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《第35届中国气象学会年会 S12 大气成分与天气、气候变化与环境影响暨环境气象预报及影响评估》2018年
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芜湖市空气质量特征及其受气象要素的影响分析

付伟  司红君  卢尧  杨琼琼  祝玉青  
【摘要】:芜湖市位于长三角西部,安徽省沿江东部。近年来,包括安徽在内的我国东部地区大气污染问题日益突出~([1]),能见度普遍下降、霾日增多、酸雨加剧的大气污染问题已引起各级政府和相关部门的高度重视。环境监测的种类不断增加,技术手段不断更新~([2])。针对安徽省霾的特征、天气影响因素,科技工作者做了大量的工作~([3]-[5]),由于缺乏PM2.5等污染物观测数据,霾的分析主要借助于气象部门的能见度观测历史数据。2013年12月芜湖市环境监测站在全省率先开展了PM2.5等6中污染物的观测,借助于这些观测资料,对芜湖市空气质量特征的分析,以及芜湖市空气质量受气象要素的影响分析对于芜湖市乃至安徽省更加重要。本文使用的污染物数据为2014~2015年芜湖市四个环境监测点(四水厂、五七二零厂、科创中心、监测站)逐时的6种污染物浓度,包括细颗粒物(PM_(2.5),μg/m~3)、可进入颗粒物(PM_(10),μg/m~3)、臭氧(O_3,μg/m~3)、二氧化硫(SO_2,μg/m~3)、一氧化碳(CO,mg/m~3),芜湖市污染物数据使用四个观测站数据算术平均获得,数据均来自安徽省环境保护厅。气象数据来自国家气象中心,包括2014~2015年芜湖市国家观测站逐时的降水、风速风向、相对湿度,1970~2015年能见度以及南京国家气象观测站的逐日的天空观测资料。空气质量指数(AQI)的定义和计算,空气质量分指数(IAQI)的定义和计算,首要污染物的定义,空气质量分级标准等均以2016年1月1日起实施的中华人民共和国偶家环境保护标准HJ633-2012《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》为准。降水对空气污染物的清除率计算参照文件~([6])。混合层厚度的计算采用国标法~([7])。具体算法见国家标准GB/T13201中附录B及附录E中规定的方法。部分情况下,为了增加资料长度,获得更有相关性的分析结果,使用能见度代替空气质量进行分析。本文使用上述数据和方法对芜湖市的空气质量指数AQI进行了计算,并在此基础上对芜湖市空气质量的特征,气象要素对空气质量的影响进行了分析。结果表明:(1)芜湖市每年空气质量达到良的天数最多,其次是轻度污染。同时冬季空气质量最差,春、夏季次之,秋季最好,没有轻度污染以上的天气。芜湖市的首要污染物以PM2.5为主,其次是PM10,是四季主要的两种首要污染物,秋季少量天数出现了CO和NO2为首要污染物,冬季则出现了少量SO2为首要污染物的天数。芜湖市六种污染物表现出不同的季节特征,最主要的污染物PM2.5冬季浓度最高,春、夏次之,秋季最低。PM10则是春季平均浓度最高,冬季略低于春节,这应该可春季的冷空气大风天气过程较多有关,冷空气带来的沙尘天气是PM10的主要来源~([8])。PM2.5、PM10呈现出午后低,子夜高的特征。CO、NO2最低出现在正午,日出后和子夜有两个高峰期。O3则呈现出,午后高,日出后低的特征。SO2浓度两个高峰期出现在上午和前半夜,午后是相对低的时段。(2)芜湖市降水对空气质量有明显的影响,超过10毫米的降水对AQI的清除作用明显,对轻度污染以上的空气清除率更高,降水对六种污染物的清除作用也各不相同,另外连续降水的第二降水日序对AQI的清除更明显,但随着降水日数的增加,降水量较小的降水对空气污染的清除作用明显下降,甚至会引起AQI的增加。大于3m/s的风力对污染物有清除作用,西南风条件下,芜湖市的空气质量最好,而东风和北风条件下空气质量较差。湿度大于60%更有利于污染物的聚集,小于40%时,不利于污染物聚集。混合层厚度和能见度呈明显的正相关,混合层厚度越大,越有利于污染物的扩散,空气质量越好。这也就可以解释第2节PM2.5和PM10的浓度的日变化特征,因为大气混合层存在明显的日变化~([9]),午后平均混合层厚度大于夜间,因此PM2.5和PM10浓度午后小于夜间。
【作者单位】:芜湖市气象局
【分类号】:X51;X16

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