福建省环境气象学科发展研究报告



福建省环境气象学科发展研究报告

福建省气象学会，福建省气象科学研究所

环境气象学（Environmental Meteorology）是气象学与环境学相互交叉的一个学科，由于学科涵盖面非常广，气象学界和环境学界对这一新兴的、热门的学科在研究对象和内容等方面还有不同认识，本报告主要从气象角度来阐述环境气象学科的研究进展、发展前景和展望。环境气象学作为大气科学学科的一个重要分支，主要研究大气运动与大气中污染物相互作用，重点研究大气边界层动力学、空气污染气象学以及大气污染对环境和天气气候的影响；从业务服务层面上侧重于开展环境气象的预报预警、监测分析与影响评估，立足城市环境气象服务，有效应对重污染天气和严重霾天气；目的是确定最优污染物削减方案，为政府区域联动建立有效防治大气污染长效机制提供决策依据，持续改善大气环境。福建省环境气象业务产品主要分为监测、预报预警及评估三大类。未来福建省环境气象学科发展以提高环境气象科研和业务能力为目标，重点工作包括环境气象监测与分析能力建设、大气化学模式和雾、霾及重污染中长期预报技术研发、边界层结构和大气污染研究、环境气象评估和预评估、城市环境气象服务、环境气象业务拓展，注重气象环保合作，联手打造清新福建。

环境气象学 大气边界层 天气气候 重污染天气 霾天气

1 环境气象学科介绍

1.1 学科产生的背景与社会需求

近年来，现代化大中城市人口密度增大，汽车保有量突增，能源消费总量明显攀升，城市建设加快，下垫面结构发生了巨大变化，某些污染物排放量的增加，导致大气环境污染问题日益突出。大范围、严重的霾天气和重污染天气频繁发生，直接危害了交通安全、人体健康、生态环境、城市景观等。在生活水平不断提高的今天，人们越来越重视生活质量，对周围的环境、空气质量、天气气候变化非常关注，迫切需要了解和掌握同自己日常生活有密切关系的环境、影响环境条件的各种因素的变化状况，以便采取各种对策和措施来改善环境、提高生活质量，为此，环境气象学应运而生，大力发展环境气象学科已成为国家经济社会发展、生态文明建设和公众健康的迫切需求。

同时，国际环境外交谈判对环境气象的科技支撑提出了迫切需求。人类活动排放的各类大气成分导致的气候变化，是国际环境外交的重要议题，也是目前全球最重大的环境问题之一。作为气溶胶、温室气体等大气成分的排放大国，我国正面临着巨大的环境外交压力，面临着为维护国家权益而提供科学成果和权威数据的严峻挑战。

1.2 学科研究对象和内容

从气象角度来看，环境气象学科是研究与人类生活息息相关的大气现象及其变化规律的学科，与此相关的气象业务工作称之为环境气象业务服务。环境学界认为，环境气象学是研究环境科学与工程中的气象学问题，研究气象在人类活动尺度上对空气、水和生态的影响，主要内容有：大气污染物的种类、特性及来源，大气污染过程及源解析、环境规划与管理、环境工程与技术、环境化学、大气成分监测技术、大气环境监测与质量控制、大气污染机理与控制技术等。双方对这一学科有不同的认识，由于本课题组成员均为气象工作者，以下分析均从气象学角度出发归纳、总结和评价近年来国内外环境气象学科发展的新进展、新成果和新技术。

气象学界认为，环境气象学主要研究内容包括：污染物在大气中形成、传输和转化过程的机理及与气象因素的关系，大气环境与全球气候变化的相关关系、大气污染对环境和天气气候的影响、边界层空气污染①气象学、城市气象学②、空气污染气象条件与重污染天气预警技术、大气环境化学③、环境气象数值模式研发与释用、突发环境污染应急响应等。涉及的主要科学问题有：重污染与严重霾天气的形成机理、气象成因和预防治理问题；温室气体引发的气候变暖问题；气候变化对气溶胶的反馈作用；区域大气环境评价、大气质量评估等污染气象学问题；重大社会活动环境气象保障的任务实施与人工干预天气问题；通过大气传播的传染病与特质性过敏症以及与大气参数相关联的医疗气象问题；高速公路、机场、港口面临受到浓雾严重影响的问题及其人类通过人工手段抗击干旱、暴雨、冰雹、霜害、雾霾、雷电等人工影响天气问题。

