人工增雨对大气细颗粒物污染的削弱作用研究

李 娜

（开远市生态环境执法大队，云南 开远 661699）

0 引言

工业废气、汽车尾气等含有粉尘的污染性气体与大气环境中的氮氧化合物以及二氧化硫等物质相互融合，生成了飘浮在空气中的大气细颗粒污染物[1]。长久生活在细颗粒污染物超标的环境中，人类极易患有心肺及呼吸系统疾病[2-4]。人工增加降水能够降低大气细颗粒污染物含量，减少空气中的有害物质[5-6]。使用人工增雨方法一段时间之后，大气细颗粒污染物含量明显降低，说明人工增雨完成一段时间之后，大气细颗粒污染情况得到改善，并且人工增雨量越大，细颗粒污染物含量降低越快，调节降雨量能够获得更加显著的大气细颗粒污染物削弱效果。

基于此，本文分析了人工增雨对大气细颗粒物污染的削弱作用、调节降雨模式以及影响因素，获得了更准确的研究数据。

1 大气细颗粒物污染的削弱情况分析

1.1 研究数据收集

本文研究区域为云南省瑞丽市，受到经济发展影响，该地区每年3—5月空气污染严重，大气细颗粒物浓度较高。由于该地区地势较为平缓，常年受亚热带季风气候影响，温度较为适宜，不会出现温差较大的情况，大气环境比较稳定，也不会受到输入性污染影响，具有单一污染源特点，是比较理想的大气细颗粒物污染研究区域，适合开展人工增雨对大气细颗粒物污染影响程度的研究工作。根据瑞丽市相关气象部门的工作分析结果，以及气象站提供的大气细颗粒物监测数据，笔者选取人工增雨工作线路的两个监测站点的数据作为本文研究的数据来源，研究过程中以“污染物监测点布设技术规范”为依据[7]，设置大气细颗粒物污染监测站点A与站点B，同时，为使分析结果更加具有对比性，同时设置一个不在人工增雨线路上的监测点C作为对比监测点。这3个监测点都设置在非主干道的路边，监测点有一定高度，距离地面2.5～4.5 m，最大高程小于0.9 m。监测大气细颗粒物情况的仪器为六参数微型站，使用激活散射法监测大气细颗粒物变化情况，每6 min观测一次大气细颗粒物情况。人工增雨工具为携带干冰的火箭弹[8]。

1.2 人工增雨对大气细颗粒物污染的削弱影响

气象学研究领域中将6 mm作为临界值，如果自然降雨24 h后雨量不足6 mm，说明该降水情况属于弱降水，需要使用人工增雨方式提升降雨量，同时研究人工增雨对于大气细颗粒物污染指数的影响。使用关联大气细颗粒物污染浓度变化的质量连续方程计算方法作为研究出发点，经过推导计算获得人工增雨削弱大气细颗粒物污染的数学表达式，计算发现随着增雨量的上升，大气细颗粒物污染浓度逐渐降低，二者之间呈现出指数衰减关系。

式中：A——削弱系数；t——削弱时间；C0——降水强度。降水强度越高，削减系数也越大。为了获得人工增雨时大气细颗粒物浓度变化情况，需要研究人工增雨情况下大气细颗粒物浓度指数降低趋势。大气细颗粒物污染属于持续性情况，也就是说，测量过程中，大气细颗粒物浓度不仅与当下增雨情况相关联，也和增雨前后2 d的空气湿度、温度变化情况有关，所以需要使用式（2）计算增雨前一天的大气细颗粒物污染指数。

将各个气象监测点获得的大气细颗粒物分散数据与降水情况数据输入到式（8）之中，计算使用人工增雨之后，大气细颗粒物降低情况，重新将式（）计算结果代入式（4）计算大气细颗粒物综合污染浓度变化值。

1.3 人工增雨后对大气环境治理效果

经过上文分析可知，经过人工增雨后大气环境得到改善，对人工增雨后环境变化情况做出整体评价，构建环境评价模型，分析人工增雨对于大气细颗粒削弱效果，评价指标见表1。

表1 评价指标

2 实例分析

云南省瑞丽市近年来受到经济发展影响频繁出现大气细颗粒污染问题，因此本文将瑞丽市作为研究对象，分析人工增雨前后大气细颗粒污染削弱情况。

利用本文方法分析A、B、C这3个监测点在使用人工增雨前后2 h大气细颗粒浓度变化（图1）情况。

图1 人工增雨前后2 h大气细颗粒浓度变化

由图1可知，由于A监测站与B监测站均在人工增雨工作线路上，所以人工增雨前后2 h大气细颗粒浓度出现明显变化，以A监测站为例，人工增雨前2 h，大气细颗粒浓度约为80μg/m3，人工增雨2 h后大气细颗粒浓度降至40μg/m3以下，由此可以看出，人工增雨后，大气细颗粒浓度出现明显下降；而不位于人工增雨路线上的C监测站区域，没有经历人工增雨，所以大气细颗粒浓度并没有发生明显变化，由此也可以看出，相比于未经人工增雨的区域，经过人工增雨之后，大气细颗粒浓度污染得到明显改善。

人工增雨不同时长下，各个监测站大气细颗粒变化率统计结果如图2所示。

图2 大气细颗粒变化率

从图2中能够看出，随着人工增雨时长增加，位于人工增雨路线上的监测站大气细颗粒变化率呈现负值变化，且随着人工增雨时间增加，两个受人工增雨影响的监测站大气细颗粒变化率始终保持下降趋势，说明这两个监测站区域的大气细颗粒污染得到有效控制。

使用本文方法评价人工增雨后，瑞丽市空气质量整体评分结果（表2）。

由表2可知，经过人工增雨后，瑞丽市整体空气质量达到一级，证明人工增雨后不仅能够削弱大气细颗粒污染，还能整体降低瑞丽市其他空气污染物的浓度，整体改善瑞丽市的空气污染问题，提升居民生活质量与健康水平。

表2 瑞丽市空气质量整体评分结果

3 结语

研究人工增雨对大气细颗粒物污染的削弱作用，应对当今日益严重的环境污染问题。本文使用多种计算方法获得使用人工增雨方式后大气细颗粒物综合污染指数，并且计算获得人工增雨后大气细颗粒物变化率，用于综合评价人工增雨后的空气质量水平。经过对云南省瑞丽市实际空气变化情况的研究，获知人工降雨后2 h大气中细颗粒物浓度低于人工降雨前的大气细颗粒物浓度，并选取不同日期分别进行数据统计，记录人工降雨前后大气细颗粒物浓度变化情况，得出人工降雨能够有效改善区域中的大气细颗粒物污染状况的结论。