嚴 暉
(泰興市環境監測站,泰興 225400)
江蘇省泰興市霧霾氣候特征、成因及控制措施
嚴 暉
(泰興市環境監測站,泰興 225400)
隨著經濟社會發展和城市化進程的加快,灰霾天氣已成為一種常見環境災害污染事件,低能見度霧霾天氣現象更加引起人們重視。本文通過對霧霾天氣造成的影響,研究了灰霾天氣形成原因、影響因素與存在危害。探討了灰霾天氣控制措施、監測方法與治理對策。
霧霾天氣;氣候特征;成因危害;措施
在氣象學上,霧和霾是兩個氣象概念,兩種天氣現象。霧的氣象學定義為:大量微小水滴浮游空中,常呈乳白色,使水平能見度小于1.0km[1]。水平能見度小于10.0km的空氣普遍混濁現象稱為霾或灰霾,其是由大量極細微的干塵粒等均勻地浮游在空中造成的[2]。
霧霾天氣是近年來出現的新的一種天氣現象,是霧和霾的混合物。霾發生是相對濕度小于60%,且能見度小于10.0km 時的大氣渾濁導致視野模糊造成的。霧導致能見度惡化,其發生是相對濕度大于90%、能見度小于1.0km 時大氣渾濁導致視野模糊造成的[3]。
近年來,我國北方大部分地區,甚至在長江南部的部分南方城市都出現了霧霾天氣。由于這種天氣不僅導致能見度降低,而且由于空氣中的污染物不能及時擴散,造成大氣污染加重,對城市大氣環境、群眾健康、交通安全、農業生產等帶來了的影響日益顯著,極易釀成霧霾災害。加強霧霾天氣氣候特征分析,研究形成的環境特征,對防治霧霾災害、保障公眾健康都具有重要理論意義與應用價值。
從中國環境監測總站的統計數據看,泰興市是中國“中度重污染”城市[4]。
泰興氣候屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候,其主要特點是四季分明。針對泰興地區(王繼志等,2002)對1980—2000年泰興能見度和霧的時空演變特征進行了分析。根據1980—2010年泰興市逐日氣象資料[5],由圖2可知,霾天氣發生的轉折點為1996
年,1996年后發生霧霾天氣的天數較之以前有所增加。而在2008年達到最低值,這是由于當年泰興市政府為奧運會而采取了一系列有效的大氣污染治理措施,使得這一時間泰興市空氣質量處于良好狀態,從而減少了霧霾天氣的發生。
從1980—2010年月平均霧日和霾日對比發現[6]:泰興大霧天氣主要集中在秋季,而霾天氣在各月出現均較頻繁。泰興霾天氣的空間分布更集中于東南及城區;而大霧天氣東南城區高發,西北部山區相對較少。對于泰興東南及城區是大霧和霾的高發地區,大霧強度相對稍小,受霧霾影響較大。
通過分析泰興霧霾日數及強度空間分布,發現泰興東北部地區霧霾天氣發生頻率較低,這與泰興西部和北部山區形成的馬蹄形地形有關[7]。西南部地區發生霧霾強度與東北部相近,發生頻率也較低。西北部地區是受霧霾影響最小的地區。整體特征表現為東南地區及城區受霧霾影響最嚴重,西北受霧霾影響最輕,而東北和西南受影響程度相似。
根據2011年泰興市環保局公布的有關PM10(包括PM2.5)濃度數據分析[4],發現在春季、秋季有幾個較高值出現,這是由于這個季節風沙較大,從而導致空氣中PM10濃度較高。而進入冬天以后,由于北方地區相繼啟動集中供暖方式過冬,在供暖期間產生了大量的粉塵,加之冬季本身氣壓較低,不利于污染物的擴散,從而導致冬季PM10一直保持較高濃度[6]。
而在一日當中,PM2.5濃度較大的兩個區段分別是早晨7點到7點和下午6點到8點,該時段均為上下班高峰期。從此可以看出交通工具尤其是汽車、公交車產生的尾氣是PM2.5濃度升高的主要原因。值得注意的是,在傳統節日春節期間,由于煙花爆竹的燃放導致空氣中PM2.5濃度突增,但由于這段時間道路交通量較工作日少,故該時段內的濃度會被較快稀釋擴散,濃度很快降低[6]。
氣溶膠主要以細粒子為主,氣溶膠體積尺度譜分布表現為雙峰型結構。但對霧霾天能見度影響最顯著的是氣溶膠的消光能力,氣溶膠的消光主要分為散射和吸收兩部分。針對泰興地區氣溶膠散射系數和吸收系數的時間變化特征,研究結果顯示泰興地區霧霾期PM2.5濃度、氣溶膠散射系數和氣溶膠吸收系數均高于非霧霾期,城區的輕霧天氣、霧霾類天氣出現頻率明顯高于郊區。
形成霧霾天氣災害的原因有很多,主要由以下幾點:
(1)自然環境條件。泰興市的霧霾天氣主要由自身的天氣情況造成,尤其是我國冬季氣溶膠背景濃度高,地區近地面空氣相對濕度比較大,在冷空氣較弱和水汽條件較好的大尺度大氣環流形勢下,近地面低空為靜風或微風,受大范圍靜穩天氣的原因,沙塵的疊加,偏南氣流濕度大,水汽使干細的粒子迅速膨脹,也催生了霧霾形成[8]。
(2)環境污染原因。近十年來,泰興市污染物排放量大大超過環境承載力。資源約束越來越緊,環境壓力越來越大。
