秦正新

摘 要：2017年1月份初，在靜穩(wěn)的天氣條件和弱冷空氣帶來(lái)的北方輸入污染物的影響下，咸寧市出現(xiàn)了大范圍、長(zhǎng)時(shí)間的霾天氣和重污染天氣，嚴(yán)重影響了大氣環(huán)境質(zhì)量，危害人體健康。本文通過(guò)分析此次重污染天氣過(guò)程的天氣特點(diǎn)和預(yù)報(bào)服務(wù)情況，探討氣象因素對(duì)于重污染天氣的影響，分析目前咸寧市重污染天氣氣象服務(wù)的經(jīng)驗(yàn)和不足。

關(guān)鍵詞：重污染天氣；成因分析；氣象服務(wù)

中圖分類號(hào)：S16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180431057

近年來(lái)，湖北省霾天氣和重污染天氣頻發(fā)，并且影響范圍不斷擴(kuò)大、影響時(shí)間也呈現(xiàn)增漲趨勢(shì)。重污染天氣不僅造成了空氣質(zhì)量的嚴(yán)重下降，也對(duì)人體的健康造成了很嚴(yán)重的危害。目前國(guó)內(nèi)已有大量的研究表明，大范圍的重污染天氣的出現(xiàn)不僅和污染物排放源關(guān)聯(lián)密切，還和天氣條件、氣象要素關(guān)聯(lián)密切。本文通過(guò)對(duì)2017年1月初發(fā)生在咸寧的重污染天氣過(guò)程氣象服務(wù)情況進(jìn)行分析和總結(jié)，探討了目前咸寧在面對(duì)災(zāi)害性天氣，開展氣象服務(wù)工作中的經(jīng)驗(yàn)和不足。

1 重污染天氣的特點(diǎn)

2017年1月，咸寧出現(xiàn)了連續(xù)重污染天氣，咸寧市區(qū)PM10、PM2.5、NO2和SO2月均濃度分別為106μg/m3、89μg/m3、24μg/m3、9μg/m3。CO日均值及O3日最大8h值均無(wú)超標(biāo)現(xiàn)象；有效監(jiān)測(cè)天數(shù)為31d，其中優(yōu)1d，良10d，輕度污染13d，中度污染5d，重度污染2d。

與2016年同期相比，在政府大力推行“三禁三治”工作的大環(huán)境下，PM10累積濃度比上年同期有所下降，但PM2.5的累計(jì)濃度大幅上升，有站點(diǎn)同比增幅達(dá)到20%以上，PM2.5累計(jì)濃度的增長(zhǎng)除與燃煤、揚(yáng)塵、機(jī)動(dòng)車為其等污染排放源關(guān)系密切外，還與1月份天氣氣候背景有關(guān)。

研究表明，重污染天氣一般發(fā)生在特定的天氣條件下，氣象條件不利于污染物的擴(kuò)散，一般出現(xiàn)在較長(zhǎng)時(shí)間的低風(fēng)速天氣下。2017年1月初咸寧連續(xù)重污染天氣期間，咸寧高空受平直西風(fēng)環(huán)流控制，近地面層和925hPa（約800m高空）有微弱逆溫層存在，地面受弱冷高壓控制，近地層風(fēng)速不大，地面極大風(fēng)速3.1m/s（2級(jí)），風(fēng)速較小，氣壓場(chǎng)較為平均，無(wú)利于污染物的分散。

2 主要?dú)庀笠蜃优c環(huán)境空氣質(zhì)量的相關(guān)分析

大量事實(shí)表明，在污染排放水平較穩(wěn)定的情況下，如果天氣環(huán)境背景不同，大氣污染物的濃度可能會(huì)相差幾倍，甚至是幾十倍。在一個(gè)時(shí)間段里，對(duì)于一個(gè)城市，其空氣污染源是比較穩(wěn)定的。所以，大氣污染物是決定重污染天氣時(shí)空分布的最重要因素。一般影響空氣質(zhì)量的氣象因子，在空間尺度上，可以分為氣候尺度、天氣尺度和邊界層尺度這3個(gè)尺度量級(jí)。

實(shí)際大氣中，影響擴(kuò)散程度的主要?dú)庀笠蜃邮峭牧骱推骄L(fēng)。平均風(fēng)影響了水平擴(kuò)散，而湍流則影響著垂直擴(kuò)散。對(duì)于主要?dú)庀笠蜃雍涂諝赓|(zhì)量的關(guān)系，將根據(jù)氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將通過(guò)大氣層結(jié)、地面風(fēng)場(chǎng)、天氣形勢(shì)等幾個(gè)方面來(lái)分析。