在人类的生活环境中，许多现象都与气象密切相关，环境气象业务将这些现象与气象要素紧密结合，分析它们相互之间的关系和影响，加强并加快科学研究进程，形成对社会可持续发展及人们日常生活有所帮助的各类气象服务产品。

2 国内外环境气象学科发展的进展与展望

2.1 国外环境气象学科的发展

国际上很早就开始开展环境气象相关研究。早在1820年，英国化学家和业余气象学家Luke Howard出版了《伦敦气候》一书，提出“城市热岛”现象，此后，各国学者对不同维度、不同类型的大大小小城市陆续做了大量的城、郊气温对比观测以研究“大气热污染现象”。由于城市及其周边地区污染源分布较多，受影响人群众多，城市环境在大气科学中的重要性显得尤为突出，为此1995年世界气象组织在全球大气监测计划中专门开辟了“城市气象学和环境研究”这一新的研究项目。1930年，比利时马斯河谷发生烟雾事件，大量烟雾弥漫在河谷上空无法扩散，有害气体积存量接近危害健康的极限，导致大量市民和家畜死亡。此后，类似的烟雾污染事件在世界很多地方发生过，如1952年伦敦烟雾事件，这逐渐引起有关学者和环境管理者的关注，相关的研究也大量开展。19世纪50年代前后，美国洛杉矶光化学烟雾事件引起了人们的高度关注，1947年美国划定了一个空气污染控制区，专门研究污染物的性质和来源，探讨如何才能改变大气污染现状。洛杉矶光化学污染事件促进了美国大气环境的相关研究，催生了著名的《清洁空气法》。1995年至1999年，大型国际合作组织科研计划（INDOEX）在印度洋上空发现有一约3km厚、美国大陆面积大小、棕色的污染尘笼罩在印度洋、南亚、东南亚和中国上空，被称为“大气棕色云”，这是首次在远离大陆的大洋上空发现的污染物大范围聚集，使亚洲地区的空气质量状况受到全球关注。类似的课题在东亚—太平洋也开展了，由美国、日本、韩国、中国等各国科学家组织和发起的亚洲气溶胶试验也发现太平洋上空大气受人类活动污染的影响非常显著，存在面积巨大、具有较高光学厚度的霾层，霾及其重要成分PM2.5逐渐成为国际上大气污染研究领域的热点和前沿。

2.2 我国环境气象学科发展迅速

在我国，环境气象研究比较先进的领域是：北京、上海、兰州等国内各大城市环境气象研究；珠江三角洲、长江三角洲、辽宁中部等城市群环境气象研究；山区、沿海、戈壁、草原、沙漠、水网、极地等不同下垫面的环境气象研究。一些高校在居住小区环境气象研究、环境空气质量（指数）预报、大气霾预测预警，环境气象风险、各种环境气象灾害与健康影响、大气环境应急系统等业务服务研究领域也取得了长足进步。

近三年，国家级、省级、市县级气象部门已全面部署了环境气象的业务服务以及科研工作；在高校（北京大学、南京大学、中山大学、兰州大学、南京信息工程大学）、国家级研究院所（中国科学院城市环境研究所、中国气象局北京城市气象研究所、中国气象局沈阳大气环境研究所、中国气象局广州热带海洋气象研究所、长三角环境气象预警预报中心等）、省级科研所（主要从事业务服务工作以及本地化适用性科研）等单位也全面开展了环境气象学科各个分支的研究，组建了大量的科技创新团队，加紧攻关环境气象领域的重点科学问题。另外，我国一些大中城市认真借鉴国外先进经验，积极开展了多种形式的环境气象服务，环境气象业务不断发展，已经形成了一定的业务规模，社会经济效益明显，为气象部门在国家生态文明建设中进一步发挥作用奠定了良好的基础。

20世纪80年代以来，中国气象局逐步建设形成了一定规模的大气成分观测网，在边界层气象观测方面，建有L波段雷达探空观测站和风廓线雷达，利用卫星遥感监测开展霾、沙尘、雾、温室气体等的实时监测和评估。环境保护部也在全国范围内建成了覆盖地级以上城市的环境空气质量监测网。大气化学模式是开展环境气象业务的重要技术支撑，气象部门和一些科研院所建立或引进发展了各类数值模式，如CUACE、CAPPS、CMAQ、WRF-Chem等，为区域和城市空气质量、能见度及霾等的预报预警提供技术手段和科技支撑。