(3)地理環境影響。隨著經濟建設的發展,城市里高樓林立,阻擋和摩擦作用使風流經城區時
被大大削弱。靜風現象增多,不利于大氣中懸浮微粒的擴散稀釋,容易在城區和近郊區周邊積累。同時城市熱島效應愈發嚴重,高空氣溫遠比低空氣溫要高,導致大氣層低空的空氣垂直運動受到限制,空氣中懸浮微粒難以向高空飄散而被阻滯在低空和近地面。
(4)經濟發展速度與生態保護工作不平衡。目前我國經濟突飛猛進,但同時我國也是一個世界著名的加工國,政府大多以GDP指標作為衡量業績的唯一標準,但卻忽略了由此造成的不可恢復的生態環境問題。
霧霾天氣不僅會誘發呼吸道疾病,影響人的健康,同時還會導致交通不暢,包括地面交通和空中交通,給公眾出行造成不便。霧霾天氣對農業的影響涉及綠色植物光合作用減少,作物減產,同時還會使得家禽出現疾病的現象。持續的霧霾天氣,會造成日照不足、氣溫下降,短時間內影響氣溫的上升,長時間來看有可能發生氣候變化無常的現象。
治理霧霾天氣措施應涉及多個方面,首先應治理污染,重點治理嚴重污染企業的廢氣排放。從根本上減少污染物的排放,減少上路車輛,減少污染排放源,大力推廣清潔能源和清潔處理技術。其次是建立有效機制和監管體制,從泰興實際情況出發,建立符合現實的污染物治理方案,加大綠地建設面積,并在全市范圍內,尤其是施工單位進行宣傳和監督,嚴格按照相關規定開展整治工作,帶動全市公眾從身邊做起,治理霧霾。然后是在京津冀地區開展聯合防控工作。由于泰興地理位置的束縛,京津冀地區整體環境對泰興市天氣質量尤為重要,從整體出發綜合防控,可以更好地把控這一地區的環境狀況,從而能夠有效地解決泰興市空氣質量問題。最后,建立一套科學的災害天氣預報系統,能夠采用科學的手段,預測災害天氣的發生,增強風險評估和預警能力,在災害天氣發生前能夠采取措施在一定程度上減少對公眾的影響。
[1] 中國氣象局.地面氣象觀測規范[M].泰興:氣象出版社,2003.
[2] 吳兌. 霾與霧的區別和灰霾天氣預警建議[J]. 廣東氣象,2004(04).
[3] 吳慶梅,張勝軍.一次霧霾天氣過程的污染影響因子分析[J].氣象與環境科學,2010,33(1):12-16.
[4] 錢峻屏,黃菲,黃子眉等.汕尾市霧霾天氣的能見度多時間尺度特征分析[J].熱帶地理,2006,26(4):308-313.
[5] 王繼志,徐祥德,楊元琴.泰興城市能見度及霧特征分析.應用氣象學報,2002,,13(特刊): 160–169.
[6] 胡友彪,朱正國.泰興市空氣質量時間變化特點分析[J].北方環境,2012(2):64-67.
[7] 周濤,汝小龍.泰興市霧霾天氣成因及治理措施研究[J].華北電力大學學報(社會科學版),2012(4):12-16.
[8] 于興娜,李新妹,登增然登等.泰興霧霾天氣期間氣溶膠光學特性[J].環境科學,2012,33(4) : 1057-1062.
Haze climate characteristics , causes and control measures in Taixing,Jiangsu province
Yan Hui
(Taixing Environmental Monitoring Station, Tai Xing 225400)
With the development of economics and society,and acceleration of urbanization,Haze weather has become a common environmental disaster.The low visibility weather fog haze phenomenon has attracted increasing attention.In this paper, the impact of the haze weather,the formation,infuence factors and hazards of haze weather have been studied.The control measurements,monitoring methods and treatment countermeasures of haze weather have been discussed systematically.
fog and haze;climate characteristics;cause-hazard;measures
X51
A
1674-6252(2014)01-0047-03
嚴暉(1973—),女,江蘇省泰興市,漢族,大學本科,高級工程師.研究方向:環境管理、綜合分析.