2.1 大氣層結(jié)特征

大氣層結(jié)的穩(wěn)定度影響著污染物的垂直擴(kuò)散能力。在正常大氣中，氣溫隨高度是遞減的，但氣象資料表明在近地面層，經(jīng)常出現(xiàn)一個(gè)淺薄的逆溫層，在該層，氣溫隨高度遞增。逆溫層就像是一個(gè)被子，限制了大氣的垂直運(yùn)動(dòng)，在這種大氣層結(jié)下，很容易造成污染物的積累。分析氣象資料發(fā)現(xiàn)，在沒(méi)有大風(fēng)和降水的夜間，通常在近地面層有逆溫層存在，逆溫層最大可發(fā)展到250m以上。而在白天，混合層高度是污染物垂直擴(kuò)散的最大高度，所以混合層越高，表明了大氣的垂直擴(kuò)散能力越強(qiáng)。

2.2 地面風(fēng)場(chǎng)與大氣污染物濃度的關(guān)系

平均風(fēng)影響這大氣污染物的水平輸送，水平輸送的同時(shí)也是污染物稀釋的過(guò)程。一般來(lái)說(shuō)，風(fēng)速越大時(shí)，大氣污染物越易擴(kuò)散。實(shí)際上，平均風(fēng)對(duì)于污染物濃度的影響是多面的。由于煙羽的抬升高度和平均風(fēng)速成反比，因此當(dāng)平均風(fēng)速增大時(shí)，近地面層由于煙羽抬升高度的降低，污染物的濃度反倒會(huì)增大；如果上風(fēng)口為重污染區(qū)，那么風(fēng)速增大時(shí)，污染物的輸送也會(huì)變大。靜風(fēng)一般出現(xiàn)在均壓場(chǎng)的天氣形勢(shì)下。通過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，風(fēng)速較小時(shí)，風(fēng)速和空氣污染物的濃度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，但是當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一個(gè)臨界值后，風(fēng)速和污染物的濃度會(huì)呈現(xiàn)正相關(guān)。

近年來(lái)隨著咸寧市區(qū)的不斷擴(kuò)大，咸寧市的平均風(fēng)速呈現(xiàn)了逐年減小的趨勢(shì)，特別是靜風(fēng)次數(shù)越來(lái)越多，這也讓污染物更不易擴(kuò)散。城市的發(fā)展影響著當(dāng)?shù)氐奶鞖鈿夂驐l件。咸寧地區(qū)春季盛行風(fēng)為偏南風(fēng)和偏東風(fēng)，夏季盛行西南風(fēng)，秋季和冬季盛行西北風(fēng)。咸寧?kù)o風(fēng)天氣在8、11、12月出現(xiàn)最多，5月份出現(xiàn)最少。

2.3 地面天氣形勢(shì)與大氣污染物濃度的關(guān)系

在污染源相對(duì)確定的情況下，影響空氣污染物濃度的主要因素是地面天氣形勢(shì)。地面天氣形勢(shì)決定了大氣污染物的分散和運(yùn)送前提。根據(jù)分析，影響咸寧市環(huán)境空氣質(zhì)量的主要地面天氣形勢(shì)有是均壓場(chǎng)或弱高壓。

3 氣象條件對(duì)大氣污染控制環(huán)境效果的影響評(píng)估方法

大氣污染控制的目的是為了讓環(huán)境空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)，主要涉及到的2個(gè)因素是人為因素和自然因素。人為因素主要是通過(guò)控制和消減污染物的施放，制定和實(shí)施空氣質(zhì)量治理措施。自然因素主要是指對(duì)大氣污染物的擴(kuò)散和傳輸有影響的氣象條件。當(dāng)開展污染物控制措施后，空氣質(zhì)量能否達(dá)標(biāo)，在很大程度上有當(dāng)時(shí)的氣象條件決定。如果對(duì)污染物擴(kuò)散有利的天氣環(huán)流背景出現(xiàn)頻繁時(shí)，空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)的可能性將會(huì)很大；反之，如果期間出現(xiàn)了多次不利于污染物擴(kuò)散的天氣過(guò)程，則空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)的難度則會(huì)相當(dāng)大。

通過(guò)主成分分析及聚類分析，將多個(gè)年份的氣象資料按照季節(jié)進(jìn)行分類，可以定性或者半定量的就氣象因素對(duì)于環(huán)境質(zhì)量的達(dá)標(biāo)的影響進(jìn)行評(píng)估。首先將天氣氣候進(jìn)行分類，找出出現(xiàn)頻率大的天氣環(huán)流背景類型，作為基本的氣象條件；然后選擇污染源變化相對(duì)平穩(wěn)的時(shí)期，分別求出各個(gè)天氣類型下（大氣擴(kuò)散條件下），污染物的平均濃度；對(duì)上述結(jié)果進(jìn)行分析，按照各天氣類型下污染物出現(xiàn)的頻率和強(qiáng)度，建立空氣污染氣象條件分級(jí)。以后在評(píng)估某一個(gè)時(shí)間段內(nèi)氣象條件對(duì)于環(huán)境質(zhì)量的影響時(shí)，可以直接通過(guò)空氣污染氣象條件等級(jí)來(lái)說(shuō)明該時(shí)段的氣象條件對(duì)于空氣質(zhì)量的作用。

