摘 要：本文選取鄭州市氣象局2014年逐日風(fēng)速變化觀測(cè)資料，對(duì)近地層10m、70m、100m分布特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明：近地層各高度風(fēng)速逐月變化趨勢(shì)基本一致，都呈增加—減少—增加趨勢(shì)，其中近地層100m高度增加趨勢(shì)要高于10m和70m高度風(fēng)速變化。100m高度風(fēng)速要高于70m和10m高度風(fēng)速，即隨著高度增加，近地層風(fēng)速也逐漸增加；10m高度四季風(fēng)速較小，其次是70m高度風(fēng)速，100m高度在四季風(fēng)速最大，這種變化同近地層高度風(fēng)速逐月變化趨勢(shì)一致，都是隨著時(shí)間變化，風(fēng)速隨高度層不斷發(fā)生變化；近地層10m高度風(fēng)向以E為最多，WNW、ESE和ENE風(fēng)向次之，70m高度上以WNW風(fēng)向最多，100m高度以WNW風(fēng)向?yàn)橹?，NE和W風(fēng)向次之，隨著高度增加，鄭州近地層主導(dǎo)風(fēng)向發(fā)生變化；風(fēng)速越小越不利于大氣污染物輸送，特別是靜風(fēng)條件下極其不利，市區(qū)內(nèi)堆積的大氣污染物不斷增多，最終影響空氣質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：近地層；風(fēng)速；特征；大氣污染

中圖分類號(hào)：X51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170933205

引言

隨著城市化進(jìn)程不斷加快，城區(qū)面積不斷擴(kuò)大，城市地表的熱力和動(dòng)力過程都會(huì)對(duì)城區(qū)區(qū)域內(nèi)大氣邊界層產(chǎn)生不同程度的影響，進(jìn)而導(dǎo)致城市區(qū)域內(nèi)的氣候和環(huán)境發(fā)生變化。城市的快速發(fā)展對(duì)風(fēng)向、風(fēng)速產(chǎn)生的影響較為顯著，不但造成風(fēng)速明顯減小，還改變了近地層風(fēng)的特征，進(jìn)而對(duì)空氣污染物的擴(kuò)散產(chǎn)生影響。本文對(duì)鄭州市近地層風(fēng)特征進(jìn)行分析，并探討其對(duì)大氣污染產(chǎn)生的影響，以期為將來進(jìn)行城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)、大氣污染評(píng)價(jià)等提供參考。

1 資料選取

本文選取鄭州市氣象局2014年逐日風(fēng)速變化觀測(cè)資料，其中10m風(fēng)速為國家基準(zhǔn)氣候站測(cè)風(fēng)塔觀測(cè)的2min平均風(fēng)速，70m、100m高度層風(fēng)取自L波段（1型）高空氣象探測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件v3.20計(jì)算等間隔高度氣象要素值。資料經(jīng)過相關(guān)儀器有效值檢驗(yàn)、極值檢驗(yàn)和高度一致性檢驗(yàn)等資料控制。通過選取10m、70m和100m高度層在7：00和19：00平均風(fēng)速，分析鄭州城市內(nèi)近地層風(fēng)分布特征。

2 城市近地層風(fēng)分布特征

2.1 近地層各高度風(fēng)速月變化

各高度風(fēng)速逐月變化趨勢(shì)基本一致，尤其是70m和100m高度（圖1）。10m高度風(fēng)速最小值在10月，為1.3m/s，最大值在5、7、12月，為2.2m/s，2者相差0.9m/s，風(fēng)速變化呈先減少后增加趨勢(shì)；70m高度風(fēng)速最小值在8月，為2.5m/s、最大值在12月，為4.2m/s，2者相差1.7m/s，風(fēng)速變化呈波動(dòng)增加后減少、再上升的變化趨勢(shì)，增加趨勢(shì)明顯；100m高度風(fēng)速最小值在8月，為3.2m/s，最大值在12月，達(dá)5.1m/s，2者相差1.9m/s，風(fēng)速呈增加—減少—增加變化趨勢(shì)，增幅高于10m和70m高度風(fēng)速變化。100m高度風(fēng)速高于70m和10m高度風(fēng)速，即隨高度增加，近地層風(fēng)速逐漸增加。

