張瑩+唐迪+趙燕華+龐礴+周航+吳新勝

摘要：利用江蘇省宿遷市氣象觀測資料和空氣污染物濃度數(shù)據(jù)，分析了霾與清潔天氣的氣候變化特征、霾天氣過程的污染物特征以及兩者的氣象影響因素。結(jié)果表明：（1）宿遷市2000年之前霾日相對(duì)平穩(wěn)，之后突增，2008—2010年為下降期。10月至翌年1月及6月霾日較多，由于夏收秋收期間秸稈燃燒的影響，導(dǎo)致6月、10—11月霾日和污染事件增多。2006—2009年清潔天氣較多，2010年以后清潔天氣相對(duì)較少。夏季清潔天氣最多，冬、秋季次之，春季最少。（2）霾天氣過程發(fā)生時(shí)空氣質(zhì)量良至嚴(yán)重污染，空氣質(zhì)量越差，出現(xiàn)頻率越小。10月至翌年3月及6月出現(xiàn)霾天氣過程時(shí)，空氣質(zhì)量能達(dá)到中度污染及以上級(jí)別，其他月份出現(xiàn)霾天氣過程時(shí)，空氣質(zhì)量均為良或輕度污染。霾天氣過程首要污染物有PM2.5、PM10、O3和NO2，PM2.5貢獻(xiàn)最大，其次是PM10和O3。（3）靜風(fēng)出現(xiàn)霾的頻率最高，其次為SE風(fēng)，NE風(fēng)出現(xiàn)清潔天氣的頻率最高，其次為ENE風(fēng)。風(fēng)速越小，霾出現(xiàn)頻率越高，風(fēng)速大，清潔天氣出現(xiàn)頻率高。降水日與霾日的變化基本呈反位相，而與清潔天氣日數(shù)的變化有較好的一致性。相對(duì)濕度<90%時(shí)，相對(duì)濕度越大，霾出現(xiàn)頻率越高，相對(duì)濕度大，清潔天氣出現(xiàn)頻率也高。（4）宿遷地區(qū)出現(xiàn)重度霾時(shí)，高空多受西北或偏西氣流控制，地面處于均壓場中。77.3%的重度霾伴有低層逆溫，逆溫層的高度很低，對(duì)污染物的擴(kuò)散起抑制作用，其他5、6月的重度霾低層多為相對(duì)穩(wěn)定的等溫層結(jié)。

關(guān)鍵詞：霾；清潔天氣；氣候特征；污染物；秸稈燃燒；氣象影響因素

中圖分類號(hào)： S165文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2017）05-0244-07

霾是指大量極細(xì)微的干塵粒等均勻地浮游在空中，使水平能見度<10 km的空氣普遍混濁現(xiàn)象[1]。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、城市化進(jìn)程的加快，大氣氣溶膠污染日趨嚴(yán)重，人類活動(dòng)直接排放的氣溶膠或氣態(tài)污染物通過光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的細(xì)粒子二次氣溶膠，可形成霾。20世紀(jì)80年代以后中國霾日明顯增加[2]，我國中東部地區(qū)霾日數(shù)呈現(xiàn)明顯的階段性上升趨勢，特別是2000年后上升更為顯著，年平均霾日數(shù)有3.69 d/10年的上升趨勢[3]。霾天氣增多除與大氣污染物排放的增多密切相關(guān)外，氣象或氣候條件變化也是重要的原因[4]。氣象條件是霾天氣出現(xiàn)與否的決定性控制條件，近地層輸送條件即地面流場與大氣污染物的擴(kuò)散稀釋密切相關(guān)[5]。在不同氣象條件下，同一污染源排放所造成的地面污染物濃度可相差幾十倍乃至幾百倍[6]。

