2010—2018年济宁市雾霾天气分析

高广强　赵京峰　侯红运

摘要    近年来，济宁市雾霾天气频现，空气污染问题显著突出。本文对2010—2018年济宁国家气象观测站观测到的雾和霾等天气现象进行统计分析，结果表明，济宁市近9年来月平均雾日最多出现在1月，为4.0 d，占比约27.7%;最少出现在7月，为0.1 d，占比约0.8%。月平均霾日最多出现在12月，为8.7 d，占比约16.0%;最少出现在8月，为0.2 d，占比约0.4%。季平均雾日和霾日最多均出现在冬季，分别为7.9、25.0 d，分别占比约53.4%和44.8%;最少均出现在夏季，分别为0.8、7.2 d，分别占比约为5.3%和12.9%。年雾日和霾日最多均出现在2016年，分别为39、118 d;年雾日最少出现在2010年，为4 d;年霾日最少出现在2012年，为11 d。分析出济宁市雾霾的形成主要与人为、气象和地理等因素有关，人为因素是现阶段的主导因素。雾霾主要对人体健康、农业生产、交通运输、经济发展等产生危害。雾霾的防治主要从政策倾斜、人为因素控制、加强监测、技术创新、民众参与等方面开展。

关键词    雾霾天气;特征;成因;危害;防治措施;山东济宁;2010—2018年

中图分类号    X513        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）24-0170-03                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

济宁市是山东重要的工业城市和煤炭产区，随着经济的快速发展，近年来济宁市大气污染越发严重，民众一直饱受雾霾天气的困扰，迫切希望改善大气污染状况。2015年12月24日济宁市气象台发布了本市气象史上首个霾红色预警信号，2016年济宁年雾日和霾日更是历史性的分别达到了39 d和118 d。雾霾不仅严重影响人们的身心健康、生产生活，也加剧了公众对生存环境的忧虑和恐慌，对雾霾问题的治理已是箭在弦上[1-3]。本文通过对2010—2018年济宁市雾霾等天气现象的统计，并查阅了大量有关资料，总结分析出济宁市雾霾的特征、成因、危害，并提出防治措施。

1    数据来源与分析方法

1.1    雾霾概述

雾和霾并非同一种天气现象，要正确区分。雾是指大量微小水滴浮游空中，常呈乳白色，使水平能见度<1.0 km的一种天气现象;霾是大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使水平能见度<10.0 km空气普遍混浊的天气现象[4]。出现雾时的空气相对湿度一般>90%，出现霾时的空气相对湿度一般<70%，一般出现雾时的水平能见度比霾要小，雾对交通运输的影响更大，霾对人体健康影响更大。雾和霾往往会交替出现，还会相伴存在，往往把它们统称为“雾霾天气”，一并开展研究。

1.2    数据来源

对2010—2018年济宁国家气象观测站（东经116°36′05″、北纬35°26′28″）观测到的雾和霾天气现象进行统计，研究数据主要来源于月、年报表，并结合能见度、相对湿度、风、降水和其他视程障碍现象等要素进行了剔除和提取。

本阶段的数据主要来自新型自动气象站，数据采样密度大、准确率高且减少了人为因素的干扰，因而统计出来的结果更加接近标准值，具有很高的参考和研究价值。

1.3    统计方法

根据济宁市的气候特点以12月至翌年2月、3—5月、6—8月、9—11月分别表示冬、春、夏、秋四季。月、季平均雾日和霾日均采用算术平均，取1位小数;各年雾日和霾日均为相应年份对应的月份累计值，取整数。

2    結果与分析

2.1    济宁市雾霾分布特征

2.1.1    各月平均雾和霾日数。由图1可以看出，月平均雾日较多的月份主要出现在1月和10—12月。其中，1月最多，为4.0 d，占比约27.7%;最少出现在7月，为0.1 d，占比约0.8%。月平均霾日较多的月份主要出现在1—3月、6月、10—12月，其中最多出现在12月，为8.7 d，占比约16.0%;最少出现在8月，为0.2 d，占比约0.4%。

2.1.2    各季平均雾和霾日数。由图2可以看出，各季度平均雾日数由大到小依次为冬季>秋季>春季>夏季，各季度平均霾日依次为冬季>春季>秋季>夏季。季平均雾日和霾日最多均出现在冬季，分别为7.9、25.0 d，占比分别约53.4%和44.8%;最少均出现在夏季，分别为0.8、7.2 d，占比分别约为5.3%和12.9%。

