周俊峰 陈 健 景文超
(1.永康市气象局,浙江 金华 321300;2.武义县气象局,浙江 金华 321200)
永康市霾天气变化特征及影响因子研究
周俊峰1陈健2景文超1
(1.永康市气象局,浙江 金华321300;2.武义县气象局,浙江 金华321200)
利用永康市1981-2014年的气象常规观测资料和2008-2014年的环境监测数据,对永康市霾日的年际变化、季节变化特征、成因进行了初步分析。结果表明:1981-2014年,霾日数整体呈上升趋势,其中在1989-2004年,霾日数缓慢振荡上升,但2005—2014年,霾日数从低位急剧增加,2008年后处较高位置振荡。同SO2、NO2、PM2.5、O3污染物的浓度的变化特征一致,季节变化上表现出夏季少、冬季多的分布特征。
永康;霾;污染物
霾是影响人类生产生活的天气现象,尤其永康做为工业城市,霾天气发生频率越来越高。针对永康近年来霾天气明显增多的天气变化,从气象角度研究永康霾日的天气特征,季节变化,以及时间拐点等,对于了解永康市的霾天气的分布,影响系统及大气污染的气象条件具有十分现实的意义。
在本文之中所使用的气象观测数据均来自于永康市气象局地面气象观测站点所观测到的数据,对永康市24h霾的判定不仅仅是根据仪器所探测到的各项指标数据,同时还与人工24h所观测的记录相结合来进行判定。数据经反复检查,质量和完整性高,已进行过初步的质量控制。资料时间段为1981年1月至2014年12月,时间序列长度为34年。
SO2、NO2、O3和可吸入颗粒物污染物浓度资料来源于永康市气象局空气站监测资料,资料时间段为2009年1月至2014年12月,时间序列长度为6年。
利用统计学原理,分析近年来永康霾日变化特征,得出年际变化、季节变化、月变化等时间变化特征。分析不同等级霾日下的气象要素特征。结合环保监测站数据,对灰霾天气的大气成分进行分析,给出灰霾天气主要污染物。
2.1霾日数时间变化特征
2.1.1霾日数年际变化特征
根据统计数据可知(参见图1),永康市霾日数从1981年的7天到1988年的53天和从2005的7天到2014年的105天呈逐年增加的趋势,而1989年到2004年处于缓慢振荡上升期间,2010年到2014年处于高位置振荡。但是34年来,永康市的霾日数从整体上来看呈现出增加的趋势。在《气候变化绿皮书:应对气候变化报告(2013)》之中明确地指出,之所以会形成霾天气,其主要的原因就是人类活动的影响,中国霾天气整体上呈现出一种增加趋势的原因就在于整个社会所消耗的能源增多,进而导致大气污染物的排放逐年的增加,其中污染的主要来源有汽车尾气、工业排放、地面灰尘以及冬季取暖等。永康经济在20世纪90代起步入快速发展阶段,城市建设、工业污染排放、汽车尾气增加等成为重要污染来源,这些污染物在一定天气条件及地形条件下积累到相应程度,霾日也相应增加。90年代是永康市经济迅速发展的分界,吻合了区域经济共同发展的要求,但也带来了对环境的影响。
图1 永康市年际霾日数变化图
2.1.2霾日数季节变化特征
1981年至2014年永康市霾日季节变化明显,多发生在冬季,秋季次之,夏季最少。夏季处于汛期,降水日数多,强度大,充沛降水对空气中灰尘等颗粒物的冲刷作用,不利于霾的形成。同时,夏季大气对流活动旺盛,使近地层细颗粒污染物稀释及扩散,较少发生霾。7月份,永康市进入主汛期,降水量及降水日数增多,对霾日的增多起到了一定的抑制作用。
秋末冬初是霾最易发生的季节,这是大气污染物的源、汇季节变化综合作用的结果。秋冬季,永康市一般受冷高压控制,大气层结稳定,本地污染物容易累积在稳定层下层形成霾层,并可持续数日。另外,永康地处金衢盆地,在冬季逆温层易发的有利天气条件下,如遇到输入性污染物,污染物累积扩散不出,容易形成霾日。因此,永康市霾日的季节变化表现出夏季少、冬季多的分布特征。
2.2大气污染物的初步分析
2.2.1污染物浓度季节变化
分析1981年至2014年永康市污染物浓度季节变化,PM2.5细颗粒物浓度秋季和冬季浓度较高,其余三种污染物SO2、NO2、O3的浓度变化不明显。夏季处于汛期,降水日数多,强度大,雨水灰尘等颗粒物有冲刷作用,同时夏季大气对流旺盛,使近地层细颗粒污染物能够得到稀释及扩散,较少发生霾。
秋末冬初是霾最易发生的季节,这是大气污染物的源、汇季节变化综合作用的结果[1]。冬季,永康市大气层结稳定,本地及外来污染物受地形影响不容易扩散,容易形成霾日。因此,永康市霾日的季节变化表现出夏季少、冬季多的分布特征。这与永康市霾的变化趋势一致。
2.2.2污染物浓度月变化
