关于大气污染扩散气象条件影响分析及应对措施论文_谷建伟,王亮亮,王小熙,刘洋,刘楠

顺平县气象局 河北保定 072250

摘要:气象条件与大气污染有一定关系。本文结合近10年北京、天津、保定、唐县和顺平县雾霾资料,分析顺平县大气污染物扩散气象条件,得出:顺平县雾霾天气春夏季少、持续时间短,秋冬季多且持续时间长,在静稳天气背景下,冷空气势力弱,地面风速小,相对湿度较大,大气层结稳定,伴有逆温时易形成雾霾;城市热岛、风沙天气等会加重,今后应加强监测预报预警,适时开展人影工作,开展气候可行性论证,大力宣传环境保护等。

关键词:雾霾;地形、气候;大气污染;城市热岛

引言

气象条件对大气污染物所产生的影响主要表现为大气对污染物的稀释扩散能力及对大气污染物的物理化学转化过程和大气状况对污染源本身的影响。本文结合北京、天津、保定、唐县和我县十年雾霾天气数据,对影响顺平县大气污染扩散的气象条件进行了详细分析,并从气象角度提出建议和应对措施,为细化大气污染调控措施提供科学依据。

1太行山地形对气候环境影响

1.1地理气象条件不利于大气污染物稀释和扩散

顺平县位于太行山东麓,半山半平原特殊地理条件形成独特的气候特点。受太行山屏障作用,顺平县平均风速2.1米/秒,全年静风小风频率在23%以上,风速小不利于大气污染物水平扩散。

顺平县逆温日数多,层结相对稳定,秋冬季夜间到早晨逆温频率70%以上,1月达80%以上,有时出现双层和多层逆温,平均逆温层厚度300-400米。逆温阻挡空气污染物垂直扩散,使空气污染物浓度增高。

分析顺平县2008~2012年1、4、7和10月大气稳定度,得出我县中性及稳定天气全年占73%,其中稳定天气50%,秋、冬季分别占51%、60%,稳定天气频率高不利于大气污染物稀释和扩散。

1.2太行山阻挡使得冷空气势力减弱、风沙减轻

太行山屏障作用使得我县大风、沙尘天气明显减少,西路冷空气翻越太行山后下沉增温使得我县寒冷冬季降温幅度明显减弱。近年来,随着太行山绿化工程实施,大风、沙尘天气日数呈明显减少趋势,90年代后我县多以扬沙和浮尘为主。

1.3太行山迎风坡地形抬升作用使降水多于东部

当气流以偏东路径影响我区,地面吹偏东风,若遇偏南暖湿气流在太行山前交汇就形成雨雪,太行山迎风坡地形抬升作用使山前降水多,具有独特地形天气特点,特别是冬春季降水稀少,雨雪天气有利于净化空气,降低森林火险气象等级。

1.4太行山焚风利与弊

当冷空气自西向东跨越太行山时,迎风坡空气被迫抬升,膨胀降温,使空气中水汽凝结并释放凝结潜热;过山后,气流下沉,空气受压缩密度增大,内能增加,造成绝热增温,湿度减小,形成干热气流,即焚风。顺平县县焚风特征明显,焚风常与西路冷空气相伴,随着风速增大,雾霾天气快速消散,能见度和空气质量明显好转。

2雾霾特征及对空气质量影响

2.1雾霾年际变化

雾霾天气是反映城市大气气溶胶含量、影响能见度和日照的重要天气现象。北京、天津、保定、唐县、顺平2003-2007年大雾整体呈增多趋势,尤其是2006-2007年大雾日数明显增多,2008-2012年大雾、轻雾、霾日数呈波动减少,2009-2012年顺平年平均140.2天,远低于其他四个地区(图1)。