2.1.3    逐年雾和霾日数。由图3可以看出，年雾日和霾日最多均出现在2016年，分别为39、118 d;年雾日最少出现在2010年，为4 d。年霾日最少出现在2012年，为11 d。从总体演变趋势看，雾和霾均先逐渐增多，2016年均达到了历史峰值，随后2年又逐渐减少，即空气环境逐渐恶化达到一定程度后又逐渐改善的过程。

2.2    济宁市雾霾特征的成因

济宁市雾霾特征的形成主要与人为因素、气象因素和地理因素有关，其中人为因素是现阶段的主导因素。

2.2.1    人为因素。霾的形成与气溶胶有很大关系，气溶胶污染是霾形成的重要原因之一;没有气溶胶粒子的参与，也很难形成雾。分析传统空气环境，主要气溶胶粒子来自于自然环境，人类活动的影响可以视为背景因素[5]。随着经济的快速发展，工业生产、城市建设、燃煤、生物质燃烧、垃圾焚烧、汽车尾气排放等都使得人为源气溶胶排放量加大，造成雾霾天气频现。随着人类活动影响的增强，大气污染主要来源主导由自然环境变为人为源气溶胶粒子。

济宁市是能源型城市，是山东省重要的工业城市和煤炭产区。煤矿林立，电厂围城，水泥制造、药品、造纸、建筑等企业比比皆是，造成近些年济宁市空气质量急剧恶化。大量的空气污染物来源于工业生产、交通运输和餐饮业、建筑业等，主要大气污染物为总悬浮颗粒物（TSP）、可吸入颗粒物（PM10）、降尘（DF）、二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）等[6]。

随着济宁市雾霾天气的频现，空气质量的急剧下降，引起了政府和有关环保部门的重视，并采取了诸多措施。济宁市人民政府于2016年3月24日下发了“关于印发济宁市重污染天气应急预案”的通知，加大了空气污染整治力度。2017年全市大气环境质量改善居全省首位。为了改善生态环境质量，2018年济宁市印发了《济宁市生态环境保护三年攻坚计划（2018—2020年）》，将大幅减少污染物的排放。政府和环保部门的有关防治措施是济宁市2010—2018年雾霾天气特征形成的重要因素，特别是2017年和2018年雾霾天气显著减少。

2.2.2    气象因素。济宁市是暖温带季风气候，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，春秋干旱多风，秋季凉爽，四季分明。环境的恶化会造成气候的异常，反过来气候异常又会加剧环境的恶化。因此，气象因素对雾霾的影响有本地气候特点本身的原因，也有人为因素的影响。

（1）降水。降水对空气中的污染颗粒物有去除作用[7]，一方面它可以吸附、冲刷空气中污染物粒子和气溶胶;另一方面，降到地面的雨水能抑制地面扬尘的飘散，所以降水时间和雾霾时间成负相关，雾时间与降水时间的负相关关系更明显。济宁市年降水量主要集中在夏季，夏季雾霾次数较少，而冬季气候寒冷干燥、降水少，则冬季雾霾较多。

（2）平均风场。风速是影响雾霾的重要因素，当风速较大时，大气污染物水平输送和近地层气流较强，利于污染物扩散而不易堆积，不利于雾霾的生成;反之，风速较小时，不利于污染物的扩散和稀释，而容易生成雾和霾。霾出现时以静风或小风情况居多，当风力达到3级或以上时一般不易出现霾。济宁市春季风较大，也是造成春季雾霾天气比冬季明显减少的重要原因。

（3）相对湿度。相对湿度的变化与雾时间多少和霾日变化有密切相关，如在冬季取暖期气温较低、气候条件不利于空气扩散时，高相对湿度加快了雾霾形成和转化的速度，加剧了雾霾的严重程度，尤其在供暖煤改气的地区更为明显。在冬季取暖期，当风力减小到2级以下时，相对湿度上升，雾霾会加重。这也是济宁市冬季雾霾天气最多的一个重要因素。

