張小民

摘要 本文介紹了現(xiàn)在較常用的自動(dòng)氣象站，并通過(guò)在宜陽(yáng)縣自動(dòng)氣象站采集數(shù)據(jù)，分析了2016年12月河南省中部城鎮(zhèn)宜陽(yáng)縣強(qiáng)霧霾天氣形成的原因。結(jié)果表明，造成本次強(qiáng)霧霾天氣的氣象原因主要是該時(shí)間段內(nèi)氣溫較往年同期偏高、濕度較往年同期偏大以及風(fēng)速較往年同期偏小。

關(guān)鍵詞 霧霾；成因；河南宜陽(yáng)；2016年12月

中圖分類號(hào) S16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）13-0204-02

隨著社會(huì)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視。關(guān)于霧霾的話題更是熱度不減，屢屢登上報(bào)刊雜志的頭版頭條。霧和霾實(shí)際上是2種不同的自然現(xiàn)象。當(dāng)大氣中的水汽充足、大氣層穩(wěn)定、相對(duì)濕度達(dá)到100%時(shí)，空氣中的水汽便會(huì)凝結(jié)成細(xì)微的水珠懸浮于空氣中，使地面的能見(jiàn)度降低，這種天氣現(xiàn)象被稱為霧。而霾是指煙塵等細(xì)顆粒物懸浮于空中而形成的大氣污染渾濁的現(xiàn)象。霾的主要組成部分是空氣的一些細(xì)微顆粒，氣象學(xué)上稱之為氣溶膠顆粒。目前，我國(guó)的氣象部門普遍將霧和霾合并作為災(zāi)害性天氣進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào)。霧霾中含有很多直徑小于10 μm的細(xì)顆粒物，這種細(xì)顆粒物可以直接進(jìn)入人的呼吸道和肺泡中，引發(fā)諸如支氣管哮喘、慢性支氣管炎等呼吸道疾病。霧霾也會(huì)對(duì)人的心血管系統(tǒng)造成危害，會(huì)阻礙正常的血液循環(huán)，導(dǎo)致冠心病、高血壓等心血管疾病。與此同時(shí)，霧霾還會(huì)影響人們的心理健康，長(zhǎng)期生活在污染嚴(yán)重的霧霾天氣中，人們會(huì)感覺(jué)壓抑、煩躁，會(huì)引發(fā)和加劇心理抑郁的狀態(tài)。2016年12月，京津冀、河北、河南、山東大部幾乎連續(xù)1個(gè)月發(fā)布霧霾紅色預(yù)警，一場(chǎng)嚴(yán)重的持續(xù)性霧霾天氣又一次席卷了我國(guó)的整個(gè)華北地區(qū)。本文主要從氣象角度分析了位于河南省中部宜陽(yáng)縣的霧霾天氣形成原因。

1 數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與采集

本文的數(shù)據(jù)來(lái)源主要是宜陽(yáng)縣氣象局自動(dòng)氣象站（圖1）的在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。隨著中國(guó)氣象局技術(shù)業(yè)務(wù)體制的改革，“三站四網(wǎng)”逐步建立。目前國(guó)內(nèi)的絕大多數(shù)氣象監(jiān)測(cè)部門都已經(jīng)建立了自動(dòng)氣象站。

自動(dòng)氣象站是一種按設(shè)定的要求對(duì)多個(gè)氣象要素進(jìn)行采集、處理、存儲(chǔ)和編發(fā)報(bào)、編制報(bào)表的地面觀測(cè)設(shè)備[1]。它能夠監(jiān)測(cè)氣壓、氣溫、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、降雨量等氣象要素。自動(dòng)氣象站還可以長(zhǎng)期運(yùn)行在室外比較惡劣的天氣條件下，其具有耐腐蝕、抗雷擊、抗干擾等多種性能。

自動(dòng)氣象站具有以下優(yōu)點(diǎn)：①易于安裝和架設(shè)，所有零部件在出廠前均進(jìn)行了校準(zhǔn)與調(diào)試，接通電源即可使用，較為方便；②電磁兼容的設(shè)計(jì)可以保證監(jiān)測(cè)設(shè)備在惡劣的天氣條件下長(zhǎng)期使用，可靠性較高；③設(shè)備采用通用的傳感器和配件，在設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)易于更換，減少了維護(hù)成本和管理成本，花費(fèi)較?。虎茏詣?dòng)氣象站采用面向?qū)ο蟮乃枷脒M(jìn)行設(shè)計(jì)，軟件產(chǎn)品越來(lái)越成熟。軟件支持有線和無(wú)線通信，完成數(shù)據(jù)采集、處理、通信、存儲(chǔ)和報(bào)文上傳等功能，降低了人工工作的強(qiáng)度；⑤自動(dòng)氣象站可以利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等轉(zhuǎn)化成電能，提高了設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)能力；⑥自動(dòng)氣象站具有自動(dòng)監(jiān)測(cè)上報(bào)災(zāi)害性天氣的功能，當(dāng)測(cè)量的要素指標(biāo)超過(guò)用戶設(shè)定的閾值，氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)將警報(bào)信息作為第一優(yōu)先級(jí)主動(dòng)向中心站監(jiān)控平臺(tái)傳遞，中心站收到警報(bào)數(shù)據(jù)后采用聲、光等形式提示管理者。正是因?yàn)橛羞@樣的優(yōu)勢(shì)，自動(dòng)氣象站受到氣象工作者的認(rèn)可并在全國(guó)范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。

