池州市大氣能見(jiàn)度與氣象條件的關(guān)系

吳紫靜 姚揚(yáng) 陸海瑩 黃少山 章衛(wèi)華

摘要 利用池州市2016—2021年大氣能見(jiàn)度和地面常規(guī)氣象觀(guān)測(cè)資料，統(tǒng)計(jì)分析了池州市大氣能見(jiàn)度與氣象要素之間的關(guān)系。結(jié)果表明：池州市能見(jiàn)度以夏季最好，冬季最差，一天4個(gè)時(shí)次里以02：00最低，08：00次之，14：00能見(jiàn)度最好；四季4個(gè)時(shí)次大氣能見(jiàn)度與相對(duì)濕度相關(guān)性最好，其次是與24 h變濕的相關(guān)性，且均為負(fù)相關(guān)。相對(duì)濕度≥95%、地面風(fēng)速≤2 m/s，

以及東北風(fēng)和西南風(fēng)條件下有利于池州出現(xiàn)低能見(jiàn)度。

關(guān)鍵詞 池州市；大氣能見(jiàn)度；氣象要素；相關(guān)性

中圖分類(lèi)號(hào)：P427.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2023）02–0061-03

能見(jiàn)度即目標(biāo)物的能見(jiàn)距離，是指觀(guān)測(cè)目標(biāo)物時(shí)，能從背景上分辨出目標(biāo)物輪廓的最大距離。作為表征大氣透明程度的一項(xiàng)重要物理參數(shù)，能見(jiàn)度反映了區(qū)域大氣環(huán)境的質(zhì)量和空氣污染的狀況，尤其是低能見(jiàn)度對(duì)輪渡、民航、高速公路等交通運(yùn)輸和電力供應(yīng)，以及市民的日常生活都會(huì)產(chǎn)生許多不利的影響，在經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展的今天產(chǎn)生的影響更加明顯。近10年來(lái)，因能見(jiàn)度過(guò)低而造成的重大交通事故屢有發(fā)生[1]。影響能見(jiàn)度的因素包括自然的氣象因子和人為的環(huán)境因子，其中人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的各種大氣污染物使得大氣能見(jiàn)度下降，而從氣象角度來(lái)看，影響因子主要包括氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)等[2-5]。

池州市地處安徽省西南部，長(zhǎng)江下游南岸，境內(nèi)地形地貌多樣，其東南部以九華山、牯牛降為主體構(gòu)成南部山區(qū)骨架，是皖南山區(qū)的組成部分；中部為崗沖相間的丘陵區(qū)，西北部沿江地帶為洲圩區(qū)，地勢(shì)低平，河湖交錯(cuò)。作為中國(guó)第一個(gè)國(guó)家生態(tài)經(jīng)濟(jì)示范區(qū)，池州境內(nèi)森林覆蓋率達(dá)59.2%，生態(tài)環(huán)境優(yōu)良。但近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，尤其是工業(yè)生產(chǎn)、汽車(chē)尾氣等人為因素的影響，使得氣溶膠排放顯著增加，霾天氣頻發(fā)，導(dǎo)致能見(jiàn)度下降[6]。利用2016—2021年池州市氣象觀(guān)測(cè)資料，分析大氣能見(jiàn)度與氣象因素的關(guān)系，以及低能見(jiàn)度下氣象要素的統(tǒng)計(jì)特征。本研究結(jié)果對(duì)了解池州大氣能見(jiàn)度狀況、提高大氣環(huán)境質(zhì)量和城市防災(zāi)減災(zāi)具有一定的參考價(jià)值。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源

選取的2016—2021年能見(jiàn)度、相對(duì)濕度、氣溫、氣壓、風(fēng)等氣象數(shù)據(jù)為池州市國(guó)家氣象站的逐小時(shí)自動(dòng)觀(guān)測(cè)資料。重點(diǎn)利用當(dāng)日02：00、08：00、14：00、20：00觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)分析能見(jiàn)度與氣象要素之間的關(guān)系。按照氣候?qū)W上常用的方法進(jìn)行季節(jié)劃分，春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）、冬季（12月—翌年2月），并對(duì)各氣象要素進(jìn)行季節(jié)平均處理。

