沈斌+李俊樂+鄭國偉

摘要 利用2004—2013年撫順市地面氣象觀測資料，對撫順地區(qū)霾天氣的變化規(guī)律、氣象要素特征及其成因進行了分析。結果表明，近10年來撫順市霾日數(shù)整體呈下降趨勢，但波動性較強，近3年來霾日數(shù)有上升趨勢；霾日各月差異較大，年內基本呈單谷型分布，冬季為霾現(xiàn)象多發(fā)季節(jié)，夏季霾出現(xiàn)概率最小；隨著日均相對濕度的逐漸增大，霾現(xiàn)象出現(xiàn)幾率也呈增大趨勢；西南風向和偏西風向以及日平均風速≤2.5 m/s更有利于霾的產(chǎn)生。

關鍵詞 霾；影響因子；相對濕度；風；遼寧撫順；2004—2013年

中圖分類號 P427.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）23-0226-01

霾也稱灰霾，是由于大氣中懸浮了許多非常小的顆粒，造成能見度急劇下降，通常使能見度下降到小于10.0 km，同時可以使光線發(fā)生漫反射，使得物體顏色偏黃或偏藍[1]。而且，霾發(fā)生時，大量的微小顆粒會引發(fā)呼吸道疾病[2]。同時，霾發(fā)生時由于水平能見度急劇下降，會引發(fā)大量的交通事故，以及引發(fā)航班等大范圍延誤[3]。因此，霾天氣已成為最受人們關注的災害性天氣之一[4]。

撫順市作為東北地區(qū)最早建設的工業(yè)基地，多年來大氣環(huán)境污染嚴重的問題也十分突出，尤其是近年來霾天氣現(xiàn)象逐漸增多。然而，撫順地區(qū)對于霾的相關研究尚未系統(tǒng)開展。因此，本文在對撫順市霾天氣分布特征分析基礎上，著重于對其影響的環(huán)境氣象要素進行探討，以期對當?shù)鼗姻蔡鞖獍l(fā)生發(fā)展有更加深入的了解，為今后灰霾天氣預報預警提供參考。

1 資料與方法

根據(jù)中國氣象局《霾的觀測和預報等級》（2010年）規(guī)范，本文選取撫順市2004—2013年的逐日地面常規(guī)氣象觀測資料（包括8：00、14：00和20：00的天氣現(xiàn)象、逐日相對濕度、風向、風速和本站氣壓等），當相對濕度<80%，水平能見度<10 km，同時除去發(fā)生雪暴、揚塵、降雨等天氣外，記為一個霾日。春、夏、秋、冬各季節(jié)分別定為3—5月、6—8、月、9—11月、12月至次年2月。

2 結果與分析

2.1 霾天氣特征

2.1.1 年際變化特征。通過分析可知，撫順地區(qū)近10年來，年平均霾現(xiàn)象日數(shù)為50.2 d，最多霾現(xiàn)象日數(shù)發(fā)生在2005年，為127 d。最少霾現(xiàn)象日數(shù)發(fā)生在2007年，為23 d。其他年份在28～68 d波動變化。10年間霾現(xiàn)象日數(shù)整體呈下降趨勢，但波動性較強。值得注意的是，2011—2013年霾現(xiàn)象日數(shù)有上升趨勢。

2.1.2 月際變化特征。撫順地區(qū)是一個霾發(fā)生較頻繁的地區(qū)，但不同月份發(fā)生的次數(shù)存在較大的不同，夏季的8月發(fā)生的次數(shù)最少，僅有1.7 d。其次為10月，為2 d。隨著進入冬季，霾日數(shù)開始增加，12月開始發(fā)生的次數(shù)較多，平均為7 d，并在第2年的1月達到最大值，平均為9.1 d，進入3月后開始迅速減少。

2.1.3 季節(jié)變化特征。由表1可知，2004—2013年期間霾日發(fā)生次數(shù)較多，平均每年有50.2 d。一年四季中，霾日發(fā)生最多的季節(jié)是冬季，為22.3 d，占全年霾日的44.42%；春季略低，為11.8 d，占全年的23.50%；夏季和秋季相差不大，分別占16.14%和15.94%。

分析得出，撫順市作為東北典型重工業(yè)城市，除當?shù)鼗S、鋼廠等嚴重污染源穩(wěn)定排放外，冬季集中取暖燃煤量排放物的增多均為霾現(xiàn)象形成提供了豐富的載體[5]。而冬季逆溫天數(shù)的增多及強度的增大[6]對大氣對流運動起到了阻礙作用，不利于城市近地面層污染物的擴散[7]，為霾的產(chǎn)生和維持發(fā)展提供了有利的層結條件[8]。另外，有研究指出，同降雨相比，降雪對空氣中的粉塵等細小顆粒捕獲稀釋作用非常微弱[9]。因此，冬季降雪對大氣中污染物的清理作用非常有限，這也是造成撫順地區(qū)冬季霾多發(fā)的因素之一。而撫順地區(qū)春節(jié)雨水較豐沛，對細小顆粒的捕獲能力較強，導致空氣中形成霾的小顆粒數(shù)目急劇下降，同時春季大風天數(shù)較多，擴散作用明顯，因而使得霾日減少[10]。