霾出現(xiàn)時(shí)不僅使能見度下降、空氣質(zhì)量惡化，組成霾的氣溶膠粒子還能反射或吸收太陽輻射[7-8]，從而造成到達(dá)地面的太陽總輻射和日照時(shí)數(shù)減少[9-12]。商兆堂等研究表明，江蘇省冬小麥生長發(fā)育期間日照時(shí)數(shù)減小等氣候變化，可能會(huì)增加冬小麥生產(chǎn)的脆弱性[13]。張佩等指出在氣候變化背景下，淮北地區(qū)自20世紀(jì)90年代初，油菜全生育期日照總體呈減少趨勢[14]。因此，由于霾引起的太陽輻射和日照時(shí)數(shù)減少，將降低農(nóng)作物的光合作用，影響其產(chǎn)量和品質(zhì)。

宿遷市地處黃淮海平原，是我國霾區(qū)之一[15]，因此開展霾的相關(guān)研究意義重大。本研究將重點(diǎn)分析霾與清潔天氣的氣候變化特征、霾天氣過程的污染物特征以及兩者的氣象影響因素，為宿遷市霾的預(yù)報(bào)預(yù)警、科學(xué)防治和影響評(píng)估提供基礎(chǔ)，從而減小霾對(duì)農(nóng)作物生長的影響。

1數(shù)據(jù)及判識(shí)標(biāo)準(zhǔn)

1.1數(shù)據(jù)

采用的數(shù)據(jù)有：1981—2015年宿遷市逐日08：00、14：00和20：00的相對(duì)濕度、能見度和日天氣現(xiàn)象等觀測資料，以及其他地面氣象觀測資料和Micaps數(shù)據(jù)。2006—2015年宿遷市逐日SO2、NO2和PM10空氣污染物濃度數(shù)據(jù)，以及2013—2015年宿遷市逐日O3、CO和PM2.5空氣污染物濃度數(shù)據(jù)，均來自于宿遷市環(huán)境監(jiān)測中心站的空氣質(zhì)量日報(bào)。

1.2判識(shí)標(biāo)準(zhǔn)

查閱宿遷市地面氣象觀測記錄發(fā)現(xiàn)，霾的觀測記錄比較混亂。吳兌等指出，使用長期氣候資料統(tǒng)計(jì)霾日，需要有統(tǒng)一的定量標(biāo)準(zhǔn)，使用能見度、天氣現(xiàn)象、相對(duì)濕度來綜合判斷，而且要將其他視程障礙現(xiàn)象剔除[2，16]，就是說要自己處理資料，不能直接使用報(bào)表的霾日資料。

本研究中霾日的標(biāo)準(zhǔn)為：對(duì)每天08：00、14：00和20：00的3個(gè)觀測時(shí)次的能見度、相對(duì)濕度進(jìn)行判斷，當(dāng)滿足任一時(shí)次能見度<10 km，且相對(duì)濕度<90%，記為1個(gè)霾日。但當(dāng)同時(shí)有降水、沙塵暴、揚(yáng)沙、浮塵、煙幕、吹雪、雪暴等能導(dǎo)致低能見度的天氣現(xiàn)象時(shí)，剔除該日。2014年起宿遷市能見度開始自動(dòng)觀測，由于儀器的系統(tǒng)偏差，2014年以后將霾的能見度標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整為<7.5 km。按照此標(biāo)準(zhǔn)，重建了1981年以來宿遷市的霾日序列。霾持續(xù)3 d以上稱為1次霾天氣過程。達(dá)到國家環(huán)境空氣質(zhì)量一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)定義為清潔天氣。

2宿遷市霾與清潔天氣的氣候特征

2.1霾的氣候特征

圖1為1981—2015年宿遷市霾日的年變化，常年（1981—2010年，下同）年霾日數(shù)為112.7 d，2009年霾日最少，僅62 d，2015年霾日最多，達(dá)231 d。1981年以來宿遷市霾日變化經(jīng)歷了4個(gè)階段：2000年之前霾日數(shù)相對(duì)平穩(wěn)，在常年值上下浮動(dòng)；2000—2007年霾日突增，均超過常年值；2008—2010年下降至相對(duì)較少的天數(shù)，每年霾日僅有60～70 d；[JP2]2011—2015年霾日又急劇增加，成為1981年以來的頂峰。總體而言，1981—2015年宿遷市霾日的年變化有2個(gè)峰值，分別為2000—2007年和2011—2015年。符傳博等的研究也表明，我國中東部地區(qū)霾日數(shù)在2000年后上升更為顯著[3]。[JP]