在城市气象服务方面，我国环境气象针对国家重大社会活动保障需求(如2008年北京奥运会，2010年上海世博会和广州亚运会，APCE会议，65周年国庆阅兵，杭州G20峰会，等)、社会关注热点（如冬季严重霾天气产生的原因及其治理，高污染或严重霾天气预警启动和解除，对汽车限制行驶、孩子上学的影响等）、人民生活需求（如外出或出差指南、如何保护身体免受高污染的侵害、春节可否燃放烟花爆竹等）开展全方位服务，主要工作有：为空气质量保障和极端不利气象条件下空气污染应急措施提供数据支持；对各种环境气象灾害进行预警、采取有效措施，预防和减轻重污染的危害；提供与人们生活健康相关的环境气象预报服务。

2.3 京津冀、长三角地区以及珠三角城市群环境气象学科研究进展

京津冀、长三角地区是我国环境气象学的研究中心，基本代表了我国环境气象学研究的最高水准。在国家973计划项目等的支持下，一些学者开展了我国最大规模的城市环境气象学观测试验研究，例如北京城市大气环境综合试验（BECAPEX），综合分析城市化环境大气污染的动力学特征及其影响，提出城区“空气穹隆”动力结构综合物理图像等，取得了很多研究成果，促进了我国环境气象科学研究快速发展。

众所周知，近年来珠三角城市群经济发展迅速、取得了举世瞩目的成就，但最大的改变是珠三角城市群环境空气质量发生了明显的改善，大气颗粒物浓度大幅下降，霾天气明显减少，空气质量的优良率较京津冀、长三角地区高出很多，从前污浊的空气已从老百姓的视野逐渐消失，清新的空气让珠三角城市群更具吸引力。这主要归功于环境科学家在珠三角从事了大量的科学研究、观测和实验，比如中山大学等单位在国家973计划项目支持下，开展了珠江三角洲城市群环境气象条件观测研究，根据珠江三角洲地理环境、气候背景和最新取得的边界层气象观测资料的综合分析研究，基本摸清了珠江三角洲区域空气污染形成机制，建立了可供珠江三角洲区域环境空气质量分析、霾天气预测预报等分析，建立珠江三角洲大气边界层④概念模型，为政府提出了治霾、净化空气质量的具体措施和城市建设布局等建议。

2.4 环境气象学科展望

首先，环境气象学是一门综合性很强的学科，环境气象学研究必须提倡合作。高校、气象、环保、水文、海洋、交通、医疗卫生、建筑设计等部门只有形成全方位的合作，才能共同促进我国环境气象学的发展。

第二，环境气象学还处于起步阶段。要加强国际、国内各方面高层次的学术交流，加强应用基础研究，特别是交叉学科和知识创新，环境气象学的理论才能创新与发展，逐步走向成熟。

第三，随着社会经济的发展和人们生活水平的不断提高，环境气象学的发展必将更加迅速，可能在不久的将来发展成为社会上一个非常热门的学科。

3 福建省环境气象学科发展的现状与前景

3.1 环境气象业务现状及制约因素

目前，福建省环境气象业务产品主要可分为监测、预报预警及评估三大类。环境气象监测是指基于地面及高空气象观测、大气成分监测、卫星遥感等观测数据，形成的对雾、霾、沙尘、重污染等过程发生、发展、消散及影响范围、强度的监测分析产品。主要技术手段为基于数值天气预报和环境气象数值预报产品，结合天气分析、概念模型判断、释用技术和检验评估分析等技术方法，制作并发布全省空气污染气象条件、地级以上城市空气质量、能见度、雾、霾以及沙尘落区预报预警产品，打造集监测、分析、评估、预报和预警为一体的环境气象综合产品。

大气污染气象条件评估主要内容是利用大气成分及相关气象观测数据，对大气污染实况、污染天气、气象条件的特征及变化趋势进行客观分析，利用历史比对及数值模拟的方法，对大气污染防治措施效果进行评估，为相关决策部门提供大气污染防治对策及建议，形成评估报告。

