鸡西市空气污染气象条件预报分析

张福艳 付昌

摘 要 选取2006-2010年鸡西市气象资料，包括每日的气象要素及高空、地面和物理量场等资料，及市区4个环境监测点的环境空气日均监测值，通过对能见度和API数值的变化开展分析，了解鸡西市空气污染现状，选取典型重污染天气，分析实况、环流形势及气象参数，选取空气污染气象条件预报的预报因子，建立鸡西市空气污染气象条件预报流程。

关键词 空气污染；预报流程；能见度；黑龙江省鸡西市

中图分类号：P457；X16 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2016）15--02

鸡西市是东北最大煤城、黑龙江省“四大煤城”之首，近年来，随着经济发展、城市迅速扩大和城市化进程加快，工业的发展以及汽车使用的日益频繁，使得空气质量明显下降，这些是鸡西市空气污染的主要原因。空气污染不仅对人体健康有影响，而且对经济发展及投资环境影响很大。因此，为保护环境，开展对空气污染的研究是非常重要和紧迫的。同时，空气污染所造成的空气质量的下降是与气象紧密相联系的[1]。气象条件好则利于污染物扩散，气象条件差则不利于污染物的扩散，容易造成污染物积聚，从而形成污染天气。

1 资料与方法

1.1 研究区自然条件

鸡西市位于黑龙江省东南部，三面环山，地形复杂，属于中温带大陆性季风气候区，春季易旱多大风，夏季短促雨水集中，秋季骤冷易冻害，冬季寒冷漫长且干燥。

1.2 资料

本论文选取了2006-2010年鸡西市气象资料，包括每日的气象要素及高空、地面、物理量场等资料，以及市区4个环境监测点的环境空气日均监测值，监测项目为PM10、SO2和NO2，对其开展分析，了解鸡西市空气污染现状，分析冬季逆温天气对空气污染的影响，气候平均值采用1981-2010年资料计算。

1.3 研究思路

本文通过了解地形、气候条件、污染源等各方面条件，分析鸡西市污染现状及趋势。通过对本站的历史气象资料和大气监测资料开展分析，研究气象条件对空气污染的影响，建立空气污染气象条件预报流程和指标。

2 大气污染现状分析

2.1 污染与地形

鸡西市周边地形，紧邻市区的南北方向的山地海拔均较高，鸡西市区位于东西方向的谷地之中，常年主导风向为西风，受山体的阻挡，在出现静小风、逆温或熏烟等气象条件时，污染物难以向外扩散传输，容易在谷底的市区周围形成严重的空气污染[2]。

2.2 污染现状

鸡西市各测点的PM10和SO2年均浓度基本均处一、二级标准限值之间，PM10的占标率稍高，NO2年均浓度基本满足一级标准，其主要污染物排序为PM10>SO2>NO2，污染类型仍主要为煤烟型大气污染。总的来讲，随着近年来节能减排和城市改造的进展，PM10的浓度呈现逐年下降趋势，SO2和NO2略有下降基本持平。其中环保局测点的SO2和NO2浓度有逐年升高的趋势，其原因可能与近年来中心城区的人口和机动车增长有关。

2.3 污染成因

污染浓度明显呈现秋冬高、春夏低的特点：一是由于供热时段内，供热排放源市是鸡西市区最主要污染源；二是鸡西市秋冬季气温低、气压高、降水稀少、气候干燥、风速较小、日照时数少、大气层结稳定、大气逆温出现频率以及强度较高，大气污染物不易稀释和沉降，致使大气中总悬浮颗粒物、S02、NOx等污染物大量堆积[3]。

3 空气污染的气象条件分析

3.1 逆温

由于逆温时的大气状态十分稳定，因此在逆温层内大气垂直运动很难发展。当大气出现逆温层时，处于逆温层中的烟、尘和水汽凝结物因不易扩散将会造成大量堆积使能见度变坏，空气质量恶化，严重时甚至可能形成污染事件。分析表明，在污染源排放量一定的情况下，低空逆温层厚度、逆温层底高、逆温层顶底温差与大气中污染物浓度有显著的统计关系，而与逆温层中的逆温强度统计关系不显著。

3.2 风速

一直维持风速较小或静风状态，是典型的静稳天气，导致污染物的持续积累和污染天气的形成和发展。

3.3 湿度

相对湿度，和大气稳定度有关，高湿常与逆温和稳定空气相伴。

3.4 气温

当日的最高气温与最低气温 ，与大气稳定度有关，常反映混合层高度。

3.5 降水

当日的降水量，反映天气状况和大气的冲刷情况。

4 环流形势分析及典型天气模型

秋冬季鸡西市常受蒙古高压控制，受干冷空气影响。在此天气形势下，风的垂直切变小，低层风速也偏小，近地面低空常为静风或微风，大气稳定度加强，空气水平扩散条件差；而且夜间的辐射降温强，通常在近地面形成逆温层，鸡西市冬季出现辐射逆温的平均日数占总天数的80%以上；降温的同时也增大了空气的相对湿度，温度露点差减小，容易凝结形成雾；在形成雾的条件中，气温越低，空气中所能容纳的水汽越少，越容易形成霾，它们常常相伴而生；同时，雾霾削弱了地面的短波辐射增温，有利于逆温层的维持，容易出现污染天气。

4.1 冷高压

在地面图上多表现为受冷高压控制，冷高压主体向南或南东南方向移动，鸡西市处于强大冷高压的前部。此外，受地面冷高压中心控制。地面冷高压位于贝加尔湖东部且自西北向东南方向移入黑龙江省，冷高压中心多位于黑龙江省中部地区，冷高压中心强度一般在1 040 hPa以上，其所控制的地区天空晴朗，风速小。

4.2 暖低压

在暖空气流移到冷的地面上时形成的。在850 hPa图上表现为有很强的暖平流，地面则处于低压前部，此时天空云量多或有微弱降水，气温较低，当高空有强暖平流移来时形成较强逆温。

5 预报流程

了解环保局发布的实况监测资料；分析环流形势是否为典型的污染天气环流形势；本站天气现象，污染天气多伴有雾霾等稳定性天气现象；逆温，计算850 hPa以下各层的逆温；物理量，如850 hPa垂直速度变现为弱的辐合、辐散，使逆温加剧；分析气象要素变化和气象要素预报，表现为升温、降压、小风，24 h变压为负或变化不大；结合省局模式产品制作预报。

6 结语

1）气压变化小，气温变化小，风速小等气象要素有利于污染天气的出现及其维持。随着降水的产生，风力的加大，逆温的破坏、气温的变化都能有利于污染天气减弱或消散。

2）在统计分析历史资料的基础上，对典型污染天气过程进行总结分析和机理研究，建立我局空气污染气象条件预报流程，更好的开展空气污染的预测预警服务。

参考文献

[1]宁海文.西安市大气污染气象条件分析及空气质量预报方法研究[D].南京：南京信息工程大学，2006.

[2]庞博.哈尔滨市冬末逆温_大气稳定度与大气污染概率关系[J].黑龙江气象，2011（6）：7-9.

[3]孙银川.银川市空气污染特征分析及其预报方法的研究[D].南京：南京信息工程大学，2007.

（责任编辑：赵中正）