哈密地区一次重度空气污染过程气象要素特征分析

郭雨鑫　刘羲瑞

1.2019年3月17—19日哈密地区重度污染过程概述

利用哈密市生态环境局发布的哈密地区空气质量日报逐日数据为参考，以空气质量指数（AQI）大于100为中度污染指标。确定2019年3月17—19日哈密地区连续3天出现轻度到重度污染过程，持续时间长、强度重为历年少见。

重度污染过程在3月19日达到峰值，20日开始回落。

2.此次重度污染过程中的气象要素对比分析

2.1数据处理

本次处理测量数据采用多元回归数学模型。

（1）多项式模型

多项式模型为   ，

对方程中的变量作如下变换

则原方程变为 ，

就可用线性模型的方法处理。

2.2最高气温

从最高气温和污染物指数PM_（2.5）的逐日数据来看，此次污染过程中，哈密地区的最高气温在16—20℃之间，污染最重的19日，气温处于降温状态。偏低的气温导致空气相对湿度增大，为污染物沉着、堆积提供了条件。

通过对两组数据的多元回归数学模型计算，得到多元回归方程：

y=a（0）*x（0）+a（1）*x（1）+...+a（m-1）*x（m-1）+a（m）

m= 1    a（0）=38.678       a（1）=-665.324

复相关系数：R = 0.612

继而得出，20日后，若气温升高，污染指数将会降低。

平均气温、最低气温与污染指数的关系可参照最高气温的情况。

2.3相对湿度

从最高气温和污染物指数PM_（2.5）的逐日数据来看，此次污染过程中，哈密地区的相对湿度在14—22%之间，相对湿度较小，对污染物沉着、堆积影响不大。

通过对两组数据的多元回归数学模型计算，得到多元回归方程：

y=a（0）*x（0）+a（1）*x（1）+...+a（m-1）*x（m-1）+a（m）

m= 1   a（0）=-1.544     a（1）=94.068

复相关系数：R = 0.042

由逐日相关系数图表得出，相对湿度维持在较高水平是重度污染发生的重要气象条件之一。

2.4 最大风速

从最大风速和污染物PM2.5的逐日数据来看，此次污染过程中，哈密地区的最大风速一般小于7m/s，污染最重的19日，最大风速为6.9m/s。风速偏小不利于污染物扩散。

通过对两组数据的多元回归数学模型计算，得到多元回归方程：

y=a（0）*x（0）+a（1）*x（1）+...+a（m-1）*x（m-1）+a（m）

m= 1    a（0）=-14.55       a（1）=128.68

复相关系数：R = 0. 27

对于此次出现的重度污染过程，最大风速小于4m/s是污染物堆积的必要条件，最大风速小于2.6m/s时污染程度明显加大。

2.5最低能见度

从最低能见度和污染物PM2.5的逐日数据来看，此次污染过程中，哈密地区的最低能见度在1081—5842m之间。

通过对两组数据的多元回归数学模型计算，得到多元回归方程：

y=a（0）*x（0）+a（1）*x（1）+...+a（m-1）*x（m-1）+a（m）

m= 1    a（0）= -11.9       a（1）=3712.49

复相关系数：R = 0.385

此次污染最重的19日，对最低能见度的影响也较为明显。重度污染发生时，能见度也随之较低。

2.6扬沙、浮尘

从扬沙、浮尘和污染物PM2.5的逐日数据来看，此次污染过程最强的19日，哈密地区在19日出现扬沙、浮尘天气，最低能见度在702m .

数据可见19—20日哈密地区有较强扬沙天气，是的空气垂直运动的发展，使大量烟尘、污染物等聚集在空中，使能见度变差，空气污染加重；尤其是城市及工业区上空，易产生浓雾天气，造成严重的大气污染事件。

3.结语

根据2019年3月17日~19日哈密市重度空气污染指数的分布变化情况，分析了3月17日~19日與污染相关的地面气象要素和物理量场空间分布规律。研究发现此次发生重度污染的大气环流为中低层有较强扬沙、浮尘天气影响，地面处于升温过程中。发生空气污染的地面气象因子特征表现为：能见度一般小于700m，能见度越小污染越严重；相对湿度70~85%出现重度以上污染；最低气温与露点温度之差（水汽饱和度T-Td）越小空气污染越严重；地面以偏北风为主，最大风速一般在7m/s。近地层湿度大于高层时，易发生空气污染；低层有上升气流，高层有下沉气流，污染维持或加重。