圖2為宿遷市常年季節(jié)（圖2-a）和逐月（圖2-b）平均霾日數(shù)。從圖2-a可知，宿遷市秋冬季節(jié)平均霾日較多，均為32 d左右，占全年霾日的57%，其中秋季略多于冬季，宿遷市秋冬季降水少，且易出現(xiàn)靜穩(wěn)天氣形勢，有利于污染物在近地面集聚，所以霾日較多。春夏季節(jié)平均霾日相對(duì)較少，均為24 d左右，其中春季略少于夏季。由圖2-b可知，10月至翌年1月以及6月平均霾日較多，均在10 d以上，這5個(gè)月的霾日占全年霾日的51%，其中12月最多，平均霾日達(dá) 12.6 d；2—5月、7—9月平均霾日相對(duì)較少，其中7月最少，平均霾日僅 6.4 d。

許多研究指出，6月、10—11月江蘇省進(jìn)入夏收、秋收時(shí)節(jié)，農(nóng)民因?yàn)閾屖論尫N、保持土壤肥力、減輕病蟲害等原因往往就地焚燒農(nóng)作物秸稈，排放大量的顆粒物、CO、VOC、SO2、NO2以及PAHs等有毒有害物質(zhì)進(jìn)入大氣，在靜穩(wěn)氣象條件下，直接導(dǎo)致霾天氣和重污染事件的發(fā)生[17-20]。此類由秸稈燃燒引起的霾并不是偶然的，特別是近年來隨著農(nóng)村生活水平的普遍提高，秸稈已不再作為農(nóng)村的生活燃料，而成了多余的副產(chǎn)品，秸稈燃燒造成江蘇省及周邊地區(qū)夏收秋收時(shí)期霾日出現(xiàn)幾率顯著變大[18]。

我國農(nóng)作物秸稈每年產(chǎn)量超過7億t，宿遷市為農(nóng)業(yè)大市，每年都會(huì)有大量的稻麥類秸稈產(chǎn)生，因此亟須綜合開發(fā)利用作物秸稈資源，使之符合減量化、再使用、再循環(huán)原則[21]。王志春研究顯示，大量的秸稈在經(jīng)過預(yù)處理后還田，不僅可以完全替代化肥實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)，還能顯著增加土壤氮磷鉀及有機(jī)質(zhì)的含量，改良土壤，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展；同時(shí)，能有效減少因焚燒秸稈所造成的霾污染[22]。

2.2清潔天氣的氣候特征

圖3為2006—2015年宿遷市清潔天氣日數(shù)的年變化，近10年平均清潔天氣年日數(shù)為37.4 d，2007、2008年清潔天氣最多，均為57 d，2012、2013年清潔天氣最少，僅15 d。近10年來，2006—2009年宿遷市清潔天氣較多，超過平均日數(shù)；2010年以后清潔天氣相對(duì)較少，均少于平均日數(shù)，尤其是在2012—2013年降到低谷。

圖4為宿遷市近10年季節(jié)和逐月平均清潔天氣日數(shù)。從圖4-a可知，宿遷市夏季清潔天氣最多，為16.2 d，占全年的43%，由于宿遷市季風(fēng)氣候特征明顯，夏季雨水集中，降雨使空氣中的污染物沉降，導(dǎo)致清潔天氣增多。冬季、秋季清潔天氣次之，春季最少，僅4.4 d。從逐月分布（圖4-b）來看，7—9月清潔天氣較多，均在5 d以上，占全年清潔天氣日數(shù)的51%，其中8月最多，平均清潔天氣日數(shù)達(dá)7.8 d；2月和12

月還有2個(gè)清潔天氣的小高峰；其余各月清潔天氣相對(duì)較少，平均日數(shù)在1～2 d，其中10月最少，平均清潔天氣日數(shù)僅 1 d。

3宿遷市霾天氣過程的污染物特征

2013年起宿遷市環(huán)境監(jiān)測中心站執(zhí)行環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)技術(shù)新規(guī)，衡量空氣質(zhì)量的指標(biāo)由空氣污染指數(shù)API改為空氣質(zhì)量指數(shù)AQI，并增加了O3、CO和PM2.5的監(jiān)測。