2 大氣能見(jiàn)度與地面氣象要素的關(guān)系

2.1 能見(jiàn)度與氣象要素的變化特征

圖1為各季不同時(shí)次平均能見(jiàn)度、相對(duì)濕度、風(fēng)速和氣溫的變化特征。由圖1可見(jiàn)，池州市的能見(jiàn)度以夏季最好，冬季最差，一天4個(gè)時(shí)次里以02：00最低，08：00次低，14：00能見(jiàn)度最好；相對(duì)濕度春、夏、秋季以02：00最大，冬季08：00最大，都是14：00最小；各季的風(fēng)速以14：00最大，其余時(shí)次相對(duì)較小，02：00最小；各季的溫度以14：00最高，除冬季外，以02：00的氣溫最低。以上分析表明大氣能見(jiàn)度日變化與相對(duì)濕度日變化趨勢(shì)相反，能見(jiàn)度條件好的時(shí)候相對(duì)濕度小，能見(jiàn)度低的時(shí)候相對(duì)濕度大，氣溫與風(fēng)速的日變化趨勢(shì)與能見(jiàn)度的變化趨勢(shì)基本一致。

能見(jiàn)度的變化特征與大氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律密切相關(guān)，夜間到凌晨日出前，地表輻射降溫，容易在近地層形成逆溫層，不利于大氣湍流運(yùn)動(dòng)，且相對(duì)濕度較大，大量顆粒物積聚使得散射效率、吸收效應(yīng)增強(qiáng)，能見(jiàn)度處于低值[7]。日出后太陽(yáng)輻射增強(qiáng)，溫度不斷升高，空氣相對(duì)濕度減小，大氣湍流運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，地面風(fēng)速不斷上升，并于午后上升至最大值，空氣中污染物擴(kuò)散條件好，使得能見(jiàn)度迅速提高，因此午后能見(jiàn)度為一日中的最佳時(shí)段[8]。

2.2 能見(jiàn)度與氣象要素的相關(guān)性分析

能見(jiàn)度與相對(duì)濕度、氣溫、風(fēng)等關(guān)系密切，進(jìn)一步分析了能見(jiàn)度與各氣象要素之間的相關(guān)關(guān)系。為減少降水對(duì)能見(jiàn)度的影響，選取非降水日（降水量≤0.1 mm）數(shù)據(jù)，按不同季節(jié)、不同時(shí)次計(jì)算出能見(jiàn)度與地面常規(guī)氣象要素的相關(guān)系數(shù)（表1）。

由表1可以看出，池州各季能見(jiàn)度均與相對(duì)濕度相關(guān)性最好，均通過(guò)α=0.01的顯著性檢驗(yàn)，其中冬、春季相關(guān)性好于夏、秋季；24 h變濕與能見(jiàn)度的負(fù)相關(guān)也較好，且秋季、冬季相關(guān)性略好于春、夏季。能見(jiàn)度與相對(duì)濕度、24 h變濕呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，這是由于空氣中水汽較豐富時(shí)，水滴和大氣氣溶膠粒子的吸濕增長(zhǎng)影響大氣透明度，從而降低能見(jiàn)度[9]。能見(jiàn)度與氣溫正相關(guān)性在春、夏季較好，秋、冬季的個(gè)別時(shí)次相關(guān)系數(shù)為負(fù)值，這可能與秋、冬季溫度低，各種人類(lèi)活動(dòng)對(duì)大氣環(huán)境的影響減少，空氣質(zhì)量有所好轉(zhuǎn)有關(guān)。能見(jiàn)度與氣壓相關(guān)性比較復(fù)雜，在春、夏季各時(shí)次相關(guān)性均為負(fù)值，而冬季為正值；與24 h變壓相關(guān)系數(shù)在春、冬季為負(fù)相關(guān)，夏季和秋季與02：00、08：00為正相關(guān)，與14：00、20：00為負(fù)相關(guān)，這說(shuō)明地面氣壓場(chǎng)對(duì)能見(jiàn)度的影響在各個(gè)季節(jié)都不相同。能見(jiàn)度與風(fēng)速的相關(guān)性在夏、秋、冬季均為正相關(guān)，且以02：00相對(duì)較好。