4 咸寧重污染天氣下的預(yù)報(bào)服務(wù)情況

在2017年初咸寧史重污染天氣期間，氣象部門和環(huán)保部門加強(qiáng)合作，積極聯(lián)動(dòng)，市氣象臺(tái)和環(huán)境監(jiān)測(cè)中心連續(xù)多次開展空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)聯(lián)合會(huì)商，制作和發(fā)布控制質(zhì)量氣象條件等級(jí)預(yù)報(bào)產(chǎn)品，為市委、市政府、應(yīng)急辦等決策部門提供重污染天氣實(shí)況和預(yù)報(bào)產(chǎn)品，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確，服務(wù)及時(shí)到位，得到了政府部門的肯定。

5 經(jīng)驗(yàn)和不足

5.1 制定周密的決策氣象服務(wù)方案，開展服務(wù)有據(jù)可依

咸寧市氣象局每年年初制定了當(dāng)年度的決策服務(wù)周年方案，明確了當(dāng)年開展氣象服務(wù)的主要重點(diǎn)內(nèi)容，確定了各類決策氣象服務(wù)的啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，更新了氣象服務(wù)對(duì)象清單，也規(guī)范了開展各類決策氣象服務(wù)的工作流程。此次重污染天氣服務(wù)中，氣象局各服務(wù)單位各司其職，互相配置，服務(wù)效果顯著。

5.2 嚴(yán)把氣象服務(wù)產(chǎn)品質(zhì)量，提高服務(wù)滿意度

從氣象信息的采集、氣象服務(wù)產(chǎn)品的制作、氣象服務(wù)產(chǎn)品的簽發(fā)，在發(fā)布決策氣象服務(wù)材料時(shí)，咸寧市氣象局均嚴(yán)格按照流程，由多名不同崗位的領(lǐng)導(dǎo)專家多次校驗(yàn)，確保每份決策服務(wù)產(chǎn)品嚴(yán)謹(jǐn)準(zhǔn)確。

5.3 加強(qiáng)部門合作、聯(lián)動(dòng)

按照《咸寧市氣象局重污染氣候應(yīng)急預(yù)案》，重污染氣候產(chǎn)生時(shí)，市氣象臺(tái)結(jié)合市環(huán)保局等相干部門，建立重污染氣候監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)專家組，展開重污染氣候談判和預(yù)告。在應(yīng)對(duì)重污染天氣中，氣象部門和環(huán)保部門合作，加強(qiáng)了預(yù)報(bào)和應(yīng)對(duì)重污染天氣的能力，降低了重污染天氣的危害，為保障人民群眾健康生活發(fā)揮了重要作用。

5.4 存在的不足與展望

要努力提高天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率。決策氣象服務(wù)產(chǎn)品以天氣預(yù)報(bào)為基礎(chǔ)。因此，天氣預(yù)報(bào)結(jié)論是否準(zhǔn)確，決定了服務(wù)產(chǎn)品是否科學(xué)。預(yù)報(bào)結(jié)論甚至關(guān)系到氣象服務(wù)的效益，關(guān)系到氣象防災(zāi)減災(zāi)的效果。因此，提高預(yù)報(bào)服務(wù)人員的綜合素質(zhì)，加強(qiáng)預(yù)報(bào)員對(duì)于災(zāi)害性天氣的把握研判能力，提高天氣預(yù)報(bào)，特別是災(zāi)害性天氣的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，具有重要的意義。

氣象災(zāi)情的收集和上報(bào)工作滯后性較嚴(yán)重?；鶎託庀蟛块T災(zāi)情收集能力有限，由于人員、經(jīng)費(fèi)等限制，市級(jí)臺(tái)站的災(zāi)情信息一般都是來(lái)自所屬縣級(jí)，或者從當(dāng)?shù)孛裾块T獲取，無(wú)法及時(shí)參與現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)情調(diào)查，而對(duì)于氣象信息員信息員由于缺乏切實(shí)的激勵(lì)和考核機(jī)制，其上報(bào)災(zāi)情的意識(shí)不高。其實(shí)是對(duì)于災(zāi)情的核定缺乏一套嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆椒?，?zāi)情數(shù)據(jù)權(quán)威性不夠，一些災(zāi)情數(shù)據(jù)經(jīng)不起推敲，這也為決策氣象服務(wù)帶來(lái)了一定的難度。

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