近三年，福建省气象部门环境气象学科主要承担的科研项目有：国家自然科学基金促进海峡两岸科技合作基金项目“海峡西岸城市群灰霾的生成、消散与防控机制”（编号：U1405235）；国家自然科学基金“气溶胶物理化学对台湾海峡及周边地区雾霾天气之影响”（编号：41461164007）；华东区域协同创新项目“重污染天气预报预警和数值模式关键技术研究”（编号：QYHZ201401）；福建省科技厅2012年重点项目“城市气象环境灾害预警预报技术研究”（编号：2012Y0009）；福建省科技厅自然科学基金“区域输送对福建省重点城市环境空气质量的影响研究”（编号：2016J05091）；福建省气象局开放式基金项目“福建省空气污染气象条件客观预报方法研究”（编号：2014K04）等。开展台海两岸气溶胶同步观测（平潭和金门），以及雾、霾天气分布规律与生消成因研究。业务服务涉及省级环境气象各项业务服务，含城市空气质量预报、空气污染气象条件预报、霾天气预报、酸雨监测月报等；特别是负责重污染天气和严重雾－霾天气过程的趋势研判、成因分析及预警产品的制作发布等技术指导、把关。

与需求相比，福建省环境气象业务能力仍然存在不足，主要是：

（1）环境气象部分业务标准不统一，预报服务还需进一步规范。

（2）环境气象监测能力有待提高，与常规气象要素相比，大气成分观测站点数量明显不足，与大气污染紧密相关的边界层气象观测手段有限。

（3）在监测分析技术上，还未能实现多源资料的融合分析，未能实现各种观测资料优势互补。

（4）大气化学模式与数值天气模式的融合发展还需加强，对相关物理化学过程以及机制机理认识有待深入，大气成分监测资料的同化技术在业务模式中的应用明显滞后，污染源排放信息基础数据和动态更新技术比较薄弱。模式应用能力不高，预报员对不同模式的认识和理解不足，检验订正能力不高；模式解释应用产品精度仍然不高，技术方法有待改进。

（5）对静稳天气、重污染、霾的形成机理认识仍比较欠缺，尤其是边界层的物理化学过程认识还有待深入。

（6）环境气象评估能力较弱。环境气象观测资料综合分析利用能力不足，评估方法和手段不够丰富，定量化水平和科技含量不高。

（7）环境气象业务基础保障能力仍然较弱，体现在业务数据及平台支撑能力不足。

3.2 环境气象学科发展规划

福建省环境气象学科发展以提高环境气象科研和业务能力为目标，以基础资料管理、业务规范和标准建设、科技支撑能力建设为重点，以环境气象服务评估为突破口，建立满足服务需求、稳定可靠的基础数据支撑系统，建立长、中、短期相结合的环境气象预报业务体系，发展大气污染减排效果评估、重污染天气影响评估等环境气象服务评估业务，提高精细化环境气象模式能力和水平，形成观测、预报、服务相衔接的业务规范，实现环境气象由粗放、外延式拓展向规范、内涵式发展的转变。

3.3 环境气象业务发展重点工作

充分发挥各成员单位的优势，建立和完善环境气象业务中心的工作流程和有效的运行机制，形成功能较为完备、布局较为合理、技术较为先进的环境气象业务体系；初步建立集监测、预报、预警和评估服务于一体的集约化、规范化的环境气象业务流程；进一步提升省级环境气象观测、预报预警服务及对地市级环境气象业务的指导能力。重点工作是：

3.3.1 环境气象监测与分析能力建设

逐步建成覆盖全省的大气成分观测站网，并加强边界层气象观测建设。开展主要污染气体和温室气体等卫星载荷指标优化论证，开展主要污染气体、温室气体以及气溶胶（气溶胶光学厚度等）等卫星资料处理关键技术预研，建立高时空分辨率的卫星大气成分观测资料库。改进和提高霾的卫星遥感监测识别技术方法和定量监测评估技术。开展多源资料融合技术攻关，发挥地面观测和卫星遥感监测的各自优势，重点是加强卫星反演技术及其与地面观测的校准技术研究，实现具备覆盖全省的大气成分监测能力。同时，加强边界层常规、非常规气象观测资料的综合分析应用，诊断分析边界层结构特征，提高对霾、沙尘暴、光化学烟雾等发生发展机制的认识，改进霾及沙尘暴客观预报技术。