3.1霾天氣過程空氣質(zhì)量的特征

執(zhí)行新規(guī)后，宿遷市霾天氣過程各級(jí)空氣質(zhì)量出現(xiàn)頻率（圖5-a）表明，霾天氣過程發(fā)生時(shí)空氣質(zhì)量由良至嚴(yán)重污染，空氣質(zhì)量越差，出現(xiàn)頻率越小。其中，霾天氣過程中空氣質(zhì)量為良出現(xiàn)頻率最多，占比43.7%，其次是輕度污染，占比32.3%，中度污染和重度污染出現(xiàn)頻率分別為14.0%和 9.3%，嚴(yán)重污染出現(xiàn)頻率最少，占比僅為0.8%。

從逐月分布（圖5-b）來看，霾天氣過程中空氣質(zhì)量為良和輕度污染的逐月分布較均勻，每月均有出現(xiàn)，空氣質(zhì)量為良在10月出現(xiàn)頻率最高，11月出現(xiàn)頻率最低，輕度污染在1月出現(xiàn)頻率最高，9月出現(xiàn)頻率最低。霾天氣過程中空氣質(zhì)量為中度污染及以上級(jí)別的逐月分布有明顯差異。中度污染出現(xiàn)在10月至翌年3月以及6月，1月出現(xiàn)頻率最高，冬季出現(xiàn)頻率占全年的71.7%。重度污染出現(xiàn)在11月至翌年2月以及6月，12月出現(xiàn)頻率最高，12月至翌年1月出現(xiàn)頻率占全年的74.3%。嚴(yán)重污染僅出現(xiàn)在1月、3月和12月。即10月至翌年3月以及6月出現(xiàn)霾天氣過程時(shí)，空氣質(zhì)量能達(dá)到中度污染及以上級(jí)別，其他月份出現(xiàn)霾天氣過程時(shí)，空氣質(zhì)量均為良或輕度污染，較秋冬、春初、夏初的霾污染物濃度更低。

雖然6月宿遷市雨量、雨日明顯多于秋冬季節(jié)，但出現(xiàn)霾天氣過程時(shí)空氣質(zhì)量能惡化至中度-重度污染，而相鄰的5月、7月未出現(xiàn)中度污染及以上級(jí)別，原因是夏收期間秸稈集中燃燒對(duì)大氣污染的影響，在穩(wěn)定的天氣形勢下，秸稈燃燒產(chǎn)生的污染物積聚在近地層，從而加重空氣污染。

3.2霾天氣過程首要污染物的特征

統(tǒng)計(jì)2013年以來霾天氣過程中PM2.5、PM10、O3、NO2、SO2和CO等6項(xiàng)污染物作為首要污染物出現(xiàn)的頻率（圖6-a），可知霾天氣過程首要污染物有PM2.5、PM10、O3和NO2。其中，PM2.5出現(xiàn)頻率最高，占比73.3%，PM10和O3次之，分別占比16.7%、12.4%，NO2出現(xiàn)頻率極低，僅占0.3%。即霾天氣過程細(xì)顆粒物PM2.5貢獻(xiàn)最大，其次是可吸入顆粒物PM10和O3。

霾天氣過程首要污染物為NO2頻率極低，且僅出現(xiàn)在12月，因此主要分析霾天氣過程中首要污染物為PM2.5、PM10、O3的逐月分布（圖6-b）。由圖6-b可知，霾天氣過程中PM2.5作為首要污染物在1月出現(xiàn)頻率最高，12月次之，7、8月出現(xiàn)頻率較低；霾天氣過程中PM10作為首要污染物在10月出現(xiàn)頻率最高，12月次之，7、8、11月出現(xiàn)頻率最低；霾天氣過程中首要污染物為O3只出現(xiàn)在5—11月，其逐月變化曲線呈單峰狀，6—8月出現(xiàn)頻率較高，7月達(dá)到頂峰。從季節(jié)來看，夏季霾天氣過程首要污染物主要為O3，其他季節(jié)主要為PM2.5和PM10，這是由于夏季氣溫高、光照強(qiáng)，大氣光化學(xué)反應(yīng)速率高，易產(chǎn)生高濃度臭氧。

