烏海市2015年1月一次連續空氣重污染過程分析

摘要：2015年1月10日～13日，烏海市出現了一次明顯的連續空氣重污染過程，這次污染過程持續時間較長。利用同期空氣污染指數和常規氣象觀測資料，本文對這一期間的空氣污染氣象條件進行了較為詳細的分析。結果表明，這次持續污染過程是出現在風速小、無雨和有輕霧或霾的氣象條件下，高空主要受偏西氣流控制，地面形勢主要為高壓底部或是倒槽頂部。極厚極強的逆溫層的持續存在是造成污染物高濃度最重要的氣象條件。

關鍵詞：連續污染;偏西氣流;逆溫;霧霾

中圖分類號：X16 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）05-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.122

Abstract：Using the same period of air pollution index and conventional meteorological data，the analysis was taken in detail on the continuous heavy air pollution process of Wuhai in 10-30 Anuary，2015.The result indicates that this continuous air pollution process occurred under the misty or hazy conditions with gentle breeze and no rain. At the high level there is westerly flow，while the surface is the bottom of the high pressure or the top of the inverted trough.The persistence of extremely thick and strong inversion layer and minimal wind speed is the most important meteorological condition for high concentration pollution.

Keywords： Continuous air pollution;Inversionlayer;Fog;Haze

烏海市是中國內蒙古自治區西部的新興工業城市，隨著經濟的快速發展及城市人口的不斷增加，烏海市以各種方式排放到大氣中的污染物也不斷增加，大氣污染環境問題日顯突出。魏利敏等[1]對烏海市空氣污染濃度的時間分布特征進行了分析;王鳳饒珊珊琴等[2]對烏海市污染濃度和氣象要素資料進行統計分析，得出了污染物濃度與溫度、相對濕度、氣壓、風速、總云量和能見度等氣象要素的相關性。現用污染物監測資料和地面、高空氣象觀測資料，對2015年1月10日～13日烏海市的一次連續污染過程進行分析，以揭示此次污染過程的成因。

1 污染過程分析

2015年1月10日～12日，烏海市出現了一次連續重污染過程， PM2.5濃度逐日平均值（圖1）維持在150μg/m?以上。從10日開始，烏海市環境中的污染濃度值呈上升趨勢，達到164μg/m?，之后污染濃度值繼續上升，12日升至187μg/m?，升到最高，13日開始下降。10日至12日污染濃度值均超過國家規定的環境空氣質量五級標準限制。

2 高空形勢分析

2.1 500hPa形勢分析

初期10日（圖略）歐亞形勢為兩槽一脊，烏拉爾山地區和我國東北地區為一低渦，貝加爾湖為高壓脊，烏海處于脊底西北氣流中，11日和12日（圖略）烏拉爾山低渦東移至貝加爾湖西側，冷空氣位置偏北，烏海開始受低渦底前部的偏西氣流控制;同時，由于暖脊不斷東移，中層溫度明顯增加，給逆溫層的出現提供了良好的條件，由此可見，穩定少變的天氣形勢是連續污染出現的主要原因。此時蒙古西部有一個淺槽生成，13日（圖略）移至河套地區加深，帶來冷空氣，打破河套地區的穩定狀態。

2.2 850hPa形勢分析

10日（圖略），烏拉爾山地區為一冷渦，烏海處于大陸高壓頂部的偏西氣流中，風速8m/s;11日烏拉爾山低渦東移南壓，蒙古地區有淺槽生成，河套地區轉為西南風，風速下降，為4～6m/s;12日副熱帶高壓東撤，烏海處于高壓外圍的偏南氣流中，風速為2～6m/s，偏南風有利于水汽的輸送，濕度增大;13日河套地區有低渦生成，并有冷空氣侵入，有利于污染物的擴散。

2.3 地面形勢分析

在烏海市此次污染過程中，10日～11日（圖略）處于高壓底部的東風氣流中，由地面向上為一致的下沉氣流，污染物失去了向上擴散的動力，同時由于暖平流的影響，大氣層結穩定，使得對污染物擴散起一定作用的湍流運動受到了抑制。12日（圖略）烏海市處于倒槽頂部的偏東氣流中 ，隨著相對濕度的增大，污染物與水汽相互作用，形成氣溶膠，PM2.5的濃度持續增高。

13日下午有一次冷空氣南下，地面氣壓梯度加大，風力增大，打破大氣的穩定層結，有利于空氣污染物的擴散，空氣污染過程結束。

3 氣象要素分析

3.1 地面風

10日～11日，烏海市的地面主導風向以偏南風居多，原因是偏南風引起周圍高濃度污染物傳輸至烏海上空，在烏海沉降累計。日平均風速都在1.5m/s以下，大氣的水平擴散能力較弱。13日14時地面風力較大，大氣的水平擴散條件轉好，污染物濃度開始下降。由此可見，極小風速的持續為污染物累積提供了條件。

3.2 能見度和天氣現象

2015年1月10日～13日烏海市的日平均能見度都在10000m以下，其中12日平均能見度最低，為4900m。天氣現象為霾或輕霧，10日霾或輕霧持續時間為14h，11日也是14h，12日持續時間最長，為24小時，且12日的污染濃度最高。13日13時能見度上升到10000m以上，污染濃度開始下降。

3.3 相對濕度

污染過程期間，烏海市的相對濕度都在50%以上，濕度較大，有利于形成氣溶膠，使PM2.5的濃度持續增高。

3.4 低層逆溫

污染過程期間烏海市的逆溫強度，1月10日逆溫層最厚，伸展至816hPa，逆溫強度最小，為1.81℃/100m，11日逆溫層最薄，逆溫強度最大，為2.46℃/100m。極強、極厚逆溫層的存在，使得大氣污染物在低空連續多日滯留，只能在近地層作水平漫延，帶來了持續的空氣污染事件。

4 結論

（1）此次空氣污染過程中高空主要為偏西氣流，地面處于高壓底部，系統維持少變，處于一個穩定的層結狀態，不利于污染物的擴散，高空冷空氣入侵，地面風力加大，有利于污染物的擴散;（2）地面主導風向中，偏南風較多，平均風速不到1.5m/s，頻繁出現的靜風導致大氣水平擴散能力變弱，導致污染物不能夠被有效、及時地擴散;（3）當在地面或地空盛行偏南風的時候，因為風的輸送作用，污染物在下風側的烏海地區進行堆積，導致空氣更加嚴重;（4）此次連續空氣污染事件是出現在風速小、濕度大、無雨和有輕霧或霾的氣象條件下，每日都存在逆溫層，逆溫強度最大為2.46℃/100m，逆溫層的存在抑制了大氣對流和湍流的形成。

參考文獻

[1]魏麗敏，王鳳琴等.烏海市空氣污染濃度的時間分布特征[J].內蒙古氣象，2010（3）：22-24.

[2]王鳳琴，趙旭春.烏海市空氣污染濃度預報初探[J].北方環境，2012，24（4）：83-85.

[3]李令軍，王英，李金香等.2000-2010 北京大氣重污染研究[J].中國環境科學，2012，32（1）：23-30.

[4]程念亮，李云婷等.北京市空氣重污染天氣類型分析及預報方法簡介[J].現代科學與技術，2015，38（5）：189-194.

收稿日期：2019-01-23

作者簡介：張洪杰（1984-），女，漢族，碩士，工程師，研究方向為天氣預報。