2.2 近地層各高度風(fēng)速的四季變化

分析近地層各高度風(fēng)速季變化可知，10m高度風(fēng)速在冬季最大，春季和夏季次之，秋季最?。?0m高度風(fēng)速春季最大，冬季次之，夏季最小；100m高度風(fēng)速春季最大，其次冬季，夏季最小。說明100m高度和70m高度風(fēng)速四季變化趨勢(shì)基本一致。10m高度風(fēng)速較小，其次是70m高度風(fēng)速，100m高度風(fēng)速最大，這種變化同近地層高度風(fēng)速逐月變化趨勢(shì)一致，都是隨時(shí)間變化，風(fēng)速隨著高度層不斷變化。

2.3 近地層各高度風(fēng)向變化

近地層10m高度風(fēng)向以E為最多，WNW、ESE和ENE風(fēng)向次之，E、WNW、ESE、ENE的風(fēng)向和占全部風(fēng)向的42.6%；70m高度以WNW風(fēng)向?yàn)樽疃?，SE和NE風(fēng)向次之，占全部風(fēng)向的18.4% ；100m高度以WNW風(fēng)向?yàn)橹鳎琋E和W風(fēng)向次之，占全部風(fēng)向的18.4%；隨著高度增加，主導(dǎo)風(fēng)向由東逐漸向西南偏西方向偏轉(zhuǎn)，最后沒有發(fā)生變化（圖2）。

空氣水平運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)有風(fēng)形成。影響風(fēng)的2個(gè)重要因子是風(fēng)向和風(fēng)速，風(fēng)對(duì)污染物的擴(kuò)散主要表現(xiàn)為：風(fēng)對(duì)整體空氣輸送作用，風(fēng)向在一定程度上決定污染物移動(dòng)方向；風(fēng)可以稀釋空氣中污染物濃度，風(fēng)速?zèng)Q定污染物稀釋程度大小。在一定時(shí)間內(nèi)，若風(fēng)速越大，同污染物氣體混合的清潔空氣量就越大，對(duì)風(fēng)的沖淡稀釋程度就越高。實(shí)際上，大氣中污染物濃度同污染物總排放量之間呈正比關(guān)系，與風(fēng)速卻呈反比關(guān)系。風(fēng)速越小越不利于大氣污染物輸送，靜風(fēng)條件下極其不利，市區(qū)會(huì)堆積的大氣污染物增多，最終影響空氣質(zhì)量。

近地面風(fēng)速對(duì)大氣湍流產(chǎn)生的影響較大。一旦污染源排放到大氣中后，高濃度的污染物在湍流作用下，清潔空氣不斷深入，還會(huì)朝著其它方向分散，稀釋、沖淡污染物。風(fēng)和湍流決定了污染物在大氣中的擴(kuò)散情況，是影響污染物擴(kuò)散快慢的影響因子。湍流強(qiáng)度隨著風(fēng)速增加而增加，對(duì)污染物擴(kuò)散速率產(chǎn)生影響。

4 結(jié)論

近地層各高度風(fēng)速逐月變化趨勢(shì)基本一致，都呈增加—減少—增加趨勢(shì)，其中近地層100m高度增加趨勢(shì)高于10m和70m高度風(fēng)速變化。100m高度風(fēng)速高于70m和10m高度處風(fēng)速，即隨著高度增加，近地層風(fēng)速也逐漸增加。

10m高度在四季風(fēng)速最小，其次是70m高度風(fēng)速，100m高度風(fēng)速最大，這種變化同近地層高度風(fēng)速逐月變化趨勢(shì)一致，都是隨時(shí)間變化，風(fēng)速隨高度層不斷發(fā)生變化。

近地層10m高度風(fēng)向以E為最多，WNW、ESE和ENE風(fēng)向次之，70m高度WNW風(fēng)向?yàn)樽疃啵?00m高度以WNW風(fēng)向?yàn)橹?，NE和W風(fēng)向次之，隨著高度增加，鄭州近地層主導(dǎo)風(fēng)向發(fā)生變化。

風(fēng)速越小越不利于大氣污染物輸送，特別是靜風(fēng)下，市區(qū)內(nèi)堆積的大氣污染物不斷增多，最終影響空氣質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]徐永清，張弛，王慶祥，等.城市近地層風(fēng)特征與污染系數(shù)分析[J].氣象環(huán)境與科學(xué)，2014，37（3）.

[2]王超，韋志剛，李振朝.敦煌戈壁地區(qū)近地層風(fēng)的變化特征[J].高原氣象，2011，30（2）

作者簡(jiǎn)介：王麗（1972-），女，河南商水人，本科，高級(jí)工程師，從事綜合氣象觀測(cè)工作。endprint