(fēng)較多，平均風(fēng)速不到1.5m/s，頻繁出現(xiàn)的靜風(fēng)導(dǎo)致大氣水平擴(kuò)散能力變?nèi)?，?dǎo)致污染物不能夠被有效、及時地擴(kuò)散;（3）當(dāng)在地面或地空盛行偏南風(fēng)的時候，因?yàn)轱L(fēng)的輸送作用，污染物在下風(fēng)側(cè)的烏海地區(qū)進(jìn)行堆積，導(dǎo)致空氣更加嚴(yán)重;（4）此次連續(xù)空氣污染事件是出現(xiàn)在風(fēng)速小、濕度大、無雨和有輕霧或霾的氣象條件下，每日都存在逆溫層，逆溫強(qiáng)度最大為2.46℃/100m，逆溫層的存在抑制了大氣對流和湍流的形成。

參考文獻(xiàn)

[1]魏麗敏，王鳳琴等.烏海市空氣污染濃度的時間分布特征[J].內(nèi)蒙古氣象，2010（3）：22-24.

[2]王鳳琴，趙旭春.烏海市空氣污染濃度預(yù)報初探[J].北方環(huán)境，2012，24（4）：83-85.

[3]李令軍，王英，李金香等.2000-2010 北京大氣重污染研究[J].中國環(huán)境科學(xué)，2012，32（1）：23-30.

[4]程念亮，李云婷等.北京市空氣重污染天氣類型分析及預(yù)報方法簡介[J].現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)，2015，38（5）：189-194.

收稿日期：2019-01-23

作者簡介：張洪杰（1984-），女，漢族，碩士，工程師，研究方向?yàn)樘鞖忸A(yù)報。