1981~2010年漳州各县市霾的时空分布特征

2017-08-30 01:34龙海市气象局漳州市气象局林凤英吴建成魏玲玲
海峡科学 2017年6期
关键词:各县市长泰龙海

.龙海市气象局 .漳州市气象局 林凤英吴建成魏玲玲

1981~2010年漳州各县市霾的时空分布特征

1.龙海市气象局 2.漳州市气象局 林凤英1吴建成2魏玲玲1

利用1981~2010年漳州全市地面气象观测资料,采用线性回归等方法,分析了全市霾天气的时空分布特征。结果表明,近30年全市霾日数总体呈上升趋势;尤其近10年来的增长最为显著,且近10年霾日高发区呈现以漳州市区为中心的区域集中;高发区域为漳州的中东部地区,北部的华安县以及南部的沿海县市霾日少发。同时,霾日呈现出显著的月、季节变化特征,12月至次年5月都处于霾天气的高发期,其中1月和3月是霾日最多的月份,6月最少;季节上,春冬季较多,秋季次之,夏季最少,且春季霾日增长最快。

漳州 霾天气 时空分布

1 概述

在过去数十年间,全球陆地的大气能见度呈普遍降低趋势,其中亚洲过去十年的降幅最大[1]。我国在经过三十多年的快速发展,大气能见度降低趋势明显[2]。近年来,一些地区成为霾的重点覆盖区域,京津冀、珠三角、长三角、关中地区等城市经济带尤为显著[3-5]。霾污染频发,影响范围广,严重的霾天气使大气能见度变差,直接引发各类海、陆、空交通事故以及城市空气质量问题,影响生态环境和人体健康,由霾引发的社会影响及经济损失巨大,日益引发关注[6-8]。

自20世纪70年代以来,发达国家开始关注霾污染问题,美国在1997年的《空气净化法》修正案中制定了专门条款来保护国家“联邦一类区”(包括国家公园和旷野地区)的能见度,使其免受人为大气污染物的影响[9]。区域性的污染可导致霾延绵数十公里或数百公里。在大范围广泛分布的排放源对区域霾均有贡献,并且由于滞留时间长,区域霾通常主要是由二次颗粒物所致[10]。

作为一座“田园都市,生态之城”,漳州市历年来空气质量优良率高达90%以上,但随着经济的发展,雾霾现象却日趋严重,霾天出现次数呈逐年上升趋势。郑秋萍等[11]就福建沿海城市霾天气特征进行了统计分析,发现漳州市霾日数是全省最多的,霾天气主要出现在12月到次年6月。可见霾已经成为了当地新的灾害性天气,不仅严重影响市民群众的身体健康、增加交通安全隐患,而且还加大了光化学烟雾污染的可能性,进而影响到全市社会经济的可持续发展。因此,如何及时准确预测霾天气,降低霾天气的发生频率,减少和降低霾天气带来的不利影响,已成为漳州城市发展的迫切需要。

2 资料的来源及处理

本文所使用的气象资料为1981~2010年漳州地区地面气象观测站的气象资料,包括能见度、日均相对湿度等,采用线性回归等方法,分析霾日数的变化趋势以及区域分布情况。霾日定义:日均能见度小于10.0km,日均相对湿度小于85%,并排除降水、沙尘暴、扬沙、浮尘、烟雾、吹雪、雪暴等导致低能见度事件[12-13]。其中各县市地面观测资料为每天4个时次资料(02、08、14、20时)。

3 霾的时空分布特征及规律分析

3.1 霾的年代及区域变化特征

3.1.1 漳州各县市霾的年代变化

从图1可知,1981~2010年漳州各县市霾的年分布特征是:不同县市的年分布总体呈上升趋势,从各县区霾日数每年增长的速度来看,长泰>平和>龙海>漳州市区>漳浦>诏安>南靖>云霄>东山>华安,长泰年均增加6.68d,为漳州全市增幅最多的县市,云霄、南靖增幅较小,云霄年均增加0.45d,南靖年均增加1.16d。其中华安、东山两个县,年霾日数年增幅基本无显著变化,东山霾日数年均增加0.26d,华安呈现负增加或零增长,霾日数年均增加-0.09d。年霾日数增幅较快的地区,主要集中在漳州的中北部地区。

图1 漳州各县市近30年来霾日数随年份的变化

3.1.2 漳州各县市每10年的平均霾日数变化

由图2分析可以看出,1981~1990年这10年内漳州各县市平均霾日数总体均较少,由于基数较小,漳州全市霾日数在区域分布上无显著的地域变化或变化较小;1991~2000年漳州市霾日分布出现了区域性的集中,主要集中分布在漳州市区、长泰以及龙海三个县市;除华安外,漳州各县市每10年的霾日数总体均呈增长趋势,尤其以近10年的增幅最大,2001~2010年漳州全市霾日数呈现明显的地域分化,高发区呈现以漳州市区为中心的区域集中,主要集中在漳州市区、龙海、平和以及长泰等县市。