（4）热岛效应。城市热岛效应易导致较厚逆温层，阻碍空气垂直方向对流输送，使得城市排放颗粒污染物难以扩散，有利于雾霾天气的生成。

2.2.3    地理因素。济宁属鲁南泰沂低山丘陵与鲁西南黄淮海平原交接地带，地质构造上属华北地区的鲁西南断块凹陷区。济宁市地势东高西低，东部为山区，对空气中的污染物粒子和气溶胶的扩散和稀释也起到一定的抑制作用，因为夏季对流强，气团不够稳定，再加上雨水的吸附、冲刷作用，使其影响不够明显;但冬半年气团较为稳定，气候干燥，易长时间出现静稳天气，又恰逢采暖季，排放的煤烟增多，再加上地形的原因，其不易扩散和稀释，这是冬半年济宁市雾霾天气多的重要原因。

2.3    雾霾的危害

2.3.1    对人体健康的危害。多项研究表明，气溶胶粒子可对人体呼吸系统、心血管系统、免疫系统、生殖系统、神经系统和遗传系统产生有害影响[8]。雾霾天气对民众的呼吸系统影响最大，特别是冬季雾霾多发期，医院患慢阻肺、哮喘等呼吸疾病的病人显著增多。另外，雾霾天气还会影響民众的心理健康。持续的雾霾天气会使人精神萎靡，甚至引发对生存环境的担忧甚至恐慌，严重的还会影响工作和生活。

2.3.2    对农业生产的影响。

（1）对种植业的影响。雾霾对种植业的影响主要表现在对植物光合作用等方面的影响，一旦发生雾霾天气，太阳光照时间减少，植物光合作用时间减少，生命活动减弱，进而影响产量，同时由于雾霾的组成粒子可以影响植物的代谢合成等，影响作物的形态建成和品质建成，最终影响作物的产量和品质。

（2）对养殖业的影响。雾霾天气对济宁市的养殖业造成较大影响，特别是水产养殖。济宁市水系较为发达，均属淮河水系南四湖流域，中部京杭运河贯穿南北，南四湖位于济宁中南部，为我国十大淡水湖之一，因而水产养殖较为普遍。雾霾天气可使湖面气压降低，水体溶氧量急剧减少，使鱼类等缺氧浮头、食欲不振而影响生长和造成减产，严重的会诱发疾病，甚至导致死亡。

2.3.3    对交通运输的影响。雾霾会使能见度降低，这是对交通运输造成影响的直接原因。大气颗粒物能够吸收和散射光，从而降低能见度。散射消光是降低能见度的主要因素，可占总体消光的80%[9]。霾至少会使水平能见度降至10.0 km以下，雾至少可使水平能见度降至1.0 km以下。在这种低能见度下，交通事故显著增多，严重影响交通运输安全，对民众的生命和财产安全产生严重影响。

2.3.4    对经济发展的影响。

（1）雾霾可造成经济损失。受到雾霾事件影响最大的省市主要集中在东部和京津冀区域，包括浙江、江苏、山东、河北、上海、北京等省市。雾霾引起的健康问题、农业减产、交通安全事故等都会造成较大的直接和间接经济损失，相当于非雾霾事件状态下的2倍以上。

（2）对投资环境和产业结构的影响。雾霾天气频现，空气污染严重，会增加投资成本和风险，使投资商失去投资信心，从而使投资环境恶化，严重影响招商引资和经济发展。另外，污染问题还会影响产业结构。工业增速的加快却成为了雾霾天气的诱因，使工业发展成果大打折扣。从我国工业产业结构来看，高能耗、高污染企业的数量依然很多，对环境的危害也较大，这势必会倒逼工业产业结构作出调整，增加了经济转型的推动力，使绿色环保经济成为主要发展理念，也使经济发展在目标和内容上均发生根本性变化。

2.4    防治措施

2.4.1    政策倾斜。雾霾的治理，政府政策起主导作用。刘德军[10]认为，针对治理雾霾，政府加强和完善雾霾防治工作的立法、执法是治理环境问题的关键。应当设立政府预案，建立联防、联控机制，突破环境治理的地域界限，积极推进区域协调治理。目前，环境治理问题早已上升到国家层面，2014年1月4日，国家首次将雾霾天气纳入2013年自然灾害进行通报;2014年2月，习近平总书记在首都视察期间，特别强调了雾霾污染问题;李克强总理在十二届全国人大五次会议上特别讲到雾霾治理问题。

