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2018年3月揭阳市一次污染天气过程的特征及气象条件分析

李燕婷  刘思晨  洗星河  郑瑶娜  
【摘要】:随着经济的快速发展和城市化进程的加快,大气污染问题日趋严重,引起了社会和公众的广泛关注。不少学者对气溶胶污染的形成机制与气象条件的关系做出了大量的工作。本文利用大气污染物浓度数据、常规地面气象观测资料和探空资料,从污染物的变化特征、环流形势和气象要素特征等方面对2018年3月14到16日揭阳市一次污染天气过程进行分析,以期为污染天气的气象条件分析及预报提供一些参考依据。1污染物浓度变化特征分析2018年3月14到16日,揭阳市出现一次污染天气过程,14和15日部分时段的AQI指数超过200,达到重度污染级别,过程主要污染物为PM_(2.5)。14日凌晨,PM 2.5浓度处于低浓度水平,之后逐渐上升,20时达到当日的峰值172.8μg/m~3。经过夜间的短暂沉降,浓度有所下降,15日13时,PM_(2.5)的浓度达到此次污染过程的峰值,超过200μg/m~3,达到5级重度污染。16日09时开始,PM_(2.5)浓度呈下降趋势,下午冷空气南压到广东,AQI小于100,本次污染过程结束。PM_(10)、NO_2和CO的变化过程与PM_(2.5)的趋势较相似。PM_(10)也在15日13时达到浓度峰值215.3μg/m~3。而NO_2和CO分别在14日19时和20时出现峰值,峰值浓度为96.3μg/m~3和2.575mg/m~3。经计算,PM_(10)、NO_2和CO浓度与PM_(2.5)浓度的相关系数分别为0.678、0.701和0.762,说明这4种污染物有较强的相关性。2气象条件分析2.1大尺度环流形势500h Pa,14日08时,中高纬为平直的西风气流,揭阳受南支槽前西南气流控制。15日08时,南支槽有所东移。16日08时,揭阳受较平直的西风气流影响。850h Pa,14日08时,揭阳受偏南气流影响。15日08时,揭阳受西南暖湿气流影响。16日08时,转受西北风控制。地面图上,14到15日,气压场分布比较稀疏,气压梯度小,导致地面和低空的风速较小,不利于污染物的扩散。16日下午,冷高压有所南压,风力明显加大,污染物浓度显著下降,此次污染过程结束。2.2气象要素特征本次污染过程平均风速较小,14日和15日的风速在0-3m/s之间波动,平均风速分别为1.21 m/s和1.22 m/s,静小风使污染物不容易扩散,有利于气溶胶粒子的堆积。16日傍晚,风速明显加大,扩散条件明显改善。在污染物积累前期,能见度较高,大于10km,在污染期浓度上升阶段,能见度开始下降。15日的能见度基本维持在5km以下,污染物浓度较高时段降至2km左右。16日污染物浓度下降时,能见度好转,呈明显的上升趋势。从相对湿度的变化来看,15日开始相对湿度逐步增大,有利于亲水性气溶胶的吸湿增长,在重污染期间相对湿度较大,维持在90%左右。进一步对PM_(2.5)浓度与气象要素进行相关分析,PM_(2.5)浓度和能见度呈显著的负相关关系,相关系数高达-0.681;PM_(2.5)浓度和气压、风速也呈负相关关系,相关系数分别为-0.294和-0.332,均通过显著性检验。PM_(2.5)浓度和相对湿度的相关系数为0.323,相关性也较显著,通过显著性检验。2.3大气层结逆温层阻碍了污染物向上(垂直方向)扩散稀释,使其在底层积聚。利用汕头探空站的资料进行分析,发现污染过程期间近地层出现逆温,大气层结稳定。14日08时存在脱地逆温。15日08时出现贴地逆温,近地层风速小,不利于污染物在垂直方向上的扩散。16日08时,逆温不明显,污染物浓度开始呈下降趋势。

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