城市灰霾期間氣象特征及對策研究

諸玉輝

摘要：運用氣象數(shù)據(jù)和空氣自動在線數(shù)據(jù)分析了城市灰霾期間氣候特征。結(jié)果表明：灰霾天氣主要出現(xiàn)在冬季，這是由于冬季降水少、風(fēng)速小，當氣壓呈增長趨勢，會導(dǎo)致污染濃度增加。輕微的降水沉降顆粒物效果不明顯；風(fēng)速小，不利于顆粒物擴散；氣壓增長，增加了大氣的穩(wěn)定性，不利于污染物擴散，導(dǎo)致污染物濃度增加。指出了PM2.5是導(dǎo)致灰霾天氣的主要原因，并對如何降低灰霾發(fā)生頻率以及如何做好灰霾天氣的預(yù)報預(yù)警工作進行了探討，提出了相應(yīng)的對策。

關(guān)鍵詞：灰霾；氣候特征；對策

中圖分類號：X511

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）12004803

1引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，隨之帶來的污染也在增加。近幾年，許多專家學(xué)者開始研究大氣污染的影響，他們發(fā)現(xiàn)灰霾是大氣污染的體現(xiàn)之一。灰霾因影響大氣環(huán)境質(zhì)量、降低城市能見度、危害人體健康，已成為城市區(qū)域大氣環(huán)境的主要問題。《地面氣象觀測規(guī)范》中對霾的定義是“大量極細微的干塵粒等均勻地浮游在空中，使水平能見度小于10 km的空氣普遍混濁現(xiàn)象”[1]。霾污染引起了社會各界的關(guān)注，劉偉等[2]早在2009年初步探討灰霾天氣下空氣污染程度評估方法及建立污染程度與能見度量化相關(guān)關(guān)系。灰霾的形成與氣象條件和大氣污染密切相關(guān)[3]。灰霾易于在穩(wěn)定天氣條件和大氣污染物高排放區(qū)域形成[4]。在逆溫條件下，大氣中飄塵、有機物和顆粒物難以擴散而懸浮在城市上空[5～9]。本文運用2015年的監(jiān)測數(shù)據(jù)研究灰霾期間氣象特征。

2灰霾天氣基本特征

2.1灰霾天氣基本情況，以松江區(qū)為例

2015年灰霾天數(shù)67 d，灰霾天數(shù)占全年總天數(shù)的18.4%。1月份所占比例最大，占灰霾天數(shù)的29.9%。2015年灰霾天統(tǒng)計情況見圖1和圖2。

2.2灰霾天氣氣象特征

2.1.1氣壓

當灰霾天氣頻繁時，氣壓在1021 hPa左右，氣溫比較低，風(fēng)速為1.6 m/s（較緩），降水量很小（幾乎為零）。灰霾天氣下，為直觀看出松江區(qū)逐月氣象特征繪制直方圖3，數(shù)據(jù)詳見表1。

灰霾天氣期間，松江區(qū)平均氣壓為1021 hPa，低于1月、2月、12月，1月、2月，12月平均氣壓超過1024 hPa。隨著灰霾加重，氣壓呈上升趨勢。隨著氣壓的增加，有利于大氣的穩(wěn)定性，不利于污染物的擴散，導(dǎo)致污染物積累、濃度增加。

2.1.2氣溫

灰霾天氣期間，平均溫度為11.9℃，隨著灰霾的加重，氣溫呈下降趨勢（表1和圖4）。溫度的升高加快空氣的流動速度，增加大氣不穩(wěn)定性，有利于大氣中污染物的擴散，減少由于污染物的增加對能見度產(chǎn)生的影響。冬季溫度較低，易于發(fā)生較嚴重的灰霾，因此，溫度比較低的冬季為灰霾最嚴重時期。

2.1.3風(fēng)速

灰霾天氣期間，平均風(fēng)速為1.56 m/s，小于全年平均風(fēng)速1.73 m/s，灰霾嚴重時期的平均風(fēng)速明顯低于其他時候的平均風(fēng)速。風(fēng)速的增加，有利于污染物的擴散，稀釋空氣中大氣污染的濃度（圖5）。

2.1.4降水

灰霾天氣期間，平均降水量為3.4 mm，灰霾嚴重時期1月和2月平均降水量低于灰霾天氣期間的平均降水量，微量降水若發(fā)生在灰霾期間，尤其是冬季時，較少的降水沉降對大氣顆粒物的效果并不明顯，反而會導(dǎo)致空氣相對濕度上升，使大氣能見度降低，而夏季頻發(fā)的大雨對大氣顆粒物的沖刷作用則很明顯，從而提高能見度（圖6）。

2.3灰霾天氣氣象特征小結(jié)

