沈陽市污染擴散氣象條件對比分析

白璐

摘 要：應用沈陽市環境空氣質量數據，結合NCEP再分析資料，對2016—2018年沈陽市空氣質量、氣象要素進行對比分析。結果表明，2018年沈陽市污染擴散氣象條件及空氣質量均明顯好于2016年及2017年。2018年沈陽市環境空氣質量達標天數為285d，與2016、2017年相比明顯增加，重污染天數明顯減少。2018年全年平均中層溫度及地面相對濕度明顯偏低，有利于污染物擴散，其中1—2月為明顯顯著有利，5—6月較2016年稍差。

關鍵詞：空氣質量；氣象要素；沈陽市

中圖分類號：S161 文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190515059

引言

環境污染現象不僅嚴重影響生態環境，而且對人們的生活水平和身體健康產生極大影響，隨著社會經濟的進步，人們對生活品質的要求不斷提高，對自身的健康更加重視，環境污染問題越來越受到社會的廣泛關注[1]。因此研究影響空氣質量的因素一直是眾多學者關心的焦點。研究表明在本地污染源及排放量一定的情況下，氣象條件對空氣質量變化有很大影響[2]。

沈陽市位于遼河平原中部，東部為遼東丘陵山地，北部為遼北丘陵，地勢向西、向南逐漸開闊平展，是遼寧省的省會城市，地處東北亞經濟圈和環渤海經濟圈的中心。區域經濟一體化的形態和特征日益凸現，是中國主要的重工業發展基地之一[3]。本文以沈陽市為例，從沈陽市環境空氣質量變化、氣象條件變化等方面綜合分析，總結沈陽市2016—2018年空氣質量及氣象條件變化特征及規律，以期為空氣質量預報工作和大氣環境治理提供客觀和科學的依據。

1 資料與方法

1.1 數據來源

研究使用的遼寧省沈陽市2016—2018年空氣質量監測數據，源于環境保護部設置的11個環境空氣質量國控監測點位（均為評價點位）的自動監測設備。氣象數據為NCEP再分析資料及沈陽站探空資料，從氣象條件和空氣質量對比分析2016—2018年3a的異同。

1.2 統計分析方法

研究區域內城市空氣質量評價，按照《環境空氣質量指數（AQI）技術規定（試行）》（HJ 633—2012）[4]執行，即AQI各級別限值分別為優（0～50）、良（51～100）、輕度污染（101～150）、中度污染（151～200）、重度及以上污染（>201）。按上述AQI級別限值統計2016—2018年沈陽市AQI級別分布。

利用統計分析方法，通過對比2016—2018年污染擴散的氣象條件，找出氣象擴散條件的異同之處，為空氣質量預測預報提供相關依據。

2 結果與討論

2.1 空氣質量變化

2018年沈陽市環境空氣質量達標天數為285d，達標比例為78.1%，與2017年相比增加8.0%，與2016年相比增加10.1%；重污染天數（重度污染與嚴重污染天數之和，以下簡稱重污染）為2d，與2017年相比減少9d，與2016年相比減少11d。

從2016—2018年重污染天的逐月分布來看，3a的重污染天主要分布在1—3月、5—6月及10—12月，4月及7—9月均未出現重污染。其中1—2月僅2017年出現重污染，5—6月2017年及2018年出現重污染，10—12月僅2016年有重污染天，3月重污染天數呈逐年遞減趨勢。2018年秋冬季重污染天數較前2a相比明顯減少，但2017、2018年的5—6月重污染比2016年明顯增加。總體分析，2018年空氣質量整體明顯好于2016年及2017年，但處于春夏交替的5—6月2017年及2018年臭氧重污染凸顯。