3.3.2 发展大气化学模式和雾、霾及重污染中长期预报技术

改进气溶胶及气态化学机理，优化模式方案；充分利用现有的网络化观测与卫星遥感数据进行排放源的反演研究，对排放源清单进行改进；发展资料同化技术，同化应用环境观测资料并改进模式初值；实现环境气象模式系统的三个子模式（气象模式、污染源模式、化学模式）的协同发展，建立一体化可预报多要素大气成分的环境气象数值模式综合系统。开展多模式的检验、比较、评估与本地化研发工作，研发多模式集成应用技术，提高模式解释应用能力。

发展中长期预报是提高决策服务能力的关键环节。以动力统计为基础，依据静稳天气综合判定指标，结合排放源数据及模式产品，利用连续积分和阈值控制，建立能反映水汽、气溶胶累积、扩散过程效应的雾、霾潜势预报产品；研制边界层关键气象要素的数值产品订正技术和集合预报产品释用技术，提高与雾和霾相关的边界层气象要素在中期时段的预报水平；结合雾、霾潜势、能见度客观预报产品、气象要素预报订正产品，逐步开展雾和霾中长期分类分级预报。

3.3.3 边界层结构和大气污染研究

大气边界层内运动的主要特点就是其湍流性，大气边界层的雷诺数是相当大的，流体几乎总是处于湍流状态，而且湍流度很大，可达20%左右。水平均匀地面上的大气边界层结构可以简单地区分为上下两层，其中近地面50～100m范围内的一层称为“近地层”或“常通量层”(该层底部实质上也含有一个厚度非常小的粘性次层)，其中湍流动量通量可以认为是常值，平均水平风速服从对数律，这一特性是风洞中用平板边界层模拟大气近地层的基础。

大气边界层的另一个重要特征就是由于热力作用而导致的强烈的日变化。具体而言，白天和夜间的大气边界层结构有显著的不同。白天由于地表接收太阳辐射后被加热，边界层内的湍流运动使得这些热量向上传递，空气处于不稳定层结状态，这时的边界层称为对流边界层，其厚度可达几百米甚至几千米；而夜间则相反，地面因长波辐射冷却后，热通量是向下的，空气处于稳定层结状态，这时的边界层称为稳定边界层或夜间边界层，厚度较低，只有二三百米左右。通过对比对流边界层和夜间边界层内的实测风速、温度分布发现其结构是很不一样的。

夜间稳定边界层比起白天的对流边界层来有显著的不同，特别是，夜间经常在很低的高度上出现较强的逆温，严重阻碍了物质和能量的扩散。因此研究夜间逆温层的演变规律，尤其是确定逆温层顶的高度如何随时间演变，是大气边界层物理研究的一个重要课题。

过去人们对夜间逆温层已进行了大量的实验观测，基本特征是：在晴朗的夜间和均匀平坦的地面上，边界层逆温从日落后开始发展，随着时间的推移，逆温层厚度从零开始不断增长，但这种增长在后半夜逐渐开始减弱，直到第二天日出后停止，达到最大值。

3.3.4 环境气象评估及预评估

大气污染评估及预评估是政府部门科学应对大气污染的依据。目前，从气象部门的特色和优势出发，已初步开展了大气污染气象条件的评估工作。主要是利用大气成分及相关气象观测数据，对大气污染实况、污染天气、气象条件的特征及变化趋势进行客观分析，利用历史比对及数值模拟的方法，对大气污染防治措施效果进行评估。大气污染气象条件的评估重点是科学、定量地描述气象条件在大气污染中所起的作用，目前主要有两个途径，一是利用气象观测，分析与大气污染相关的气象要素或综合指数；二是通过数值模拟的方法，利用同一大气化学模式，在不改变排放源的情况下，针对不同气象条件进行模拟预报，比如模拟预报大气污染防治措施实施期间及历史同时段大气污染状况，通过模拟预报的结果综合分析不同气象条件下大气污染防治措施对污染物浓度的贡献。

