牡丹江地区一次雾霾过程的成因分析

刘玉娇，张玉成

（牡丹江市气象局，黑龙江牡丹江157000）

牡丹江地区一次雾霾过程的成因分析

刘玉娇，张玉成

（牡丹江市气象局，黑龙江牡丹江157000）

利用观测数据和相关气象资料对2015年11月1-3日牡丹江地区出现的一次中度雾霾天气过程进行简单分析，探讨此次雾霾形成的原因。结果表明，相关气象因素对雾霾天气的形成有着至关重要的影响，特别是风力的大小及逆温层的影响。

雾霾；气象影响因素

1　引言

霾是一种大量极细微的干尘粒等均匀的浮游在空中，使水平能见度小于10 km的空气普遍混浊的天气现象。研究表明，霾中的物质成分除了细尘以外，还包括硫酸与硫酸盐、硝酸与硝酸盐、碳氢化合物、黑碳等粒子，因此其发生的频数与人类活动所造成的气溶胶污染密切相关［1-2］。

近年来，随着工业的快速发展、污染物排放和城市悬浮物的大量增加，空气质量、大气污染和城市状况越来越引起人们的关注。特别是霾的出现对人类的影响很大，不仅导致大气能见度降低，增加交通事故的次数，而且还能诱发鼻炎、支气管炎等多种疾病，危害人类身体健康。因此，研究和掌握雾霾的变化特征及其生成的主要影响因素，对进一步做好相关气象服务工作有着重要的意义。

2　天气实况

2015年11月1-3日牡丹江地区出现了一次雾霾天气过程。本文选用牡丹江地区的相关资料进行个例分析。图1为1日20时-3日23时的PM2.5浓度变化，其平均值在295 ug/m3左右，浓度偏高。PM2.5的浓度变化具有一定的峰值变化规律，夜间明显偏高于白天。从2日凌晨开始能见度明显降低，一直持续到3日夜间，平均能见度小于5 km，在3日早晨能见度达到最小值，只有0.7 km。

图1　2015年11月1日20时-3日23时PM2.5的浓度变化曲线

3　环流背景

高空500 hPa中高纬地区由前期的经向环流逐渐转为纬向平直气流，无明显的冷暖平流活动。同时，地面受大陆弱高压控制，无明显降水过程，大气层结相对稳定，较易于低层大气中气溶胶粒子的富集，为霾的形成提供了有利的大尺度环流背景。

4　气象要素分析

4.1风向风速

能见度的高低与风速大小呈正相关，当地面风速较大时，能见度也有所提高；风速很小时，能见度有所降低。这是因为弱的地面风不利于污染物的平流输送，对污染物的扩散影响很小，导致污染物在同一地区长时间堆积，能见度降低。当3日午后地面风速变大时，有利于污染物的水平扩散，能见度开始变好，雾霾的影响开始减弱。可见，地面风速的大小对污染物的扩散有着至关重要的影响。

4.2相对湿度

气象学上定义当相对湿度小于80%时出现的视程阻碍现象为霾，80-90%之间时为雾霾共存。3日凌晨相对湿度大于80%，此时是雾霾的混合物造成的低能见度，其他时段是霾。当相对湿度小时，能见度略有提升；当相对湿度变大时，能见度有所降低。

4.3大气层结稳定性

逆温的存在对污染物的扩散起到阻挡作用，对雾霾的形成有利。由于本站无探空资料，因此利用上游哈尔滨站的高空探测资料进行分析。

在2日08时，逆温层还没有形成，整层以偏北风为主，风力不大。当到2日20时在近地面层开始有逆温层的存在，高度较低，厚度较薄，下干上湿。此时逆温层的存在，不利于污染物的扩散。同时近地面的风力很弱，几乎为静风，不利于污染物的水平输送，导致污染物的堆积，能见度大幅度降低。到了3日08时逆温层厚度增加，更不利于污染物的扩散。能见度应该降低，但是由于近地面风的风速有所增大，污染物水平输送方面相对较好，因此能见度有所改善。至3日20时逆温层高度抬升至850 hPa，厚度变薄。近地层的风速明显增大，水平输送作用开始增强，不利于污染物的堆积，能见度开始变好。

5　小结

通过对这次过程的简单分析，发现雾霾天气的形成与气象条件密切相关。风力条件的变化对霾天气的增减趋势的影响很显著，说明风力条件是大气污染物稀释扩散的主要动力源。

其次，近地面层形成的逆温层，阻挡了大气垂直方向的运动，进而令空气中悬浮微粒难以向高空飘散而被阻滞在低空或近地面，不利于雾霾的消散。另外，逆温层的高低、深厚与否对雾霾天气过程的形成与消散也有着至关重要的影响。

当然，雾霾天气的形成除了与以上相关气象要素有关外，还与本地的地理特征、气候环境有关。牡丹江地处盆地，四面环山，当水平方向风速较小时，山脉的阻挡使污染物堆积，不易于扩散稀释。其次，北方正直冬季取暖期，排放大量的CO2等污染物，不能及时消散，也容易形成雾霾天气。

［1］中国气象局.地面气象观测规范［M］.北京:气象出版社，2003:21-27.

［2］吴兑.关于霾与雾的区别和灰霾天气预警的讨论［J］.气象，2005，31（4）:3-7.

Analysis on the cause of a haze process in Mudanjiang area

LIU Yu-jiao，ZHANG Yu-cheng
（Meteorological bureau of Mudanjiang，Heilongjiang Mudanjiang 157000）

Analyzed a moderate haze and haze process occurred in Mudanjiang area from November 2-3rd，2015 with the observed data and the relevant meteorological data and explore the causes of the haze formation.The results show that，The relevant meteorological factors have a crucial influence on the formation of haze，especially the speed of wind and the influence of inversion layer.

Haze；meteorological factors

P458

A

1002-252X（2016）03-0009-02

2016-6-1

刘玉娇（1990-），女，黑龙江省哈尔滨市人，南京信息工程大学，本科生，助理工程师.