2 數(shù)據(jù)采集與分析

通過(guò)宜陽(yáng)縣氣象局的自動(dòng)氣象站采集到了2016年和歷史同期的氣溫、濕度和風(fēng)速數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)比這些數(shù)據(jù)分析2016年12月霧霾嚴(yán)重的原因。

2.1 氣溫與歷史同期對(duì)比

由圖2可以看出，2016年12月的氣溫較往年同期氣溫高。而氣溫升高，會(huì)在一定程度上引發(fā)霧霾天氣的形成。

2.2 濕度與歷史同期對(duì)比

由圖3可以看出，2016年12月中，大多數(shù)時(shí)間的相對(duì)濕度高出歷史同期。

2.3 風(fēng)速與歷史同期對(duì)比

由圖4可以看出，在風(fēng)速5 m/s的上方，大部分都為三角形標(biāo)識(shí)，說(shuō)明2016年12月的風(fēng)速較歷史同期風(fēng)速小。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)以上數(shù)據(jù)的分析與論證，可以認(rèn)為是以下原因造成了2016年12月的強(qiáng)霧霾天氣。

（1）日平均氣溫較往年同期偏高?！澳鏈貙印钡男纬墒窃斐伸F霾的一個(gè)重要原因。它的形成是多種氣象條件共同作用的結(jié)果，而氣溫升高也是原因之一。一般在低層大氣中，氣溫會(huì)隨高度的增加而降低；如果氣溫隨高度的增加而增加，這種現(xiàn)象便是逆溫現(xiàn)象。“逆溫層”是指出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象的大氣層。在“逆溫層”中，暖而輕的空氣位于冷而重的空氣上方，形成了非常穩(wěn)定的空氣層，籠罩在近地層的上空，阻礙空氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，從而使近地層中的顆粒物和一些有害氣體等只能在近地層運(yùn)動(dòng)，無(wú)法向外擴(kuò)散[2]。同時(shí)，氣溶膠粒子會(huì)在逆溫層下累積，氣溶膠粒子作為凝結(jié)核，為霧的形成提供了必要的物質(zhì)條件。在夜晚，氣溶膠粒子的增多可影響長(zhǎng)波輻射，改變近地層溫度分布狀態(tài)，從而影響霧的形成和發(fā)展[3]。

另外，當(dāng)有暖濕氣流時(shí)，冷空氣會(huì)使暖濕氣流中的水分子凝聚，產(chǎn)生小水珠，并且冷空氣因慣性而不會(huì)立刻流動(dòng)，這樣冷空氣因受暖濕氣流影響而熱脹，使冷空氣氣壓增高，將凝聚的小水珠連同污染物顆粒懸浮在空中形成霧霾。

（2）濕度較往年同期偏大。根據(jù)童堯青等對(duì)霧霾的研究認(rèn)為，相對(duì)濕度的提高也有利于霧霾天氣的形成[4-5]。當(dāng)相對(duì)濕度較大時(shí)，空氣中的氣溶膠粒子會(huì)吸收因?yàn)槲账侄龃?。氣溶膠粒子中含有水溶性成分時(shí)，相對(duì)濕度大使可溶性氣溶膠更容易吸收水汽而長(zhǎng)大，使消光作用增加、能見(jiàn)度降低，形成霧霾天氣。

（3）風(fēng)速較往年偏小。霧霾的強(qiáng)度與風(fēng)速呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。即風(fēng)速越大，霧霾強(qiáng)度越?。伙L(fēng)速越小，霧霾強(qiáng)度越大。這是由于風(fēng)速較小時(shí)，近地面大氣層較穩(wěn)定，空氣擾動(dòng)不夠，在近地面會(huì)聚集大量的氣溶膠顆粒，長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法向外擴(kuò)散，造成局部霧霾加重。

綜合以上幾個(gè)原因，本文解釋了2016年12月宜陽(yáng)縣強(qiáng)霧霾天氣的成因。霧霾的形成是多種因素綜合作用的結(jié)果，本文只從氣象角度闡述了霧霾形成的原因，此外還有工業(yè)污染對(duì)霧霾形成的作用?？梢赃@么理解，目前已經(jīng)較為嚴(yán)重的污染再加上氣候因素共同造成了霧霾天氣。

4 參考文獻(xiàn)

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