3 低能見(jiàn)度時(shí)的氣象條件特征

（1）相對(duì)濕度。池州市2016—2021年4個(gè)時(shí)次出現(xiàn)低能見(jiàn)度時(shí)（能見(jiàn)度＜1 km）的相對(duì)濕度統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，出現(xiàn)低能見(jiàn)度時(shí)平均相對(duì)濕度約為98%，最小相對(duì)濕度出現(xiàn)在02：00，平均為76%。低能見(jiàn)度時(shí)，4個(gè)時(shí)次平均24 h變濕均為正值，平均變濕最大值為26%，出現(xiàn)在14：00，平均變濕最小值為1%，出現(xiàn)在20：00。08：00低能見(jiàn)度情況下各檔相對(duì)濕度出現(xiàn)頻率見(jiàn)表2，各檔24 h變濕出現(xiàn)頻率見(jiàn)表3。

表2和表3表明，低能見(jiàn)度多出現(xiàn)于相對(duì)濕度較大的情況下，其中相對(duì)濕度＞95%的情況下出現(xiàn)頻率最大為100%；24 h變濕以＞0的正變濕為最多。可見(jiàn)，低能見(jiàn)度的形成與相對(duì)濕度和相對(duì)濕度的變化趨勢(shì)有關(guān)，相對(duì)濕度≥95%和24 h正變濕有利于低能見(jiàn)度的出現(xiàn)。這是因?yàn)殡S著相對(duì)濕度的增加，空氣中氣溶膠粒子吸濕增長(zhǎng)，濃度升高，容易形成霧，單位體積大氣內(nèi)的水汽和霧滴會(huì)增強(qiáng)光的吸收和散射，導(dǎo)致能見(jiàn)度降低。

（2）風(fēng)向風(fēng)速。低能見(jiàn)度時(shí)地面風(fēng)速統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，4個(gè)時(shí)次中低能見(jiàn)度出現(xiàn)時(shí)的平均風(fēng)速以02：00、08：00最小，平均為1.4 m/s，最大平均風(fēng)速3.0 m/s出現(xiàn)在14：00。低能見(jiàn)度時(shí)，各時(shí)次風(fēng)速最小值均＜1 m/s。

表4為2016—2021年池州市08：00低能見(jiàn)度情況下各檔風(fēng)速出現(xiàn)的頻率統(tǒng)計(jì)。可以看出在08：00低能見(jiàn)度情況下，風(fēng)速以≤2 m/s為主（84%以上），風(fēng)速＞3 m/s的情況只有9.1%，說(shuō)明風(fēng)速≤2 m/s是低能見(jiàn)度天氣形成的主要條件之一。

表5為2016—2021年08：00出現(xiàn)低能見(jiàn)度時(shí)靜風(fēng)與各風(fēng)向出現(xiàn)的頻率。可以看出，08：00低能見(jiàn)度出現(xiàn)的情況下，東北風(fēng)和西南風(fēng)出現(xiàn)頻率較大。這可能與池州市的污染源布局有關(guān)，池州市的東北、西南方向分布著大量的工業(yè)園區(qū)，是池州市的主要污染來(lái)源，在一定程度上導(dǎo)致大氣污染，影響能見(jiàn)度，導(dǎo)致能見(jiàn)度下降。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)池州市2016—2021年大氣能見(jiàn)度和地面常規(guī)氣象觀(guān)測(cè)資料的統(tǒng)計(jì)，分析池州市大氣能見(jiàn)度和相對(duì)濕度、氣溫、風(fēng)等氣象要素的發(fā)生特征及其相關(guān)性，探討低能見(jiàn)度時(shí)的相對(duì)濕度、風(fēng)速風(fēng)向等氣象條件特征，得到以下結(jié)論。

