四平市重污染天氣統計分析

鞏憲偉，劉 彪，孫英杰

（四平市氣象局，吉林 四平 136000）

1 研究目的及意義

近年來，隨著氣候變暖，工農業發展以及能源利用加劇等因素的影響，污染物的大量排放造成環境空氣質量下降，霧霾天氣增多，重污染天氣加劇。據初步統計，2014年—2016年四平市輕度污染以上天氣占34%，多次出現大范圍持續3 d以上的重污染天氣，空氣質量指數（AQI）甚至突破過500上限，給大氣環境、群眾健康、交通安全帶來了嚴重影響，已引起各級政府、社會公眾和媒體的極大關注。

國內有很多學者[1-3]同區域的空氣污染過程進行了分析，得出了一些較實用的結論，本文對四平市霾和重污染天氣進行氣候統計，并對中度以上污染天氣進行分型，以期對未來重污染天氣預報提供參考。

2 資料與方法

本文應用到的資料主要包含以下幾個部分。

常規高空和地面觀測資料、EC細網格數值預報模式資料，由四平市氣象局提供。

四平市環境保護觀測站2014-2015年逐日AQI、逐小時AQI、逐小時PM2.5濃度、PM10濃度、O3（8 h）濃度、NO2濃度、CO濃度、SO2濃度，由四平市環保局提供。

本文應用的方法：利用一般統計法，統計重污染天氣的時間分布特征。

3 重污染天氣時間分布

3.1 霾分布特征

分析2005年—2015年逐年的霾日數（圖1），前期霾日數處于小幅波動階段，年均出現霾日一直維持在10 d上下，到2014年后，霾日數迅速增長，2015年年出現霾日數上升到了25 d。一方面與城市工業化帶來的大氣污染加重有關，另一方面與人工觀測轉為機器觀測有關。

圖1 四平市逐年霾累計日數Fig.1 Cumulative number of haze daysin Siping City

分析2005年—2015年逐月的霾日數（圖2），可以看出明顯的季節特征，在共發生102個霾日中，11月總數最多，達到了21次，3月最少，僅出現3次，當年10月—次年1月是霾日頻發的月份，共占到總數的60%以上。

圖2 四平市各月霾累積日數Fig.2 Accumulated hazedaysof Siping City in each month

3.2 重污染天氣分布特征

分析2014年—2015年中度以上污染天氣季節特征（圖3），可以明顯的看出中度以上污染天氣主要出現在秋冬季，尤其以冬季為最多，多與PM2.5等污染物相關，與燃煤、污染物排放、焚燒秸稈等相關。春季也存在污染天氣，此類污染多與春季大風相聯系。夏季污染天氣較少。

圖3 四平市中度以上污染天氣季節分布Fig.3 Seasonal distribution of moderately polluted weather in Siping City

分析2014年—2015年污染天氣月分布特征（圖4），出現中度以上污染天氣最多的是10月，共出現中度以上污染14次，11月次之，共出現中度以上污染12次，6月、8月、9月最少，沒有中度以上污染天氣出現。

圖4 四平市中度以上污染天氣月分布Fig.4 Monthly distribution of moderately polluted weather in Siping City

4 重污染天氣模型

依據對霾和重污染天氣的統計分析，出現2種天氣的天氣形勢差別不大，并且存在一定的規律，從低空和地面形勢進行了分析，結果顯示以地面系統對其進行分型效果最好。對2014年—2015年出現的35 d中度污染以上天氣按海平面氣壓場進行了詳細梳理，見表1。其中與高壓相聯系的一共有15次，與倒槽相聯系的有11次，與低壓相聯系的有7次。

表1 2014年—2015年四平市中度以上污染天氣對應海平面氣壓場系統Tab.1 Sea level pressurefield system corresponding to moderately polluted weather in Siping City from 2014 to 2015

從污染物的角度對35 d中度污染以上天氣進行了統計，見表2PM2.5為首要污染物的天氣中，高壓影響占比最大、倒槽其次，PM10為首要污染物的天氣中，低壓影響占比最大，O3-8 h為首要污染物的天氣中，倒槽影響占比最大。同時各污染物的出現時間也存在響應的季節特點：PM10主要出現在春季，PM2.5集中在秋冬季，O3-8 h主要出現在夏季。

表2 2014年—2015年四平市各污染物中度以上污染天氣Tab.2 Weather with moderate or above pollutants in Siping City from 2014 to 2015

綜合地面氣壓場特征和各污染物出現的季節特征，對四平市中度以上污染天氣進行了分類，共有3種類型：倒槽（PM2.5）型；高壓（PM2.5）型；低壓（PM10）。下面將分別闡述其天氣特征。

4.1 倒槽（PM 2.5）型

此類中度以上污染天氣的典型特征為：地面受到北上的倒槽控制或收到南北向狹長的低壓北部控制，氣壓場分布較弱，地面風速一般<3.2 m/s；低空（850 hpa、925 hpa）存在溫度的暖脊；（850~925 pha）、（925~1 000 pha）至少有一層有逆溫或等溫。

4.2 高壓（PM 2.5）型

此類中度以上污染天氣的典型特征為：海平面受高壓控制，可能位于高壓的前部、后部、以及高壓內部，氣壓場較弱，風速<3.2 m/s；低空（850 hpa、925 hpa）存在溫度的暖脊；（850~925 pha）、（925~1 000 pha）至少有一層有逆溫或等溫。

4.3 低壓（PM 10）型

此類中度以上污染天氣的典型特征為：海平面受低壓控制，一般位于低壓的前部或底部，氣壓梯度力較大，地面風速一般大于5.0 m/s；低空（850 hpa、925 pha）伴有溫度的冷槽，（850~925 pha）、（925~1 000 pha）兩層均無逆溫或等溫出現。

5 結語

本文通過對四平市霾和重污染天氣時間分布特征、重污染天氣模型、中度以上污染預報指標、四平市空氣污染氣象條件方程進行了分析，主要得出以下結論：2005年—2015年四平市年出現霾日呈現上升趨勢，尤其2014年—2015年顯著上升；2014年—2015年四平市中度以上污染天氣季節特征明顯，主要集中在秋冬季，其中又以11月為最多；依據天氣形勢和各污染物濃度，四平市中度以上污染天氣可分為3種類型，倒槽（PM2.5）型；高壓（PM2.5）型；低壓（PM10），其中以高壓（PM2.5）型發生最多。