3.3霾天氣過程污染物的濃度特征

程時(shí)，SO2、NO2、PM10、PM2.5和CO的日平均濃度極值可達(dá)到0.217、0.143、0.430、0.283、3.532 mg/m3，O3的日最大8 h滑動(dòng)平均濃度極值為0.264 mg/m3。平均而言，霾天氣過程中，SO2、NO2、PM10、PM2.5和CO的日平均濃度為0.040、0.035、0135、0.091、1.429 mg/m3，O3的日最大8 h滑動(dòng)平均濃度為0.083 mg/m3。

4霾與清潔天氣的氣象影響因素

4.1風(fēng)向的影響

圖8統(tǒng)計(jì)了宿遷市2006—2015年地面各風(fēng)向出現(xiàn)霾與清潔天氣的頻率，消除了主導(dǎo)風(fēng)向的影響[23]。由圖8-a可知，靜風(fēng)出現(xiàn)霾的頻率最高，達(dá)37.0%，由于靜風(fēng)天氣時(shí)空氣停滯，擴(kuò)散條件較差，容易導(dǎo)致霾天氣[5]，其次為SE風(fēng)，出現(xiàn)霾的頻率為28.9%，NE風(fēng)出現(xiàn)霾的頻率最低，僅16.8%。

由圖8-b可知，NE風(fēng)出現(xiàn)清潔天氣的頻率最高，達(dá) 19.6%，其次為ENE風(fēng)，出現(xiàn)清潔天氣的頻率為18.0%，主要原因是北方來的強(qiáng)冷空氣能夠有效地將污染物稀釋擴(kuò)散[5]，SSW、SW、SSE風(fēng)出現(xiàn)清潔天氣的頻率較低，僅4%左右。

4.2風(fēng)速的影響

圖9為宿遷市2006—2015年地面各日平均風(fēng)速出現(xiàn)霾和清潔天氣的頻率。由圖9可知，風(fēng)速越小，霾出現(xiàn)頻率越高，即地面風(fēng)速小不利于近地面污染物的擴(kuò)散和稀釋，易出現(xiàn)霾。日平均風(fēng)速為[0，1）m/s時(shí)霾出現(xiàn)頻率最高，達(dá)61.3%，其次是[1，2）m/s，霾出現(xiàn)頻率為47.5%，隨著風(fēng)速增大，霾出現(xiàn)頻率降低，日平均風(fēng)速為[5，6）m/s時(shí)，霾出現(xiàn)頻率僅有 7.1%，日平均風(fēng)速≥6 m/s時(shí)沒有霾發(fā)生。

另一方面，風(fēng)速較大時(shí)，有利于污染物的水平輸送，同時(shí)湍流也較強(qiáng)，利于垂直方向上的擴(kuò)散，因此大氣污染物和氣溶膠不易堆積[23]，清潔天氣出現(xiàn)頻率較高。日平均風(fēng)速≥6 m/s 時(shí)，清潔天氣出現(xiàn)頻率最高，達(dá)100%，日平均風(fēng)速為[4，5）、[5，6）m/s時(shí)，清潔天氣出現(xiàn)頻率相當(dāng)，為22.7%和21.4%，隨著風(fēng)速減小，清潔天氣出現(xiàn)頻率降低，日平均風(fēng)速為[0，1）m/s時(shí)，清潔天氣出現(xiàn)頻率最低，僅有3.3%。