2.2 氣象條件分析

影響空氣質量的主要因素是污染物排放量和氣象條件，諸多研究表明，在污染源一定的條件下，空氣質量與氣象條件密切相關。

2.2.1 中層溫度

相關研究表明，氣溫隨著海拔高度的增加而減小對熱力環流的形成較為有利，為空氣的上升運動提供有利條件，利于大氣中污染物的擴散[5]；中層溫度同時反應了冷空氣活動的頻繁程度，當中層溫度較低時，即冷空氣活動頻繁，有利于污染物的擴散。

2018年度沈陽中層溫度為0.5℃，與2016年及2017年相比，均明顯偏低，為近3a來最低水平，2016年與2017年相差不大。從中層溫度逐月變化情況來看， 2017年1—2月中層溫度均為近3a來同期最高，其中2016年1月處于最低水平，2018年2月的處于最低水平；2018年3—8月溫度為近3a同期最高，9—12月再次處于3a同期溫度最低水平。總體分析，2018年平均中層溫度偏低，尤其秋冬季較為明顯，因此2018年的中層溫度較2016年和2017年整體有利于污染物擴散，而2017年1—2月中層明顯偏高，說明2017年1—2月中層溫度整體不利于污染物擴散。

2.2.2 相對濕度

研究表明，高相對濕度條件下，與溫度等條件配合，易形成層結穩定天氣，不利于污染物的擴散，同時污染物吸濕增長，會造成污染進一步加重。

2018年沈陽市地面平均相對濕度為55.9%，與2016年及2017年相比均偏低，通過對2018年沈陽市地面相對濕度月變化分析，2018年7—9月平均相對濕度最大，均超過70%，2月相對濕度最小，為39.8%。與2016、2017年同期比較，2018年1—2月、12月較往年同期明顯偏低，而3月明顯偏高，其余月份相差不大。總體分析，2018年平均相對濕度較2016、2017年明顯偏低，空氣相對較為干燥，相對濕度條件整體不利于污染物的積累，其中1—2月及12月尤為有利。

2.2.3 地面風速

對于氣態污染物和顆粒物來說，風主要影響污染物的水平輸送能力，風速越大越有利于大氣污染物的擴散，較小的風速則是污染天氣發生和發展的有利條件。

對沈陽市地面風速分析來看，沈陽市2018年地面平均風速為5.6m/s，與2016年相差不大，但低于2017年。通過對2018年逐月平均風速分析可以看出，4月平均風速最大，為8.7m/s，12月平均風速最小，為3.2m/s。與2016年及2017年同期相比，2018年1—4月地面風速偏大，為3a中最大水平，8—10月及12月偏低，其余月份相差不大。總體分析，2018年1—4月地面風速條件有利于污染物的擴散。

3 結論

2018年沈陽市空氣質量整體好于2016年及2017年，達標天數增減，重污染天數減少。

逐月重污染變化顯示，2018年秋冬季空氣質量明顯好轉，但春夏交替季節的5—6月臭氧污染凸顯。

從中層溫度、地面相對濕度和地面相對濕度等氣象條件分析，2018年污染擴散條件總體為顯著有利，好于2016年及2017年。

從逐月氣象條件變化分析，2018年5—6月與2016年同期相比略有不利，但秋冬季1—2月及12月明顯好于前2a。

參考文獻

[1] 劉閩.沈陽市秋冬季重污染過程PM2.5濃度變化及成因分析[J]. 中國環境監測， 2018， 34（1）： 47-53.

[2] 張珺，宋曉輝.2017年邯鄲市氣象擴散條件評估分析[J]. 生物災害科學， 2018， 41（4）： 326-330.

[3] 衛亞星.沈陽市空氣質量影響因素評估[J]. 測繪與空間地理信息， 2016， 39（8）： 24-34.

[4] 環境保護部科技標準司. 環境空氣質量標準： GB3095—2012[S]. 北京： 中國環境科學出版社， 2012.

[5] 郭飛.沈陽市空氣質量狀況與氣象條件相關性分析及預測[D]. 沈陽： 沈陽農業大學， 2017.