图2 漳州各县市近30年来每10年的平均霾日数变化

3.1.3 漳州各县市霾日数的区域变化

从图3可见,1981~2010年漳州各县市之间霾发生的年平均日数存在明显差异,年平均霾日数最少的是华安1d,最多的是长泰104.4d,高发区集中分布在漳州市区、长泰、龙海和平和等地区;中东部县市远多于其他县市,这与城镇化进程、经济发展和能源消耗等有一定的关系。即使在相同的天气背景下,相邻两个县市霾发生的总天数也有差别,可见,霾的产生不仅与天气因素有关,更多的是与人类活动、工农业生产和污染物排放等社会因素有关。

图3 1981~2010年漳州各县市年平均霾日数的变化

3.2 霾的月、季节变化及成因

3.2.1 月、季节变化

由图4可知,漳州市全市四季均有霾出现,但存在明显的季节和月份变化。12月至次年5月都处于霾天气的高发期,其中1月和3 月是全市霾日最多的月份,高发区(长泰)1月、3月平均霾日数分别为13.7d和13.5d,少发区(华安)1月为0.2d,3月为0.13d;4 月开始逐渐减少,6月为霾最少的月份,月平均仅有18.6d。

漳州全市春季平均霾日数(3~5月)为147.73d,冬季(12月至次年2月)为147.36d,冬春两季基本相同,春季占年霾日的32.1%,冬季约占全年的32%;夏季(6~8月)霾进一步减少(占14%),是霾天气最少的季节。漳州各区域近30年来霾日数的变化特征基本一致。其中,华安、东山由于年霾日较少,月变化不明显;其余县市基本符合春冬季霾日数较多,夏季霾日最少的特征。

图4 漳州市1981~2010年月平均霾日数的变化

3.2.2 漳州各县市霾的月变化特征

从图5可以看出,漳州全市1981~2010年来四季霾天气均呈现增长的趋势,但在增速上有所区别。其中夏季霾天气的增长最为缓慢,为42d/10a,同时夏季霾天气也较为少发,总体基数较低;春季是近30年来霾天气增长最快的季节,为98d/10a,是夏季霾天气增速的两倍以上,2001~2010年更是呈现高增长的趋势;冬季霾天气的增速也在较高的水平,为85d/10a,仅次于春季;秋季增速为71d/10a,在2004年以后剧烈增长。近几年随着环境的治理及改善,四季霾天气增速均有所放缓,呈不同程度的下降,但由于前期增长过快,目前霾天气发生仍处在较高的水平。

图5 漳州全市四季霾日数随年份的变化

从天气背景来说,漳州一年四季都可出现风速小、大气层结稳定的天气背景,因而四季都可出现霾天气。季节变化规律方面,春冬季较多,夏季最少,春季和冬季多受变性冷高压、暖区辐合、高空槽等天气形势影响,容易出现霾,冬季由于燃煤量增加且雨水较少,逆温天气多,大气层结相对稳定,不利于污染物的扩散,颗粒物含量最高,容易引发霾天气;而夏季霾日数最少,主要是由于夏季漳州地区雨量充沛,降雨对大气颗粒物起到了稀释清除作用,同时夏季频发台风天气,沿海登陆的洁净气团也对颗粒物的清除起到了重要作用,降低了霾天气的发生。

4 结论

(1)从1981~2010年来霾日数的年增幅来看,长泰>平和>龙海>漳州市区>漳浦>诏安>南靖>云霄>东山>华安,年霾日数增幅较多的地区主要集中在漳州的中东部地区。

(2)2001~2010年漳州市全市霾日数的增幅最大,全市霾日数呈现明显的地域分化,霾日高发区呈现以漳州市区为中心的富集,主要集中在漳州市区、龙海、平和以及长泰等地区。

(3)从地域分布来看,1981~2010年漳州全市霾高发区主要集中分布在漳州市区、长泰、龙海和平和等地区;且中东部县市远多于其他县市,这与城镇化进程、经济发展和能源消耗等有一定的关系。

(4)从月、季节变化来看,漳州市全市四季均有霾出现,12月至次年5月都处于霾天气的高发期,其中1月和3月是全市霾日最多的月份,6月最少;季节变化规律方面,春冬季较多,夏季最少,且春季是霾天气发生增速最快的季节,夏季最为缓慢。

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