环境气象预评估是指在预测有重污染天气过程或重大活动的气象保障时，提前对所关心区域的污染状况、采取一定减排措施后的可能污染状况以及不同区域排放的输送影响等进行详细分析，将分析结果提供给决策部门作为减排调控的参考。预评估主要通过模式模拟的途径来完成。目前为止，预评估业务还未实时开展。

未来要加强开展环境气象要素定量评估，构建环境气象因子对健康影响定量评估模型；加快空气质量与霾预报模式研发，热备份核（污染）泄漏、有毒（害）气体扩散应急预报模式等。

3.3.5 开展城市环境气象服务

紧紧围绕“清新福建”开展的城市环境气象服务，特别是霾（气溶胶）和空气质量监测预报预警服务，分析污染形成的气象条件以及大气污染物组成特点、来源和输送路径，评估霾和光化学烟雾对人体健康的危害，研究预防霾和光化学烟雾的有效手段，为政府区域联动提供决策依据。开展突发核辐射、有毒有害气体泄漏的大气扩散气象应急和人类健康气象等环境气象业务，更好地发挥气象部门为生态文明建设和应对气候变化提供保障支撑的作用。

围绕“清新福建”开展城市环境气象服务的重点内容包括：

（1）大气环境和大气成分监测预报预警，包括与大气环境和大气成分关系密切的气溶胶质量浓度、气溶胶特性和化学成分、反应性气体、酸雨、温室气体观测以及霾、沙尘、空气污染气象条件、空气质量、光化学烟雾等预报预警。

（2）健康环境气象预报服务，包括与人体健康和医疗关系密切的紫外线强度、花粉浓度、空气负氧离子、人体舒适度、疾病的发生和流行等的监测和气象指数预报服务。

（3）突发环境气象应急预警，包括核泄漏及有毒有害气体扩散等应急预警。

（4）重大社会活动环境气象业务保障服务工作。

3.3.6 环境气象业务拓展

出于健康角度，社会公众对环境气象预报产品有极高的关注度，但是目前环境预报产品的针对性仍然不强，比如霾的定义主要是基于能见度，与健康影响之间无直接关系，而空气污染气象条件则只是污染的一种潜势预报。研究霾、重污染等对人体健康的影响，并结合其他气象条件，发展健康气象等环境气象业务，将提高环境气象预报服务的针对性。基于基本数据库、评价指标体系及等级指标、评估模型等，研制环境气象条件对人体健康影响评估业务系统，可实现环境气象对健康效应发生的范围、强度、持续时间、综合影响等做出客观定量评价，提供及时、客观的健康影响评价产品及环境气象健康风险预警产品。开展环境气象因子及各大气成分浓度对区域人体健康影响定量评估业务，针对特殊环境气象事件，为决策部门提供及时、客观的健康影响评价服务产品。

3.4 气象环保合作，联手打造清新福建

近年来，福建气象与环保部门在城市空气质量预报、酸雨监测与分析，大气重污染预警、近地层臭氧及细粒子时空分布及与天气条件的关系与输送规律等方面做了大量的研究工作，取得了许多科研成果，培养了一批环境气象业务、服务和科研人才，并积极将取得的科研成果转化到业务应用中，为共同承担城市空气质量预报和大气重污染预警的业务服务工作提供了强有力的技术支撑。

为贯彻落实《国务院关于印发大气污染防治行动计划的通知》、《福建省人民政府关于印发大气污染防治行动计划实施细则的通知》、《中国气象局环境气象业务发展指导意见》以及《福建省环保厅关于印发福建省大气重污染应急预案》等文件精神，福建省气象局与福建省环境保护厅密切联系、通力合作，坚持以人为本，以保障公众身体健康作为城市空气质量预报和大气重污染应对工作的出发点和落脚点，充分发挥各自部门的专业优势，双方商定联合成立环保、气象业务发展工作协调领导小组，建立定期会商和交流机制；实现气象与环境观测资料、空气污染气象条件、天气形势分析等信息与资料的共享；联合开展重污染天气趋势分析研判，共同商定及发布重污染天气预警信息通稿，开展环境气象监测分析决策服务，开展重大科研项目攻关合作等工作为进一步提升清新福建空气质量精细化预报和大气重污染预警服务水平奠定基础。

