包頭市2015年12月持續霧霾天氣成因分析

鄔雙鈺

（內蒙古包頭市氣象局，內蒙古 包頭 014030）

隨著全球氣候變暖現象加劇，霧霾天氣也逐年增加，造成嚴重城市大氣污染，威脅人們正常生產生活及生命健康安全。2015年12月包頭市大部分區域連續1個月發布霧霾天氣預警，一場嚴重持續性霧霾天氣覆蓋包頭市，給當地群眾正常生產生活帶來不利影響。文章主要對包頭市2015年12月霧霾天氣成因分析研究，以提高霧霾天氣預報預測水平，盡可能避免因霧霾給人們造成危害。

1 霧霾天氣實況

結合中國氣象局《地面氣象觀測規范》及《霾的觀測和預報等級》相關規范可以把相對濕度＞95%，能見度＜1 km當作霧的判斷標準；而將相對濕度＜80%，能見度＜10 km當作霾的判定標準；能見度＜10 km，相對濕度為80%～90%時，假如 PM2.5 質量濃度＞75 μg/m3，則定義為霾，如PM2.5 質量濃度＜75 μg/m3，則為霧.

根據包頭市氣象站高空、地面觀測資料顯示（圖1），2015年12月4～27日共出現霾17次，其中重度霧霾7次，分別出現在12月8～10日、12日、21-23日。

圖1 2015年12月4～27日包頭站PM2.5觀測值分布情況

2 霧霾天氣成因分析

2.1 水平擴散條件

2015年為歷史統計以來最強厄爾尼諾年，2015年11、12月包頭市多次出現降雪，積雪融化致使氣溫下降，但是中層大氣與往年同期相比溫度上升，空氣在垂直方向呈上熱下冷態勢，致使流動性下降，包頭市大范圍處在低風速氣象條件。結合包頭市氣象站觀測資料可知，2015年12月包頭市出現14個靜風時次。靜風時次多為污染物堆積及霧霾天氣形成給予強有力條件；通常，較強風場對水平擴散有利，而較弱風場則不利于大氣污染物水平擴散，對霧霾形成有利。

2.2 垂直擴散條件

大氣污染物擴散包括水平及垂直擴散。近地面氣團溫度較高，質量較輕，便會朝上漂浮，便會出現大氣垂直運動。結合包頭站12月10日07時探空圖，對當地大氣垂直狀態有效反映，溫度曲線值隨高度增加而逐漸朝左側偏移，表明溫度隨高度增加不斷下降；但存在逆溫層，隨著高度不斷增加，溫度曲線朝右側偏移，表明高度愈高，溫度也愈高，和整體變溫趨勢正好呈相反態勢。

分析12月10日07時包頭站探空逆溫層要素值，近地面濕度達90%，風速為0 m/s，同時近地面逆溫層厚度為581 m，可見逆溫層制約污染物垂直對流運動，致使低層大氣相對穩定，導致煙塵、污染物、水汽凝結物在垂直方向上不易輸送及擴散，引起污染物堆積，空氣質量

2.3 濕度條件

據包頭氣象站測報資料分析可知，2015年12月包頭市月平均相對濕度明顯要比往年同期偏強。通過觀察總結，較高相對濕度導致能見度下降，促使污染物吸濕增長及化學反應顯著，更對于污染物二次反應有利，導致PM2.5濃度急劇上升，有利霧霾天氣發生發展。

3 結語

（1）從水平擴散條件看，12月包頭市靜風時次多，風速較小，不利于大氣污染物水平擴散，對霧霾形成有利

（2）從垂直擴散條件，逆溫層較厚，大氣靜穩程度高，對大氣垂直擴散能力起抑制作用，利于污染物在近地層積聚，易產生霧霾天氣。

（3）從濕度條件看，相對濕度較高，導致能見度下降，促使污染物吸濕增長及化學反應顯著，更對于污染物二次反應有利，促使霧霾形成。