4.3降水的影響

從宿遷市2006—2015年降水、霾、清潔天氣的月平均日數(shù)變化（圖10）可知，霾日與降水日數(shù)的變化基本呈反位相，降水日數(shù)多，霾日較少，反之降水日數(shù)少，霾日較多；清潔天氣日數(shù)與降水日數(shù)的變化則有較好的一致性，降水日數(shù)多，清潔天氣日數(shù)較多，反之降水日數(shù)少，清潔天氣日數(shù)較少。降水可以使大氣中的污染物沉降、清除，不利于形成霾，而有利于形成清潔天氣。近10年有64.2%的清潔天氣伴有降水。另外，周彬等[24]研究表明，降水對(duì)氣溶膠顆粒物的清除作用較復(fù)雜，降水開始前若氣溶膠顆粒物濃度較低，降水對(duì)其清除效果不佳，雨強(qiáng)增大不會(huì)使其濃度繼續(xù)降低，強(qiáng)降水發(fā)生后，雨強(qiáng)減小反而會(huì)使氣溶膠顆粒物濃度升高[24]。加之其他因素的影響，三者的月際變化并非簡單的線性關(guān)系。

4.4相對(duì)濕度的影響

圖11為宿遷市2006—2015年各相對(duì)濕度出現(xiàn)霾和清潔天氣的頻率。由圖11可知，相對(duì)濕度<90%時(shí)，數(shù)值越大，霾出現(xiàn)頻率越高，即高的相對(duì)濕度，有利于霾的形成。相對(duì)濕度為[80%，90%）時(shí)，霾出現(xiàn)頻率最高，達(dá)37.4%，其次是[70%，80%），霾出現(xiàn)頻率為36.4%，隨著相對(duì)濕度減小，霾出現(xiàn)頻率降低，相對(duì)濕度為[10%，20%）時(shí)，霾出現(xiàn)頻率最低，僅有 2.0%。這是由于當(dāng)氣溶膠粒子中含有水溶性成分時(shí)，相對(duì)濕度大，會(huì)使得可溶性氣溶膠更容易吸收水汽而變大，從而使散射作用增強(qiáng)，能見度減小，加劇霾的出現(xiàn)[23]。吳兌指出，如果氣溶膠濃度足夠高，但濕度較低，并不會(huì)出現(xiàn)典型低能見度事件，濕度較高時(shí)，吸濕后的氣溶膠消光系數(shù)會(huì)增加3～6倍，使得能見度明顯惡化，形成霾[6]。

[JP2]同樣，相對(duì)濕度大，清潔天氣出現(xiàn)頻率高，這是由于近10年宿遷市有64.2%的清潔天氣伴有降水。相對(duì)濕度為[90%，100%）時(shí)，清潔天氣出現(xiàn)頻率最高，達(dá)21.4%，其次是相對(duì)濕度為[80%，90%）時(shí)，清潔天氣出現(xiàn)頻率為16.1%，相對(duì)濕度為[20%，30%）時(shí)，清潔天氣出現(xiàn)頻率最低，僅有1.4%。[JP]

4.5重度霾的氣象影響因素

4.5.1天氣形勢根據(jù)霾的觀測和預(yù)報(bào)等級(jí)[1]標(biāo)準(zhǔn)，將能見度<2 km的霾定義為重度霾，重度霾是最嚴(yán)重的等級(jí)，因此其影響更為惡劣。2006—2015年宿遷市共出現(xiàn)44 d重度霾，93.2%的重度霾集中在10月至翌年1月以及6月，即霾出現(xiàn)頻率最高的5個(gè)月內(nèi)，2、5、8月偶有重度霾出現(xiàn)。分析重度霾500 hPa高空和地面天氣形勢可知，宿遷地區(qū)出現(xiàn)重度霾時(shí)，高空多受西北氣流或較平直的偏西氣流控制，此時(shí)在貝加爾湖以東、鄂霍次克海及其以南、我國東北、華北附近常伴有低渦出現(xiàn)，或者在貝加爾湖附近、我國河套至華北東北地區(qū)為高壓脊控制，又或者在烏拉爾山、貝加爾湖以西為一橫槽；地面處于均壓場中，宿遷常位于低壓倒槽頂部、高壓底部或后部、低壓前部或底部、冷鋒或副冷鋒前部。這種天氣形勢下高空為下沉氣流，近地面風(fēng)速小或靜風(fēng)，不利于空氣中污染物的垂直和水平擴(kuò)散，最終形成重度霾；另外，地面冷鋒南下會(huì)將北方的污染物輸送至宿遷地區(qū)，使大氣中的污染物濃度增大。圖12給出宿遷市出現(xiàn)重度霾時(shí)典型的500 hPa高空和地面天氣形勢。