分析1981年至2014年污染物浓度月变化,1月、3月、10月和11月污染物的浓度相对较高,7月最低。7月份,永康市进入主汛期,降水量及降水日数增多,降水的冲刷作用一定程度扼制了污染物浓度的提升。这与永康市污染物浓度季节变化特征一致,与永康市霾日数变化特征一致。
从1981-2014年永康市年际霾日数逐年变化可以看出,霾日数具有明显的增长趋势,经过34年的变化霾日数增加明显。最为明显变化是2005年开始,霾日数发生了急增。
城市污染物排放源的增加会使得区域气候出现差异,此因素对局地霾有着相当明显的影响[2],在其中工业污染[3]是导致霾产生的重要原因。城市工业的快速发展,导致污染物排放源增加,对能见度带来直接的影响,导致了空气质量的变差,使得霾天气越来越多。随着永康市工业生产规模不断扩大,以自然源臭氧为主的污染稳定略减,以工业为主的细颗粒物、二氧化硫和二氧化氮等污染却显著上升,经济发展中反映出的大气环境问题愈发突出。
这一时期与改革开发初期时间相互吻合,在该时期中经济复苏,城市化进程步伐加快[4],工业、能源、交通迅猛发展,能源消耗迅速增长,排放到大气中的气态和固态污染物迅速上升,霾日数也迅速增长。还要注意到,霾天气的增加是伴随着永康年均国民生产总值的上升,虽然随着经济增长方式的不断变化,霾日数会有所波动,但总体呈增加的趋势。
[1]张浩,石春娥,邱明燕,等.合肥市霾天气变化特征及其影响因子[J].环境科学学报,2010,30(4):714-721.
[2]宋娟,程婷,谢志清,等.江苏省快速城市化进程对雾霾日时空变化的影响[J].气象科学,2012,32(3):275-281.
[3]张懿华,段玉森,高松,等.上海城区典型空气污染过程中细颗粒污染特征研究[J].中国环境科学,2011,31(7):1115-1121.
[4]徐祥德,周丽,周秀骥,等.城市环境大气重污染过程周边源影响域[J].中国科学D辑:地球科学,2004,34(10):958-966.
Study on Haze Weather Variation Characteristics and Impact Factors in Yongkang
ZHOU JunFeng1CHEN Jian2JING Wenchao1
(1.Yongkang Meteorological Bureau,Jinhua of Zhejiang 321300;2.Wuyi Meteorological Bureau,Jinhua of Zhejiang 321200)
Using the conventional meteorological observation data of Yongkang city from 1981 to 2014 and environmental monitoring data in 2008-2014,this article has carried on the preliminary analysis to the seasonal and interannual variations and the cause of formation of yongkang haze characteristics. The results show that:there was an increasing trend of haze days in 1981-2014,and the haze days had a slow oscillation in 1989-2004. But in 2005-2014,haze days had increased dramatically from the low position and oscillated at the higher position after 2008. As same as the pollutant concentration change features of SO2,NO2,PM2.5and O3,it shows that the temporal distribution characteristic is less in summer and more in winter.
Yongkang;Haze;pollutants
周俊峰,本科,助理工程师,研究方向为大气科学
X51
A
1673-288X(2016)05-0196-02
引用文献格式:周俊峰等.永康市霾天气变化特征及影响因子研究[J].环境与可持续发展,2016,41(5):196-197.