通過分析氣候特征指標：氣壓、氣溫、風(fēng)速和降水，表明當灰霾天氣頻繁時，氣壓為1021 hPa左右，氣溫較低，風(fēng)速為較低，降水量幾乎為零。隨著灰霾加重，氣壓呈上升趨勢，氣溫呈下降趨勢，平均風(fēng)速明顯低于其他時候的平均風(fēng)速，微量降水若發(fā)生在灰霾期間，尤其是冬季時，較少的降水沉降對大氣顆粒物的效果并不明顯。氣壓上升，有利于大氣的穩(wěn)定性，不利于污染物的擴散，導(dǎo)致污染物積累、濃度增加；溫度的升高加快空氣的流動速度，增加大氣不穩(wěn)定性，有利于大氣中污染物的擴散，減少由于污染物的增加對能見度產(chǎn)生的影響；風(fēng)速的增加，有利于污染物的擴散，稀釋空氣中大氣污染的濃度；微量降水若反而會導(dǎo)致空氣相對濕度上升，使大氣能見度降低，而夏季頻發(fā)的大雨對大氣顆粒物的沖刷作用則很明顯，從而提高能見度。

3顆粒物濃度不同區(qū)間的氣象特征

據(jù)灰霾天氣判斷依據(jù)，將PM2.5濃度值和PM2.5與PM10小時濃度均值比值分為不同區(qū)間，分析氣象特征變化。統(tǒng)計結(jié)果見表2和表3。

3.1PM2.5濃度不同區(qū)間的氣象特征

灰霾天氣下，PM2.5濃度在75～115 μg/m3的天數(shù)為37 d，占灰霾總天數(shù)的55.2%；PM2.5濃度在115～150 μg/m3的天數(shù)為11 d，占灰霾總天數(shù)的16.4%；PM2.5濃度在150～200 μg/m3的天數(shù)為7 d，占灰霾總天數(shù)的10.4%；PM2.5濃度在200 μg/m3以上的天數(shù)為3 d，占灰霾總天數(shù)的4.5%。

PM2.5濃度的增加，一般伴隨著氣壓逐漸升高，氣溫逐漸降低，相對濕度也有所降低，風(fēng)速呈下降趨勢，降水量降低。

4結(jié)論

根據(jù)灰霾天氣特征分析結(jié)果，松江區(qū)灰霾天氣主要出現(xiàn)在冬季。這是由于冬季降水量小，輕微的降水不能洗刷沉降顆粒物，反而引起能見度降低；冬季風(fēng)速小也不利于顆粒物擴散，從而顆粒物不斷積聚；氣壓呈上升趨勢，增加了大氣的濕度，也不利于污染物擴散，導(dǎo)致污染物濃度增加。通過分析PM2.5/ PM10值，可以知道：PM2.5是導(dǎo)致灰霾天氣的主要原因。

結(jié)合灰霾天氣的氣象特征，松江區(qū)應(yīng)針對灰霾頻發(fā)季節(jié)繼續(xù)做好環(huán)境質(zhì)量管理和防護措施：一是加強空氣質(zhì)量監(jiān)測，密切關(guān)注PM2.5動態(tài)。逐步推進空氣質(zhì)量預(yù)報預(yù)警體系，在不利氣象條件前提前啟動應(yīng)急措施，通過限制本地區(qū)污染排放等措施迅速提升區(qū)域大氣斷面質(zhì)量，在第一時間向下游區(qū)域發(fā)出預(yù)警信息；二是采取嚴厲的措施，限制本地污染源排放。比如機動車尾氣排放和工業(yè)氣體排放，還要加強對建筑工地揚塵管理，減少外來浮塵與本地污染物混合所造成的二次污染；三是科學(xué)規(guī)劃城市布局，創(chuàng)新綠化新思路。科學(xué)規(guī)劃整個區(qū)的布局，比如生活區(qū)和工業(yè)區(qū)要分開；創(chuàng)新綠化新思路，充分利用建筑屋頂和墻壁發(fā)展立體綠化，大力種植常年生花草樹木，發(fā)揮植被可以吸煙除塵和過濾空氣的功能，提升城市大氣質(zhì)量。

2017年6月綠色科技第12期

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Climatic Characteristics and Countermeasures of Gloomy Weather in Songjiang

Zhu Yuhui

（Shanghai Songjiang Environmental Monitoring Station，Shanghai 201613， China）

Abstract： The climatic characteristics of urban haze were analyzed by using meteorological data and airborne automatic online data. The results showed thatthe gloomy weather mainly occurred in winter， because winter climate characteristics is less precipitation， slowerwind speed when the pressure is increasing. It will lead to the increase of the concentration of pollution. The effect of slight precipitation is not obvious； wind speed is not conducive to the spread of particulate matter； pressure increases， increasing the stability of the atmosphere is not conducive to the spread of pollutants， resulting in increased pollutant concentration.PM2.5 is the main cause of gloomy weather. This study also gave the directions to decrease the frequency of occurring gloomy weather and came up with some tactics to forecast such weather.

Key words： gloomy； climatic characteristics； countermeasures