图1 五地区2003~2012年大雾日数年际变化

2.2雾霾季节特征

五地区2003-2012年雾霾天气具有春夏季少、持续时间短,秋冬季多且持续时间长等特点。一是冬季取暖锅炉燃煤排放物增多;二秋冬季天气不利于污染物扩散。春季冷空气活动频繁,雾霾持续天数少;夏季随日出后气温升高,逆温层很快破坏,雾霾主要出现在早晨和晚上,持续时间短,强度轻;秋冬季受大气环流长波系统影响,雾霾日数多且持续时间长,持续雾霾消散与强冷空气侵入时间和强度有关。

2.3雾霾天气成因

雾霾天气发生在静稳天气背景下,冷空气势力弱,地面风速小,相对湿度较大,大气层结稳定,伴有逆温。相对湿度大时主要为雾和霾混合物,相对湿度小时主要为霾。2016年1~3月和9~10月我县空气质量严重污染天气多同雾霾天气相伴。

3雨雪天气对空气质量净化作用

降雨、降雪对空气净化作用非常明显,夏季空气质量优良的主要原因一是燃煤等污染源少,污染物浓度低,二是降雨对污染的净化,连续降雨使得空气质量优良,降雨净化作用明显,冬季降雪少、雾霾多、再加上小风天气多,造成污染物浓度偏高,但降雪使污染物浓度下降,空气质量好转。

4周边污染对城市环境影响

4.1城市热岛效应对大气污染的影响

城市热岛效应和大气污染相互影响、作用。大气污染加剧形成“城市热岛”,城市热岛环流又对城市起着循环污染作用,因此,治理大气污染不仅关注市区,还要特别关注周边郊县污染源排放。

4.2大风沙尘天气对空气质量的影响

除本地大风吹起的沙尘引起PM10浓度升高外,上游沙尘天气会影响本区空气质量,一种是外来源影响,另一种是外来源和本地源相叠加污染,上游甘肃、陕西、内蒙等地有大范围沙尘暴、扬沙等强沙尘天气。

4.3保定市区范围起沙风的临界指标

当平均风速突然>5m/s以上,瞬时风速>8m/s以上,即风力超过4级、阵风5级时,该时次PM10浓度较上一时次明显升高。我市平均风速>5m/s、瞬时风速>8m/s是本地起沙风临界指标,建议出现4-5级风,要将扬尘污染做为防治重点,如采取“建筑工地停止土方施工,路面增加喷水的次数”等措施。

5建议及主要应对措施

5.1加强雾霾等不利污染物扩散气象条件监测预报预警

气象部门引进先进技术成果,建立适合的预报预警方法,加强污染气象条件等级预报预警,科学研判,提早预报、及时预警,紧密与保定重污染日应急预案启动相结合,为重污染日应急预案启动和解除提供技术支撑,为空气污染治理决策提供依据。

5.2强化人工影响天气 提高大气自净能力

及时开展人影增雨(雪)作业,充分利用大气自净能力改善环境质量。目前我县已经建立2个标准化作业点,今后将继续加强人工影响天气标准化作业点建设,科学规范场所,同时加强我县人影作业基地建设,提高人影作业效率。

5.3加强科普宣传

针对阶段性重污染天气,建议充分发挥电视媒体作用,增加电视天气预报栏目时长或频次,同时在电台、报纸、网站上广泛宣传,为公众解疑答惑,引导公众科学防范雾霾等不利天气。

5.4开展重大工程及新区建设气候可行性论证

重大工程建设中开展气候可行性论证,有利于优化产业布局,实现总量控制,从源头上避免或减少污染的发生,气象部门目前已经建成比较完整的评估体系,在这方面可发挥重要作用。

参考文献:

[1]强杰.气象因素对大气污染物扩散的影响分析[C].河北省土壤污染防治技术研讨会论文集,2010.

[2]胡春梅,刘德,陈道劲.重庆市空气污染扩散气象条件指标研究[J].气象科技,2009(6).

第一作者简介:谷建伟(1978-),女,汉族,河北省顺平县人,本科学历,工程师,从事气象服务工作。

论文作者:谷建伟,王亮亮,王小熙,刘洋,刘楠

论文发表刊物:《基层建设》2017年第22期

论文发表时间:2017/11/20

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