乌海市2015年1月一次连续空气重污染过程分析

摘要：2015年1月10日～13日，乌海市出现了一次明显的连续空气重污染过程，这次污染过程持续时间较长。利用同期空气污染指数和常规气象观测资料，本文对这一期间的空气污染气象条件进行了较为详细的分析。结果表明，这次持续污染过程是出现在风速小、无雨和有轻雾或霾的气象条件下，高空主要受偏西气流控制，地面形势主要为高压底部或是倒槽顶部。极厚极强的逆温层的持续存在是造成污染物高浓度最重要的气象条件。

关键词：连续污染;偏西气流;逆温;雾霾

中图分类号：X16 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）05-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.122

Abstract：Using the same period of air pollution index and conventional meteorological data，the analysis was taken in detail on the continuous heavy air pollution process of Wuhai in 10-30 Anuary，2015.The result indicates that this continuous air pollution process occurred under the misty or hazy conditions with gentle breeze and no rain. At the high level there is westerly flow，while the surface is the bottom of the high pressure or the top of the inverted trough.The persistence of extremely thick and strong inversion layer and minimal wind speed is the most important meteorological condition for high concentration pollution.

Keywords： Continuous air pollution;Inversionlayer;Fog;Haze

烏海市是中国内蒙古自治区西部的新兴工业城市，随着经济的快速发展及城市人口的不断增加，乌海市以各种方式排放到大气中的污染物也不断增加，大气污染环境问题日显突出。魏利敏等[1]对乌海市空气污染浓度的时间分布特征进行了分析;王凤饶珊珊琴等[2]对乌海市污染浓度和气象要素资料进行统计分析，得出了污染物浓度与温度、相对湿度、气压、风速、总云量和能见度等气象要素的相关性。现用污染物监测资料和地面、高空气象观测资料，对2015年1月10日～13日乌海市的一次连续污染过程进行分析，以揭示此次污染过程的成因。

1 污染过程分析

2015年1月10日～12日，乌海市出现了一次连续重污染过程， PM2.5浓度逐日平均值（图1）维持在150μg/m?以上。从10日开始，乌海市环境中的污染浓度值呈上升趋势，达到164μg/m?，之后污染浓度值继续上升，12日升至187μg/m?，升到最高，13日开始下降。10日至12日污染浓度值均超过国家规定的环境空气质量五级标准限制。

2 高空形势分析

2.1 500hPa形势分析

初期10日（图略）欧亚形势为两槽一脊，乌拉尔山地区和我国东北地区为一低涡，贝加尔湖为高压脊，乌海处于脊底西北气流中，11日和12日（图略）乌拉尔山低涡东移至贝加尔湖西侧，冷空气位置偏北，乌海开始受低涡底前部的偏西气流控制;同时，由于暖脊不断东移，中层温度明显增加，给逆温层的出现提供了良好的条件，由此可见，稳定少变的天气形势是连续污染出现的主要原因。此时蒙古西部有一个浅槽生成，13日（图略）移至河套地区加深，带来冷空气，打破河套地区的稳定状态。

2.2 850hPa形势分析

10日（图略），乌拉尔山地区为一冷涡，乌海处于大陆高压顶部的偏西气流中，风速8m/s;11日乌拉尔山低涡东移南压，蒙古地区有浅槽生成，河套地区转为西南风，风速下降，为4～6m/s;12日副热带高压东撤，乌海处于高压外围的偏南气流中，风速为2～6m/s，偏南风有利于水汽的输送，湿度增大;13日河套地区有低涡生成，并有冷空气侵入，有利于污染物的扩散。

2.3 地面形势分析

在乌海市此次污染过程中，10日～11日（图略）处于高压底部的东风气流中，由地面向上为一致的下沉气流，污染物失去了向上扩散的动力，同时由于暖平流的影响，大气层结稳定，使得对污染物扩散起一定作用的湍流运动受到了抑制。12日（图略）乌海市处于倒槽顶部的偏东气流中 ，随着相对湿度的增大，污染物与水汽相互作用，形成气溶胶，PM2.5的浓度持续增高。

13日下午有一次冷空气南下，地面气压梯度加大，风力增大，打破大气的稳定层结，有利于空气污染物的扩散，空气污染过程结束。

3 气象要素分析

3.1 地面风

10日～11日，乌海市的地面主导风向以偏南风居多，原因是偏南风引起周围高浓度污染物传输至乌海上空，在乌海沉降累计。日平均风速都在1.5m/s以下，大气的水平扩散能力较弱。13日14时地面风力较大，大气的水平扩散条件转好，污染物浓度开始下降。由此可见，极小风速的持续为污染物累积提供了条件。

3.2 能见度和天气现象

2015年1月10日～13日乌海市的日平均能见度都在10000m以下，其中12日平均能见度最低，为4900m。天气现象为霾或轻雾，10日霾或轻雾持续时间为14h，11日也是14h，12日持续时间最长，为24小时，且12日的污染浓度最高。13日13时能见度上升到10000m以上，污染浓度开始下降。

3.3 相对湿度

污染过程期间，乌海市的相对湿度都在50%以上，湿度较大，有利于形成气溶胶，使PM2.5的浓度持续增高。

3.4 低层逆温

污染过程期间乌海市的逆温强度，1月10日逆温层最厚，伸展至816hPa，逆温强度最小，为1.81℃/100m，11日逆温层最薄，逆温强度最大，为2.46℃/100m。极强、极厚逆温层的存在，使得大气污染物在低空连续多日滞留，只能在近地层作水平漫延，带来了持续的空气污染事件。

4 结论

（1）此次空气污染过程中高空主要为偏西气流，地面处于高压底部，系统维持少变，处于一个稳定的层结状态，不利于污染物的扩散，高空冷空气入侵，地面风力加大，有利于污染物的扩散;（2）地面主导风向中，偏南风较多，平均风速不到1.5m/s，频繁出现的静风导致大气水平扩散能力变弱，导致污染物不能够被有效、及时地扩散;（3）当在地面或地空盛行偏南风的时候，因为风的输送作用，污染物在下风侧的乌海地区进行堆积，导致空气更加严重;（4）此次连续空气污染事件是出现在风速小、湿度大、无雨和有轻雾或霾的气象条件下，每日都存在逆温层，逆温强度最大为2.46℃/100m，逆温层的存在抑制了大气对流和湍流的形成。

参考文献

[1]魏丽敏，王凤琴等.乌海市空气污染浓度的时间分布特征[J].内蒙古气象，2010（3）：22-24.

[2]王凤琴，赵旭春.乌海市空气污染浓度预报初探[J].北方环境，2012，24（4）：83-85.

[3]李令军，王英，李金香等.2000-2010 北京大气重污染研究[J].中国环境科学，2012，32（1）：23-30.

[4]程念亮，李云婷等.北京市空气重污染天气类型分析及预报方法简介[J].现代科学与技术，2015，38（5）：189-194.

收稿日期：2019-01-23

作者简介：张洪杰（1984-），女，汉族，硕士，工程师，研究方向为天气预报。