内蒙古西部地区一次空气污染过程分析

于莉丽

(内蒙古锡林郭勒盟气象局 内蒙古自治区锡林浩特026000)

0 引 言

我国近年来空气污染日益严重，珠三角、东北地区均出现不同程度的污染，吴兑等[1-2,4]对南方雾霾天气的发生、发展及成因进行了细致的分析。曹伟华等[3]对京津冀地区的雾霾天气进行分析研究。随着内蒙古的发展，空气污染时有发生，本文以内蒙古西部呼和浩特市 2014年发生的一次雾霾天气为代表，分析此次空气污染过程的特征及成因，为雾霾天气的预防及控制提供参考。

1 内蒙古西部地区的一次空气污染过程

从图1(a)呼和浩特的 2014年 12月 26～29日能见度变化图上来看，26日11时～29日20时出现持续性霾，最低能见度是27日20时的1.9,km，其余时段最低能见度在 7.0,km以下，其中在27日 08时出现短暂性轻雾。

图1 呼和浩特与包头地面气象要素变化Fig.1 Changes of surface meteorological elements in Hohhot(a)and Baotou(b)

从图1(b)包头的 2014年 12月 26～29日能见度变化图上来看，包头只在26日23时、28日05时、29日05至08时记录霾，26日08时至29日08时，能见度在 12,km 以下，最低能见度 5.0,km，出现在29日08时。

内蒙古西部地区2014年12月26日中度污染，27～29日持续出现重度污染，30日有所好转，为轻度污染。

2 污染物成分分析

从表1可知，内蒙古西部地区空气污染时段为2014年 12月 26～29日，其中 27～29日为重度污染，主要污染物为 PM2.5，选取呼和浩特站的 AQI值可以看出，27～29日 AQI值均在 200以上，达到重度污染。

表1 2014年12月25～30日呼和浩特站污染状况Tab.1 The pollution status of Hohhot station from December 25 to December 30，2014

图2 2014年12月24日～2015年1月1日大气污染成分Fig.2 The air pollution components from December 24，2014 to January1，2015

从图2大气污染成分分析可得，在2014年27～29日污染最严重时段 O3成分呈下降的趋势，而NO2、NOx成分在 25～29日均为高值，其他成分均在27～29日为高值，说明在污染最重的时段主要污染物为 PM10、PM2.5。

3 天气过程形势

3.1 高空形势分析

500,hPa下，2014年12月26日08时内蒙古河套地区处于短波槽后的偏西、西北气流控制之下，河套地区为弱的温度槽控制。27日20时～30日08时，内蒙古西部地区受西北气流控制。850,hPa下，27日20时，短波槽东移，西部地区受槽后西北气流控制，风速为8,m/s左右，无明显温度脊。28日08时～29日20时，乌拉尔山高压脊建立且缓慢东移，内蒙古西部地区受脊前西北气流控制，风速 6～12,m/s，温度脊明显，30日08时，冷空气入侵，污染天气结束。

3.2 地面形势分析

2014年12月26日08时～27日20时，内蒙古西部地区由弱倒槽的顶部转由高压顶前部控制，气压梯度小，为污染物的积聚提供了有利的条件。28日08时～29日08时，地面高压东南方向伸展，内蒙古西部地区仍处于弱气压梯度区。26日 08时～29日20时，风力2～4,m/s，30日02时，贝湖冷高压南压，风速开始增大，污染物扩散。

4 地面要素分析

2014年12月27日08时，呼和浩特市地面气压升至最高，之后当气压下降时，露点温度也在下降，而气温则变化不大，说明呼和浩特市湿度在减小，处于弱气压场下，有利于污染物的积聚。而包头市在27日 08时开始气压下降时，气温也在升高，而露点温度变化不大，说明包头市湿度在减小，处于弱气压场下，也有利于污染物的积聚。

25日20时～30日08时呼和浩特市地面风速均在4,m/s以下，有利于污染物的积聚，而30日08时之后风力迅速增大至 10,m/s，有利于污染物的扩散。而包头市的地面风速均在 4,m/s以下，有利于污染物的积聚，30日 08时之后风力迅速增大，有利于污染物的扩散。

5 物理量场分析

5.1 动力条件分析

沿北纬 40,°N 进行剖面(见图3)，从呼和浩特市111.68,°E附近整层来看，2014年12月26日08时，为弱的正涡度和负垂直速度，尤其在 500,hPa以下，整层是弱的上升运动；到27日20时，呼和浩特市上空是弱的正垂直速度区及弱的正涡度区控制，没有明显上升下沉运动；28日 08时～29日 20时，以下沉运动为主，但是较弱。

图3 2014年12月26日08时、27日20时、28日08时、29日08时垂直速度(单位：Pa/s)和涡度(单位：10-5 s)沿40°N垂直剖面Fig.3 Vertical velocity(Pa/s)and vorticity(10-5 s)at 08：00(left)，20：00(right)on December 26，2014，08：00(lower left)on December 28 and 08：00(lower right)on December 29，2014 along 40 °N vertical section(shadow is vertical velocity and contour is vorticity)

5.2 水汽条件分析

2014年12月26日08时至29日20时，内蒙古西部地区相对湿度变化不大，基本维持在40%～60%。

5.3 层结条件分析

对呼和浩特26日08时至29日20时的温度平流时序图进行分析，600,hPa以下均为弱的暖平流，持续几日高空以西北气流为主，30日开始冷平流明显，地面风力加大，污染物扩散。

选取呼和浩特(53463)Tlogp图(见图4)分析，2014年 12月 27～29日污染最重时段，逆温层一直存在，基本维持在 850,hPa附近，且 850,hPa风速在4,m/s以下，湿度较差，不利于污染物的扩散。

图4 呼和浩特市Tlogp图Fig.4 Tlogp chart at 08：00 on December 27(a)，20：00 on December 28(b)，20：00 on December 29(c)，and 08：00 on Decem-ber 30(d)，2014

6 总 结

①本次空气污染过程在内蒙古西部地区持续时间较长，主要污染物为PM2.5。

②环流背景是属于高空脊前西北气流型，850,hPa温度脊明显；地面上内蒙古中西部地区只在26日处于倒槽顶部，随后一直受高压顶前部控制，地面气压梯度小，风速在 4,m/s以下，这些是污染物不易扩散的主要原因。

③呼和浩特市、包头市地面风速均在 4,m/s以下，有利于污染物的积聚，之后风力迅速增大至10,m/s，有利于污染物的扩散。

④物理量场上垂直运动较弱，污染最严重时段有逆温层的存在；相对湿度变化不大，基本维持在40%～60%，弱暖平流控制，不利于污染物扩散，30日开始冷平流明显，地面风力加大，污染物扩散。