4.5.2大氣層結(jié)穩(wěn)定度分析重度霾低層的溫度層結(jié)發(fā)現(xiàn)，77.3%的重度霾伴有低層逆溫，逆溫層的高度很低，大多在 1 000 hPa 以下，少數(shù)能伸展至925 hPa。如2013年1月18日08：00的探空曲線（圖13-a），1 000 hPa以下有明顯的逆溫層，雖然逆溫強(qiáng)度不大，但逆溫層的高度非常低，且在 925 hPa 附近還有逆溫存在，表明低層大氣層結(jié)非常穩(wěn)定，逆溫的存在對(duì)污染物的擴(kuò)散起到抑制作用，使污染物在貼近地面的小空間內(nèi)累積，當(dāng)天的空氣質(zhì)量為嚴(yán)重污染，首要污染物PM2.5的濃度達(dá)0.252 mg/m3，因此低層逆溫層的存在對(duì)重度霾的產(chǎn)生起到了重要作用。

另外，有10次重度霾沒有出現(xiàn)低層逆溫，其中9次出現(xiàn)在6月份，1次出現(xiàn)在5月份。進(jìn)一步分析5、6月重度霾低層的溫度層結(jié)發(fā)現(xiàn)，等溫層結(jié)占72.7%，溫度隨高度增加而

降低，即不穩(wěn)定層結(jié)占18.2%，逆溫層結(jié)近僅有9.1%。即5、6月的重度霾低層沒有明顯的逆溫結(jié)構(gòu)，溫度層結(jié)常為等溫特征（圖13-b），即相對(duì)穩(wěn)定的中性層結(jié)，甚至可以是不穩(wěn)定層結(jié)，其他月份的重度霾常伴有低層逆溫。呂翔等研究也表明，夏季霾過程中，夜間到早晨低層并沒有出現(xiàn)明顯的逆溫，溫度層結(jié)顯示出弱不穩(wěn)定，這與其他季節(jié)有明顯差別[25]。

5結(jié)論

通過分析霾與清潔天氣的氣候變化特征、霾天氣過程的污染物特征以及兩者的氣象影響因素，得到以下結(jié)論：

（1）常年宿遷市年霾日為112.7 d，1981—2015年霾日的年變化有2000—2007年和2011—2015年2個(gè)峰值，2000年之前霾日相對(duì)平穩(wěn)，之后突增，2008—2010年為下降期。宿遷市秋冬季霾日較多，春夏季霾日相對(duì)較少。具體而言，10月至翌年1月以及6月霾日較多，其中12月最多，7月最少。由于夏收秋收期間秸稈燃燒的影響，排放大量污染物進(jìn)入大氣，導(dǎo)致6月、10—11月霾日增多。

（2）近10年宿遷市平均清潔天氣年日數(shù)為37.4 d，2006—2009年清潔天氣較多，2007、2008年達(dá)到峰值，2010年以后清潔天氣相對(duì)較少，尤其是在2012、2013年到了低谷。宿遷市夏季清潔天氣最多，冬季、秋季次之，春季最少。從逐月分布來看，7—9月清潔天氣較多，其中8月最多，2月和12月還有2個(gè)小高峰，其余各月清潔天氣相對(duì)較少，其中10月最少。

（3）霾天氣過程發(fā)生時(shí)空氣質(zhì)量為良至嚴(yán)重污染，空氣質(zhì)量越差，出現(xiàn)頻率越小。霾天氣過程中空氣質(zhì)量為良和輕度污染的逐月分布較均勻，而中度污染及以上級(jí)別的逐月分布差異明顯。10月至翌年3月以及6月出現(xiàn)霾天氣過程時(shí)，空氣質(zhì)量能達(dá)到中度污染及以上級(jí)別，其他月份出現(xiàn)霾天氣過程時(shí)，空氣質(zhì)量均為良或輕度污染。由于夏收期間秸稈集中燃燒的影響，導(dǎo)致6月空氣污染加重。

