四平市重污染天气统计分析

巩宪伟，刘 彪，孙英杰

（四平市气象局，吉林 四平 136000）

1 研究目的及意义

近年来，随着气候变暖，工农业发展以及能源利用加剧等因素的影响，污染物的大量排放造成环境空气质量下降，雾霾天气增多，重污染天气加剧。据初步统计，2014年—2016年四平市轻度污染以上天气占34%，多次出现大范围持续3 d以上的重污染天气，空气质量指数（AQI）甚至突破过500上限，给大气环境、群众健康、交通安全带来了严重影响，已引起各级政府、社会公众和媒体的极大关注。

国内有很多学者[1-3]同区域的空气污染过程进行了分析，得出了一些较实用的结论，本文对四平市霾和重污染天气进行气候统计，并对中度以上污染天气进行分型，以期对未来重污染天气预报提供参考。

2 资料与方法

本文应用到的资料主要包含以下几个部分。

常规高空和地面观测资料、EC细网格数值预报模式资料，由四平市气象局提供。

四平市环境保护观测站2014-2015年逐日AQI、逐小时AQI、逐小时PM2.5浓度、PM10浓度、O3（8 h）浓度、NO2浓度、CO浓度、SO2浓度，由四平市环保局提供。

本文应用的方法：利用一般统计法，统计重污染天气的时间分布特征。

3 重污染天气时间分布

3.1 霾分布特征

分析2005年—2015年逐年的霾日数（图1），前期霾日数处于小幅波动阶段，年均出现霾日一直维持在10 d上下，到2014年后，霾日数迅速增长，2015年年出现霾日数上升到了25 d。一方面与城市工业化带来的大气污染加重有关，另一方面与人工观测转为机器观测有关。

图1 四平市逐年霾累计日数Fig.1 Cumulative number of haze daysin Siping City

分析2005年—2015年逐月的霾日数（图2），可以看出明显的季节特征，在共发生102个霾日中，11月总数最多，达到了21次，3月最少，仅出现3次，当年10月—次年1月是霾日频发的月份，共占到总数的60%以上。

图2 四平市各月霾累积日数Fig.2 Accumulated hazedaysof Siping City in each month

3.2 重污染天气分布特征

分析2014年—2015年中度以上污染天气季节特征（图3），可以明显的看出中度以上污染天气主要出现在秋冬季，尤其以冬季为最多，多与PM2.5等污染物相关，与燃煤、污染物排放、焚烧秸秆等相关。春季也存在污染天气，此类污染多与春季大风相联系。夏季污染天气较少。

图3 四平市中度以上污染天气季节分布Fig.3 Seasonal distribution of moderately polluted weather in Siping City

分析2014年—2015年污染天气月分布特征（图4），出现中度以上污染天气最多的是10月，共出现中度以上污染14次，11月次之，共出现中度以上污染12次，6月、8月、9月最少，没有中度以上污染天气出现。

图4 四平市中度以上污染天气月分布Fig.4 Monthly distribution of moderately polluted weather in Siping City

4 重污染天气模型

依据对霾和重污染天气的统计分析，出现2种天气的天气形势差别不大，并且存在一定的规律，从低空和地面形势进行了分析，结果显示以地面系统对其进行分型效果最好。对2014年—2015年出现的35 d中度污染以上天气按海平面气压场进行了详细梳理，见表1。其中与高压相联系的一共有15次，与倒槽相联系的有11次，与低压相联系的有7次。

表1 2014年—2015年四平市中度以上污染天气对应海平面气压场系统Tab.1 Sea level pressurefield system corresponding to moderately polluted weather in Siping City from 2014 to 2015

从污染物的角度对35 d中度污染以上天气进行了统计，见表2PM2.5为首要污染物的天气中，高压影响占比最大、倒槽其次，PM10为首要污染物的天气中，低压影响占比最大，O3-8 h为首要污染物的天气中，倒槽影响占比最大。同时各污染物的出现时间也存在响应的季节特点：PM10主要出现在春季，PM2.5集中在秋冬季，O3-8 h主要出现在夏季。

表2 2014年—2015年四平市各污染物中度以上污染天气Tab.2 Weather with moderate or above pollutants in Siping City from 2014 to 2015

综合地面气压场特征和各污染物出现的季节特征，对四平市中度以上污染天气进行了分类，共有3种类型：倒槽（PM2.5）型；高压（PM2.5）型；低压（PM10）。下面将分别阐述其天气特征。

4.1 倒槽（PM 2.5）型

此类中度以上污染天气的典型特征为：地面受到北上的倒槽控制或收到南北向狭长的低压北部控制，气压场分布较弱，地面风速一般<3.2 m/s；低空（850 hpa、925 hpa）存在温度的暖脊；（850~925 pha）、（925~1 000 pha）至少有一层有逆温或等温。

4.2 高压（PM 2.5）型

此类中度以上污染天气的典型特征为：海平面受高压控制，可能位于高压的前部、后部、以及高压内部，气压场较弱，风速<3.2 m/s；低空（850 hpa、925 hpa）存在温度的暖脊；（850~925 pha）、（925~1 000 pha）至少有一层有逆温或等温。

4.3 低压（PM 10）型

此类中度以上污染天气的典型特征为：海平面受低压控制，一般位于低压的前部或底部，气压梯度力较大，地面风速一般大于5.0 m/s；低空（850 hpa、925 pha）伴有温度的冷槽，（850~925 pha）、（925~1 000 pha）两层均无逆温或等温出现。

5 结语

本文通过对四平市霾和重污染天气时间分布特征、重污染天气模型、中度以上污染预报指标、四平市空气污染气象条件方程进行了分析，主要得出以下结论：2005年—2015年四平市年出现霾日呈现上升趋势，尤其2014年—2015年显著上升；2014年—2015年四平市中度以上污染天气季节特征明显，主要集中在秋冬季，其中又以11月为最多；依据天气形势和各污染物浓度，四平市中度以上污染天气可分为3种类型，倒槽（PM2.5）型；高压（PM2.5）型；低压（PM10），其中以高压（PM2.5）型发生最多。