开化灰霾气候特征及与空气质量相关性分析

丁丽华，顾振海

（1.开化县气象局，浙江 开化 324300；2.衢州市气象局，浙江 衢州 324000）

开化灰霾气候特征及与空气质量相关性分析

丁丽华1，顾振海2

（1.开化县气象局，浙江 开化 324300；2.衢州市气象局，浙江 衢州 324000）

以能见度和相对湿度作为灰霾主要判别依据，辅以PM2.5和PM10监测数据，分析灰霾气候特征。开化以轻微霾为主，霾日呈缓慢上升态势，以冬季最多，稳定时间较长。同时能见度和 PM2.5，PM10浓度及相对湿度都有关系，但PM2.5浓度对空气质量影响较PM10明显。从冬季污染物南北变化可以看到，冬季污染物存在由北往南的输送的可能。

灰霾；空气质量；能见度；相对湿度

文献著录格式：丁丽华，顾振海.开化灰霾气候特征及与空气质量相关性分析 ［J］.浙江农业科学，2015，56（12）：2069-2070.

牛彧文等［1］统计浙江城市区域灰霾天气的长期变化时发现，1957年到改革开放初期是灰霾天气出现最少的时期。50年代初期，杭州、温州、衢州是出现灰霾天气最多的地区，改革开放后的1978-1999年间，湖州、杭州、舟山、金华、温州、衢州等地区灰霾天气出现频率都很高；2000年之后，浙江省各地区灰霾天数都在迅速增加，尤为突出的是湖州、绍兴、杭州、嘉兴等浙北城市。

开化地属衢州市，是浙江的西大门，常年以静风和偏北风为主。开化冬半年市区上空大气层结比较稳定，易形成较强的逆温层，低层风速小，不利于近地面层悬浮微粒及各种气态污染物扩散。研究开化县灰霾天气的气候特征，为及时准确预测灰霾天气提供参考指标，以及减少和降低灰霾天气带来的不利影响，对促进国家公园建设有积极意义。

1　资料统计

鉴于 《地面气象观测规范》中对雾、轻雾与霾的定义［2］，在实际工作中很难将后两者区分，大多是用相对湿度的某一阈值来作为辅助判别工具，但此法并不能真正将两者本质区分，有一定的局限性。近几年发展的PM2.5监测一定程度上弥补了这种不足，但年限短，所选样本少，不能反映规律特征。本文仍以能见度和相对湿度作为主要判别要素 （霾：能见度小于10.0 km，相对湿度小于80%），辅以PM2.5和PM10监测数据加以讨论分析。霾日则采用14时值法［3］，即14：00能见度 ＜10.0 km，相对湿度 ＜90%，排除降水、沙尘暴、扬沙、浮尘、烟幕、吹雪、雪暴等天气现象造成的视程障碍，记为1个霾日。

2　霾的气候特征

2.1霾的年代特征

开化阶段性变化特征明显 （图1），20世纪80年代初霾日多，80年代中期至90年代末，霾日变化较为平稳，2000年前后有较明显的下降，2005年后又有较明显的上升，年均霾日21.3 d。从整体趋势变化看，开化霾日呈缓慢上升态势，年均为0.147 7日。究其原因，可能与外来源增加和机动车辆增多有关。

2.2霾的月际变化

霾日以冬季最多，秋季次之，夏季最少。究其原因，秋冬季节多为大陆冷高压控制，中低空下沉气流，大气层结稳定，降水偏少，不利于低层气溶胶颗粒的扩散稀释。

2.3霾的日变化

霾的日变化不明显，但受相对湿度阈值的限定影响，2011-2012年灰霾天气白天出现的频次明显高于夜里，约占总数的75.8%。与雾相比，霾持续时间更长，只维持1 d以内的霾只占11.7%。这与刘永红等［4］对广州灰霾研究中提出非夏季灰霾具有持续时间长、状态稳定等特点的论述一致。