2.2 氣象要素特征

2.2.1 相對濕度對霾的影響。通過分析撫順地區(qū)的相對濕度對霾的影響發(fā)現(xiàn)，濕度對于霾發(fā)生呈正相關關系，隨著濕度增加，霾日發(fā)生的概率增大。當日平均相對濕度為60%～65%時，霾發(fā)生的幾率最大；當日平均相對濕度<30%時，撫順地區(qū)基本上沒有霾日出現(xiàn)；相對濕度<45%的時候，霾發(fā)生的概率為6.94%，相對也較小。當相對濕度在65%～80%之間時，霾發(fā)生的概率也非常大；相對濕度>80%時為霧，此處不進行討論。

2.2.2 風向、風速對霾的影響。霾天氣的出現(xiàn)與風向有著密切的聯(lián)系。通過分析2004—2013年撫順市霾天氣過程風向頻率分布情況可知，撫順市出現(xiàn)霾天氣時，近地面主導風向為WSW、SW和W，均在17%以上。其中，WSW比例最高，為21.2%。因此，撫順地區(qū)風向為WSW時，出現(xiàn)霾天氣可能性最大。在近地面主導風向為N時，霾天氣形成概率較低。這主要是因為偏北風常常攜帶冷空氣南下，強冷空氣有利于大氣中污染物質的及時清除，不利于霾天氣的形成。另外，值得注意的是霾天氣在風向為SE時未有發(fā)生。原因可能是撫順地區(qū)由于受地形影響，冬季近地面風向以N或NW為主，夏季風向以S或SW為主，全年風向以SE或E為主導的情況非常少。因此，霾天氣大規(guī)模發(fā)生時風向為SE或E十分少見。

除了風向外，霾天氣的出現(xiàn)還需要一定的風速條件。撫順市發(fā)生霾天氣時的日平均風速主要在2.5 m/s以下，所占比例高達88.4%?？梢姡L速≤2.5 m/s（2級以下）時，最有利于霾天氣的形成。當風速大于2.5 m/s時，也有霾天氣發(fā)生，但隨著風速的增大，霾現(xiàn)象發(fā)生概率迅速減小。風速越小，發(fā)生霾天氣的概率越大，這表明地面風場是霾天氣形成的重要條件。近地層長時間的小風速，大氣污染物的傳輸和擴散能力弱，從而為霾的形成創(chuàng)造條件。隨著風速增大，大氣平流輸送能力及垂直湍流能力均增強，大氣中污染物和氣溶膠不易堆積，不利于霾的形成。

3 結論

（1）近10年來撫順地區(qū)霾日數(shù)整體呈下降趨勢，但波動性較強。霾日數(shù)最多發(fā)生在2005年，為127 d。最少日數(shù)發(fā)生在2007年，為23 d。最近3年撫順地區(qū)霾現(xiàn)象日數(shù)有上升趨勢。

（2）撫順地區(qū)四季均有霾現(xiàn)象出現(xiàn)，各月差異較大，全年基本呈單谷型分布。最高值出現(xiàn)在1月，達9.1 d，最低值出現(xiàn)在8月，僅1.7 d。霾日數(shù)最多出現(xiàn)于冬季，春季次之，秋季略低，夏季所占比例最低。冬季是霾最易發(fā)生的季節(jié)，這是秸稈和燃煤焚燒使得大氣污染物的集聚及季節(jié)變化使得大氣層結穩(wěn)定等綜合作用的結果。

（3）隨相對濕度逐漸增大，撫順地區(qū)霾現(xiàn)象出現(xiàn)幾率呈增大的趨勢。日均相對濕度<30%時，幾乎未有霾現(xiàn)象發(fā)生。霾天氣發(fā)生時，近地面主導風向為SW、WSW及W。風速越小，發(fā)生霾天氣的概率越大，當風速≤2.5 m/s（2級以下）時，最有利于霾天氣的形成。

4 參考文獻

[1] 中國氣象局.霾的觀測和預報等級：QX/T 113-2010[S].北京：氣象出版社，2010.

[2] 白志鵬，蔡斌彬，董海燕，等.灰霾的健康效應[J].環(huán)境污染與防治，2006，28（3）：198-201.

[3] 吳兌.霾與霧的識別和資料分析處理[J].環(huán)境化學，2008，27（3）：327-330.

[4] 朱義青，胡順起，曹張馳.臨沂市一次持續(xù)性霧霾過程的階段性成因分析[J].環(huán)境工程學報，2015，9（12）：5976-5986.

[5] 張晶，鄭有飛，李云川，等.石家莊市周邊秸稈焚燒導致云凝結核變化的特征[J].大氣科學學報，2011，34（3）：343-350.

[6] 韋肖林，周慧僚，唐新.河池邊界層逆溫現(xiàn)象變化特征及影響[J].氣象研究與應用，2012，33（1）：30-34.

[7] 周榮芳.淺談逆溫災害及其防治[J].安徽農(nóng)學通報，2011，17（14）：257-258.

[8] 姚作新，呂鳴，賀曉東.2008/2009烏魯木齊近地空間逆溫層特征分析[J].沙漠與綠洲氣象，2011，5（3）：29-32.

[9] 王艷秋，楊曉麗.哈爾濱市降水形勢對大氣污染物濃度稀釋的影響[J].自然災害學報，2007，16（5）：65-68.

[10] 葉光營，吳毅偉，劉必桔.福州區(qū)域霧霾天氣時空分布特征分析[J].環(huán)境科學與技術，2010，3（10）：114-119.