（4）霾天氣過程首要污染物有PM2.5、PM10、O3和NO2，其中PM2.5貢獻(xiàn)最大，其次是PM10和O3；分季節(jié)來看，夏季霾天氣過程首要污染物主要為O3，其他季節(jié)主要為PM2.5和PM10。霾天氣過程PM2.5作為首要污染物在1月出現(xiàn)頻率最高，12月次之，7、8月較低；PM10作為首要污染物在10月出現(xiàn)頻率最高，12月次之；O3作為首要污染物只出現(xiàn)在5—11月，6—8月出現(xiàn)頻率較高，7月達(dá)到頂峰。

（5）出現(xiàn)霾天氣過程時(shí)，SO2、NO2、PM10、PM2.5和CO的日平均濃度極值能達(dá)到0.217、0.143、0.430、0.283、3.532 mg/m3，均值為0.040、0.035、0.135、0.091、1.429 mg/m3，O3的日最大8 h滑動(dòng)平均濃度極值為 0.264 mg/m3，均值為0.083 mg/m3。

（6）分析風(fēng)的影響，發(fā)現(xiàn)靜風(fēng)出現(xiàn)霾的頻率最高，其次為SE風(fēng)，NE風(fēng)出現(xiàn)霾的頻率最低；而NE風(fēng)出現(xiàn)清潔天氣的頻率最高，其次為ENE風(fēng)，SSW、SW、SSE風(fēng)出現(xiàn)清潔天氣的頻率較低。風(fēng)速越小，霾出現(xiàn)頻率越高，日平均風(fēng)速≥6 m/s時(shí)沒有霾發(fā)生；而風(fēng)速大，清潔天氣出現(xiàn)頻率高，日平均風(fēng)速≥6 m/s 時(shí)，清潔天氣出現(xiàn)頻率達(dá)100%。

（7）降水日與霾日的變化基本呈反位相，而與清潔天氣日數(shù)的變化有較好的一致性。降水可以使大氣中的污染物沉降、清除，不利于形成霾，而有利于形成清潔天氣。相對(duì)濕度<90%時(shí)，相對(duì)濕度越大，霾出現(xiàn)頻率越高。這是由于高濕條件下，氣溶膠粒子吸濕性增長，使散射作用增強(qiáng)，能見度惡化，加劇霾的出現(xiàn)。同樣，相對(duì)濕度大，清潔天氣出現(xiàn)頻率也高，這是由于近10年宿遷市有64.2%的清潔天氣伴有降水。

（8）宿遷地區(qū)出現(xiàn)重度霾時(shí)，高空多受西北氣流或較平直的偏西氣流控制，地面處于均壓場中。這種天氣形勢下高空為下沉氣流，近地面風(fēng)速小或靜風(fēng)，不利于污染物的垂直和水平擴(kuò)散，最終形成重度霾；另外，地面冷鋒南下會(huì)將北方的污染物輸送至宿遷地區(qū)，使污染物濃度增大。77.3%的重度霾伴有低層逆溫，逆溫層的高度很低，大多在1 000 hPa以下，少數(shù)能伸展至925 hPa。逆溫的存在對(duì)污染物的擴(kuò)散起抑制作用，使污染物在貼近地面的小空間內(nèi)累積，產(chǎn)生重度霾。另外，5、6月的重度霾低層沒有明顯的逆溫結(jié)構(gòu)，溫度層結(jié)常為等溫特征，即相對(duì)穩(wěn)定的中性層結(jié)，其他月份的重度霾常伴有低層逆溫。

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[FK（H0266*2/3。54ZQ]更正《江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)》2017年第45卷第1期第33-38頁刊登的論文《比較基因組分析斯氏假單胞菌遺傳多樣性及固氮基因島進(jìn)化機(jī)制》中，基金項(xiàng)目更正為：國家自然科學(xué)基金（編號(hào)：21507012）；中國博士后科學(xué)基金（編號(hào)：2015M570329）；貴州省教育廳自然科學(xué)研究項(xiàng)目[重點(diǎn)項(xiàng)目]（編號(hào)：黔教合KY字[2015]395）；凱里學(xué)院博士專項(xiàng)基金（編號(hào)：BS201412）。特此更正。