（1）池州市能見(jiàn)度夏季最好，冬季最差，一天4個(gè)時(shí)次里以02：00最低，08：00次之，14：00能見(jiàn)度最好。

（2）各季4個(gè)時(shí)次大氣能見(jiàn)度與相對(duì)濕度相關(guān)性最好，其次是與24 h變濕的相關(guān)性，且均為負(fù)相關(guān)。相對(duì)濕度≥95%、地面風(fēng)速≤2 m/s，以及東北風(fēng)和西南風(fēng)條件下有利于池州出現(xiàn)低能見(jiàn)度。

（3）近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，受到工業(yè)生產(chǎn)、汽車(chē)尾氣等人為因素的影響，使得氣溶膠的排放顯著增加，大氣污染物對(duì)大氣能見(jiàn)度的影響越來(lái)越大。

參考文獻(xiàn)

[1] 曾書(shū)兒，王改利.能見(jiàn)度的觀(guān)測(cè)及其儀器[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，1999（2）：80-85.

[2] Chang D， Song Y， Liu B. Visibility trends in six megacities in China 1973–2007 [J]. Atmospheric Research， 2009， 94（2）： 161-167.

[3] Che H Z，Zhang X Y， Li Y， et al. Haze trend over the capital citie of 31 province in China， 1981-2005[J]. Theoretical and Applied Climatology， 2009，97（3）：235-242.

[4] 白愛(ài)娟，鐘文婷，華蘭，等.成都市大氣能見(jiàn)度變化特征及影響因子研究[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2014，30（2）：21-25.

[5] 郝巨飛，張功文，楊允凌.大氣能見(jiàn)度及影響因子特征分析[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2017，31（4）：160-164.

[6] 張明明，程?hào)|兵，齊建華，等.基于衛(wèi)星遙感的池州市氣溶膠光學(xué)厚度時(shí)空分布[J].國(guó)土資源遙感，2017，29（4）：147-155.

[7] 侯靈，安俊琳，朱彬.南京大氣能見(jiàn)度變化規(guī)律及影響因子分析[J].大氣科學(xué)學(xué)報(bào)，2014，37（1）：91-98.

[8] 張浩，石春娥，邱明燕.合肥市氣象條件對(duì)大氣能見(jiàn)度影響分析[J].大氣科學(xué)研究與應(yīng)用，2007（2）：92-99.

[9] 朱軼明，張晉廣，袁健，等.蓋州市大氣能見(jiàn)度與氣象條件相關(guān)分析[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)，2016，32（4）：55-62.

責(zé)任編輯：黃艷飛

The Relationship between Atmospheric Visibility and Meteorological Conditions in Chizhou City

Wu Zi-jing et al（Dongzhi Meteorological Bureau of Chizhou City， Anhui Province， Dongzhi， Anhui 247100）

Abstract The relationship between the atmospheric visibility and meteorological elements in Chizhou City was statistically analyzed by using the atmospheric visibility and surface conventional meteorological observation data from 2016 to 2021. The results show that the visibility in Chizhou was the best in summer and the worst in winter， with the lowest at 02：00， the lowest at 08：00 and the best at 14：00 in the afternoon. The correlation between visibility and relative humidity at four times in each season was the best， followed by the correlation with 24-hour humidity， and all were negative correlation. Relative humidity ≥95%， ground wind speed ≤2 m/s， and northeast wind and southwest wind conditions were conducive to low visibility in Chizhou.

Key words Chizhou City; Atmospheric visibility; Meteorological elements; Relationship

作者簡(jiǎn)介 吳紫靜（1994—），女，安徽池州人，助理工程師，主要從事地面觀(guān)測(cè)、觀(guān)測(cè)資料研究應(yīng)用研究。

收稿日期 2022-12-02