自2012年以来，福建省总体空气质量有所改善，特别是2016年。以福州为例，2016年福州市空气质量优良率为98.6%，较上一年度升高2.2%，全年出现轻度污染的天数仅5d，较上一年度少8d，首要污染物为PM2.5；在全国74个重点城市中空气质量综合排名第5，省会城市排名第2。2016年福州市PM10年平均浓度为53.5μg/m3，同比下降7.7%；PM2.5年平均浓度为27.0μg/m3，同比下降7.0%；大气中的SO2含量总体下降1.4%，NO2含量下降7.6%，CO含量下降1.4%，O3含量上升8.1%。2016年福州市空气污染气象条件明显好于2015年，特别是6～10月，受副热带高压及其边缘，台风（热带辐合带）及其外围等天气系统影响，空气污染气象条件基本维持在一级，大气扩散条件极好，AQI等级优占95.4%，颗粒物浓度只有年平均值的70%～80%。2016年全市有利于扩散的天气形势占比72.4%，较上一年度增加32d，区域污染输送减少5d，非常不利于扩散的天气形势明显减少；全年平均风速2.3m/s，较上一年度增加4.5%；小风日数33d，减少8.3%；大风日数37d，增加5.7%；年总降水量2263.6mm，增加27.3%。综上所述，2016年福州市空气污染气象条件较2015年明显改善。

为进一步推进福建省大气污染防治工作，持续提升福建省环境空气质量，确保省委、省政府要求让全省百姓吸上新鲜空气、享受蓝天白云的环境权益，“人间福地好福气，清新福建任呼吸”是福建形象的宣传口号，将福建建设成“生态美、百姓富”是政府对老百姓的承诺。福建气象与环保部门应继续加强合作，联合开展清新福建空气质量精细化预报与重污染天气预警服务，这既是参与福建生态文明建设的重要举措，也是现代化城市经济、社会发展的更高需求。依托现有环境空气质量监测网络，采用在线观测和离线分析等技术手段，研究海峡两岸特殊气象和地形条件下大气复合污染的化学组成、物理特性、形成和演化过程；设计区域空气质量改善的情景方案，确定最优污染物削减方案，为政府区域联动、建立有效防治大气污染长效机制提供决策依据。

①空气污染是指由于人为或者自然的因素，使大气组成的成分、结构和状态发生变化，与原本情况相比，增加了有毒、有害物质，使环境空气质量恶化，扰乱并破坏了人类正常的生活环境和生态系统。空气污染气象学主要研究大气环境中由自然因子及人为因子支配构成的大气污染系统的基本特征和变化规律，运用气象学方法分析空气污染物自排放源进入大气层后的散布规律，其核心是大气输送与扩散。

②城市气象学是气象学与城市科学的交叉学科，它是研究由于城市化和人类活动对大气过程和天气气候影响的学科，包含城市天气、城市气候和城市大气环境。由于城市边界层多尺度复杂性和非均匀性的特征，对城市尺度、局地尺度、微尺度、建筑物室内外尺度与自然下垫面等不同冠层结构模拟污染物扩散，对指导城市建设布局有重要作用。

③大气环境化学是大气科学和环境科学的重要分支学科，是研究对环境有重要影响的大气组分在大气环境中的化学行为的科学，研究手段主要包括现场实验研究、实验室研究、模式研究。大气环境化学的研究内容和范围是随着世界范围内大气污染新问题的出现和控制的需求，以及科学研究技术的发展而逐步发展的。由于全球和区域性大气污染问题的出现以及一些全球性国际公约的制定和执行，大气中存在和发生的化学变化（包括现象、特征、来源、过程和归宿等）日益受到关注，使得大气环境化学得到了前所未有的快速发展。

④大气边界层是指大气层最底下的一个薄层，大约1～2km厚度，是大气与下垫面直接发生相互作用的层次，是地表与大气之间物质和能量交换的通道，是空气污染和许多气象灾害的发生地方。大气边界层与一般流体边界层不同，要考虑大气层结、地球重力场和地球自转的影响。在这一层中，湍流交换在大气的动量、热量、水汽及其他微量气体的平衡中起重要作用。大气边界层中的空气污染物扩散过程由湍流运动和气流平均速度差决定。

王宏，郑秋萍，陈彬彬，谢祖欣。