2.4.2    人为因素控制。PM2.5的主要来源是土壤尘、燃煤、生物质燃烧、汽车尾气排放，垃圾焚烧、工业污染和二次无机气溶胶。只有调查清楚污染的直接来源，控制污染源的排放，才能有的放矢地治理。例如，济宁市境内运行和在建火力发电厂约48家，总装机容量约8 760 MW，占山东省约16.7%;济宁市的机动车保有量早已超过130万辆;还有众多的钢铁、化工、冶金和水泥等重污染企业等，这些都是主要的污染来源。这些都是人为因素，也是雾霾治理的主导因素。

2.4.3    加强监测。由于雾霾监测工作的重要性，因而要建立长期有效的监测体系，监测的主要方式为地面监测、激光雷达监测、卫星遥感监测等。监测的部门，例如环保部门和气象部门等，各有关部门必须加强协作，最大化地资源共享，才能取得更准确更有说服力的数据，为政府决策提供参考。

2.4.4    技术创新。加快能源结构调整，使用节能环保的新能源，如太阳能、风能等，同时优化传统能源的使用数量和排放措施，减少环境污染。大力调整产业结构，严格控制逐步淘汰落后产能。在移动源治理方面，加强高污染机动车管理，大力推广新能源汽车使用等。鼓励个人和企业开展技术创新工作，特别是在节能减排方面的技术创新，政府政策要加大倾斜力度，形成技术创新的良好环境和氛围。

2.4.5    民众参与。环境问题与每一个人的工作、生活及健康都息息相关，大家都要积极参与进来，群策群力，雾霾问题治理才能稳固。一是做好防护工作。在雾霾天气里，为了自己和家人的健康，要采取必要的防护措施。如，戴防雾霾专用口罩，减少外出，掌握正确的开关窗时间，有条件的还可以安装室内空气净化器等。二是增強公众责任心。雾霾的治理不仅仅是政府和企业的事，更是广大民众的事，因而群众要从自身做起，实践和宣传雾霾治理工作。如，提倡绿色出行，不随意焚烧垃圾和秸秆等。

3    结论

（1）2010—2018年济宁市月平均雾日最多出现在1月，最少出现在7月，月平均霾日最多出现在12月，最少出现在8月;季平均雾日和霾日最多均出现在冬季，最少均出现在夏季;年雾日和霾日最多均出现在2016年，年雾日最少出现在2010年，年霾日最少出现在2012年;从总体演变趋势看，雾和霾均经历了一个逐渐增多，于2016年均达到了历史峰值，随后2年又逐渐减少，即经历了逐渐恶化，达到一定程度后又逐渐改善的过程。

（2）济宁市雾霾的形成主要与人为因素、气象因素和地理因素有关。

（3）雾霾主要对人体健康、农业生产、交通运输、经济发展带来危害。

（4）雾霾的防治主要从政策倾斜、人为因素控制、加强监测、技术创新、民众参与等方面来积极开展。

4    参考文献

[1] 冯少荣，冯康巍.基于统计分析方法的雾霾影响因素及治理措施[J].厦门大学学报（自然科学版），2015，54（1）：114 -121.

[2] 陈诗一，陈登.能源结构、雾霾治理与可持续增长[J].环境经济研究，2016（1）：59 -75.

[3] 宿洁，周玲，尹萌萌.我国中小学应对雾霾污染应急预案有效性评估[J].武汉理工大学学报（信息与管理工程版），2016，38（1）：527-531.

[4] 中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003.

[5] 周广强，陈敏，彭丽.雾霾科学监测及其健康影响[J].科学，2013，65（4）：56-59.

[6] 张艳，孔波，江源.济宁市大气污染物对降水pH值影响分析[J].中国科技纵横，2010（22）：225-226.

[7] 王艳秋，杨晓丽.哈尔滨市降水形势对大气污染物浓度稀释的影响[J].自然灾害学报，2007，16（5）：65-68.

[8] 覃辉艳.大气污染颗粒物PM2.5诱导人支气管上皮细胞凋亡及其机制探讨[D].南宁：广西医科大学，2012.

[9] 宋宇，唐孝炎，方晨，等.北京市能见度下降与颗粒物污染的关系[J].环境科学学报，2003，23（4）：468-471.

[10] 刘德军.雾霾天气防治的路径与对策建议[J].宏观经济管理，2014（1）：36-38.