图1　开化县霾的年际变化

3　霾与空气质量情况分析

气象上多以能见度和相对湿度作为霾日判别依据，这与空气质量标准存在差异，为方便论述，下文中的霾及相关用语仅指气象意义上的灰霾，而以PM2.5和PM10浓度为主要论述的对象的，则统称空气质量。

3.1霾日与空气质量统计

统计2014年共有51个霾日，其中1，11，12月分别有13，8和12 d，占全年的65%。根据《中华人民共和国气象行业标准霾的观测和预报等级 （QX/T113—2010）》（简称标准）标准，全年98%的霾日都是能见度在5～10 km的轻微灰霾。根据空气质量指数与对应污染物项目浓度限值，全年PM2.5＞75μg.m-3或PM10＞150μg.m-3的天数为16 d，其中1月15 d，包括13 d的轻度污染、1 d的中度污染和1 d的重度污染。

根据几次轻中度污染天气分析发现，主要发生在冬季，多有冷空气活动，污染物有明显的南移态势。过程中，北部的钱江源环保站PM2.5浓度先升高后降低，之后几个小时南部的气象大楼站PM2.5浓度升高，可以简单判断污染物由北往南输送，但未从大环境进行污染物输送分析，是否能断论，还需进一步分析。

3.2霾日与空气质量相关性分析

开化空气质量主要由PM2.5和PM10浓度决定，5-8月有极少数臭氧影响，可排除在统计外。分析表明，PM2.5和 PM10浓度越高造成能见度越低，但反过来，部分霾日能见度低，但PM2.5和PM10浓度并不很高，这与通常认知不符。吴兑［5］发现，湿度增加对气溶胶消光系数的增加起到推波助澜的作用，灰霾粒子吸湿后会使能见度恶化加剧。统计发现，空气质量二级以上标准下的霾日平均相对湿度为76%，空气质量二级以下标准下的霾日平均相对湿度为72%。由此也可看出，散射系数和污染物的浓度及相对湿度都有关系。对比分析后发现，霾日集中的1月份空气主要污染物为PM2.5颗粒，平均浓度75μg.m-3，霾日期间平均浓度达93μg.m-3；而12月份空气污染主要污染物则为PM10颗粒，平均浓度达 86μg.m-3，霾日达到106μg.m-3；从能见度上看，1月份霾日平均能见度6 300 m，12月霾日的平均能见度7 100 m。由此可见，相同空气质量情况下，PM2.5和PM10浓度对霾日影响均较大，但在能见度相同的情况下，PM2.5浓度对空气质量影响较PM10明显。因此能见度低并不等同于空气质量差。

4　小结

开化以轻微霾为主，霾日呈缓慢上升态势，以冬季最多，稳定时间较长。能见度和PM2.5，PM10浓度及相对湿度都有关系。但PM2.5浓度对空气质量影响较PM10明显。冬季污染物存在由北往南的输送。

［1］ 牛彧文，顾俊强，浦静姣，等.浙江城市区域灰霾天气的长期变化 ［J］.热带气象学报，2010，26（6）：807-812.

［2］ 中国气象局.地面气象观测规范 ［M］.北京：气象出版社，2003.

［3］ 吴珂，周卫兵.1981-2010年昆山市灰霾天气气候特征分析 ［J］.环境保护科学，2011，37（5）：8-11.

［4］ 刘永红，冯婷，蔡铭.广州灰霾现象特征分析 ［J］.环境科学研究，2011，24（10）：1081-1087.

［5］ 吴兑.灰霾天气的形成与演化 ［J］.环境科学与技术，2011，34（3）：157-161.

（责任编辑：张瑞麟 ）

S 42

A

0528-9017（2015）12-2069-02

10.16178/j.issn.0528-9017.20151250

2015-09-11

开化县科技局项目

丁丽华 （1984-），女，浙江开化人，工程师，从事气象工作。E-mail：dinglh03@sina.com。