延安市大氣污染擴(kuò)散氣象條件分析

雷雯雯 同明偉 肖 旭 賀星焜

1.延川縣氣象局 陜西 延安 717200；2.延安市氣象局 陜西 延安 716000

延安市位于黃土高原中南部，陜西省北部，屬高原大陸性季風(fēng)氣候。春季干旱多風(fēng)，氣溫多變；夏季炎熱干旱與雨澇相間；秋季氣溫下降迅速；冬季寒冷干燥，逆溫現(xiàn)象明顯。近年來(lái)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，市區(qū)人口、燃油用車的增加以及能源結(jié)構(gòu)單一等原因，大氣環(huán)境曾一度污染嚴(yán)重，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注自身的生存環(huán)境。本文利用空氣質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)分析平臺(tái)監(jiān)測(cè)的延安市2014年-2019年大氣污染物濃度數(shù)據(jù)及延安市寶塔區(qū)氣象局提供的相應(yīng)年份氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，研究了空氣質(zhì)量指數(shù)與各要素的變化關(guān)系及氣象條件與污染物濃度的關(guān)系，為開展污染天氣預(yù)報(bào)服務(wù)提供依據(jù)。

1 空氣污染指數(shù)AQI與各污染物濃度間的關(guān)系

空氣質(zhì)量指數(shù)AQI是定量描述空氣質(zhì)量狀況的無(wú)量綱指數(shù)，為主要污染物污染程度的定量表征。參與空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)的主要污染物為SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3、CO六種污染物。通過2014年-2019年間8次典型污染天氣過程分析得出，延安市空氣污染指數(shù)AQI隨著PM10的升高而升高，隨著PM10的降低而降低，這種變化尤為明顯，與PM2.5的變化關(guān)系次之，而SO2、NO2、O3、CO的濃度變化則與AQI的關(guān)系不明顯。這說(shuō)明近年來(lái)造成延安市污染天氣最主要的污染因子是PM10與PM2.5。

2014年-2019年8次典型污染天氣過程污染物濃度

2 春季和冬季重污染日前后氣象要素變化特征對(duì)比分析

對(duì)春季2次重污染日(2016.3.4與2019.5.12日)前后5日延安站14時(shí)氣壓、氣溫、濕度、風(fēng)等地面要素進(jìn)行分析得出：春季出現(xiàn)重度污染日前后，14時(shí)地面氣象要素日變化劇烈，24小時(shí)內(nèi)氣壓上升7-8hPa，氣溫平均下降10℃，濕度平均上升8%，風(fēng)速較大，平均風(fēng)速5.0-6.0m/s。

對(duì)冬季2次重污染日(2015.1.25與2016.1.30日)氣象要素日變化曲線分析得出：在污染日前后氣壓、溫度等氣象要素24小時(shí)內(nèi)變化不大，風(fēng)速較小，平均風(fēng)速1.0-2.0m/s，濕度變化較大，平均上升22%，這與春季重污染天氣過程有很大不同。

3 春季和冬季重度污染過程天氣形勢(shì)對(duì)比分析

以2016年1月30日與2019年5月12日延安市重污染天氣過程的天氣形勢(shì)為例進(jìn)行對(duì)比分析。

2016年1月29日20時(shí)500hpa高空天氣圖為平直的西風(fēng)急流，700hpa逆溫層強(qiáng)，K指數(shù)為9.5，穩(wěn)定度較高，有利于前期污染物累積。地面天氣圖上1月28-29日延安市處于地面倒槽控制，增溫明顯，風(fēng)速小。30日冷空氣南下，有降雪天氣，利于后期污染物擴(kuò)散，30日過后，污染物濃度顯著下降，達(dá)到優(yōu)良級(jí)別。

2019年5月12日的重污染天氣主要是受強(qiáng)冷空氣南下和蒙古氣旋發(fā)生、發(fā)展造成的。12日08時(shí)500hpa高空?qǐng)D上環(huán)流徑向很大。對(duì)應(yīng)的地面天氣圖上與蒙古氣旋配合的冷鋒剛好移到延安上空，上游地區(qū)的污染物隨冷空氣南下，地面風(fēng)速較大，造成了大風(fēng)揚(yáng)沙天氣。

4 結(jié)論

(1)2014年以來(lái)造成延安市污染天氣最主要的污染因子是PM10與PM2.5。空氣污染指數(shù)AQI與PM10的變化關(guān)系尤為明顯，與PM2.5的變化關(guān)系次之，而SO2、NO2、O3、CO的濃度變化則與AQI的關(guān)系不明顯。

(2)春季和冬季重污染日前后氣象要素變化特征明顯不同。春季出現(xiàn)重度污染日前后地面氣象要素日變化劇烈，多由冷空氣南下帶來(lái)上游地區(qū)污染物造成的大風(fēng)揚(yáng)沙天氣；冬季污染日前后氣壓、溫度等氣象要素日變化不大，風(fēng)速較小，前期地面大氣層結(jié)穩(wěn)定造成污染物大量累積，后期污染物隨冷空氣南下或降水天氣擴(kuò)散，空氣質(zhì)量得到明顯改善。