張 珺，宋曉輝，田秀霞，喬 平

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2017年邯鄲市氣象擴散條件評估分析

張 珺，宋曉輝，田秀霞，喬 平

（河北省邯鄲市氣象局，河北 邯鄲 056001）

2017年，邯鄲市達標天數142 d，重污染天數43 d。年內出現3 d以上＞200的重污染過程6次，與2016年持平。全市年均靜穩(wěn)天氣指數與2016年持平；年平均風速比2016年減小，小風日數增加，水平擴散能力較差；年均混合層高度與2016年同期基本持平，垂直擴散條件相當。2017年1—10月氣象擴散條件總體不利，11—12月氣象擴散條件好于2016年；2017年1—10月靜穩(wěn)指數為近5年最大，混合層高度最低，降水量最少，平均風速最小，小風日數最多，氣象擴散條件相對較差；2017年10月氣象擴散條件與2016年同期相比較差，2017年11月、12月氣象擴散條件與2016年同期相比較好。

空氣質量；氣象條件；邯鄲市

二十世紀六七十年代，世界大氣環(huán)境整治進入到綜合治理階段，對大氣環(huán)境的關注不僅要注意其產生的源頭及變化過程，而且還需要探究其影響的因子氣象條件[1-4]。伴隨經濟的發(fā)展，世界很多國家都面臨著空氣污染問題。近年來，我國空氣污染現象越來越嚴重[5-8]，對生態(tài)環(huán)境和人民身體健康造成了嚴重威脅。關于空氣污染特征及相關氣象擴散條件之間的關系，一直是眾多學者關心的焦點問題[9-15]。研究[16-20]表明，在污染物總排放量一定的情況下，氣象條件對空氣質量的影響很大。魏玉香等[21]通過研究不同風速下污染物濃度分布時指出，污染物濃度與風速大小呈反相關；王叢梅等[22]對河北省中南部2013年1月空氣重污染的氣象條件研究時指出，風場、逆溫等因素可導致重污染天氣增多；周國兵等[23]利用2003—2008年重慶市大氣污染監(jiān)測資料，分析得出污染天氣具有明顯的季節(jié)特征；祁棟林等[24]對2001—2011年西寧市空氣污染進行了分析，結果表明空氣質量季節(jié)性變化明顯；馬敏勁等[25]通過對蘭州空氣污染特征研究發(fā)現，空氣污染與穩(wěn)定的逆溫層結密切相關。

邯鄲市位于河北省南部，地處太行山東麓，地勢自西向東呈階梯狀下降，西部為山區(qū)，東部為華北平原。邯鄲市產業(yè)結構以煤炭、鋼鐵為主，導致污染物排放總量巨大，秋冬季重污染天氣頻發(fā)。本文以邯鄲市為例，利用統(tǒng)計學等方法，結合數值預報，對邯鄲市2017年空氣污染特征及其氣象擴散條件進行分析，擬為政府決策提供依據，為提高群眾生活質量提供參考。

1 資料與方法

1.1 資料來源

利用2016—2017年的環(huán)保數據、同期氣象數據、邢臺站探空資料以及2013—2017年的環(huán)境氣象條件數據。

1.2 分析方法

利用統(tǒng)計分析方法，通過對比2016—2017年氣象擴散條件，找出氣象擴散條件的異同之處，為科學防治大氣污染提供相關依據。

2 空氣質量概況

2.1 2017年空氣質量情況

2017年總達標天數142 d，占比39.1%，同比減少47 d。其中3—4月和11—12月達標天數增加24 d，其他月份減少71 d。全年重污染天數43 d，與2016年持平。2017年全市平均重污染天數43 d，與2016年持平。其中3月、9月和11—12月同比減少21 d，1—2月、6月和10月同比增加21 d。

2.2 2017年重污染過程統(tǒng)計

出現持續(xù)3 d以上重污染過程6次。2017年共出現6次連續(xù)3 d及以上重污染天氣過程（表1），其中，2017年1月1日—11日全市出現了最長連續(xù)11 d重污染天氣過程，首要污染物為PM2.5（2016年最長連續(xù)8 d重污染天氣）。全年出現持續(xù)3 d以上重污染6次，共28 d；與2016年重污染次數持平，重污染天數增加2 d。

表1 2017年AQI大于200連續(xù)3 d以上重污染天氣過程

2.3 2017年與前4年空氣質量對比情況

2017年達標天數比前4年平均值多22 d（圖1a）、重污染天數少30 d（圖1b）。2013—2016年年平均達標天數為120 d，2017年達標天數比前4年平均多22 d；2013—2016年年平均重污染天數為73 d，2017年重污染天數比前4年平均少30 d（圖1）。

圖1 2013—2017年邯鄲市達標和重污染天數對比

2017年1月全市達標日3 d，重污染天氣19 d，其中重度污染14 d，嚴重污染5 d。2017年1月比2013—2016年1月平均重污染日多2 d，平均達標日少2 d，比2016年1月重污染日多12 d，達標日少9 d（圖2）。

圖2 2013—2017年1月邯鄲市達標和重污染天數對比

3 2017年氣象擴散條件分析

3.1 靜穩(wěn)天氣指數分析

靜穩(wěn)天氣指數是表達大氣靜穩(wěn)程度的綜合氣象條件指標，指數越大，則發(fā)生或維持大氣污染的可能性就越高。2017年靜穩(wěn)天氣指數為9.99（2016年為10.1），氣象擴散條件與2016年基本持平。靜穩(wěn)天氣指數在秋、冬季較高，春季最低。其中，4—6月和8—9月平均靜穩(wěn)天氣指數與2016年同期基本持平，1—3月、10月平均靜穩(wěn)天氣指數高于2016年同期，擴散條件不利；7月、11—12月份平均靜穩(wěn)天氣指數小于2016年，擴散條件較為有利。

圖3 2016、2017年邯鄲市逐月靜穩(wěn)天氣指數

圖4 2016、2017年邢臺南宮逐月混合層高度

3.2 年平均風速分析

對于大氣污染物來說，風主要表現了平流輸送的能力，較小的風速不利于污染物的水平擴散，局地風場輻合會使污染物匯合積聚。2017年邯鄲市平均風速為1.84 m/s，小于2016年（1.99 m/s）；小風日數（風速≤1.5 m/s）144 d，較2016年（119 d）增加25 d；從月變化來看，3—7月平均風速達到2 m/s以上，對污染物稀釋擴散有利，其它月份風速較小，水平擴散能力較差；與2016年相比，7月、9月平均風速略大于2016年同期，其他月均小于或等于2016年同期。1—10月小風日數111 d，比2016年增加22 d，偏多24.7%，大氣水平擴散條件明顯不利。

3.3 年均混合層高度分析

年均混合層高度為1 083.7 m，較2016年同期基本持平（因邯鄲無混合層高度數據，故以邢臺南宮資料代表邯鄲情況）。

2017年1月平均混合層高度比2016年同期低26%，過低的混合層高度使污染物在近地層堆積，導致污染物濃度持續(xù)上升，污染程度加重，重污染天氣增多（圖4）。1—10月平均混合層高度為1 098.6 m，比2016年同期（1 150.2 m）偏低51.6 m，垂直擴散能力略差；11—12月平均混合層高度為1 008.9 m，比2016年同期偏高29%，垂直擴散條件較2016年同期有利。

3.4 2013年1—10月環(huán)境氣象條件對比分析

表2 2013—2017年1—10月環(huán)境氣象條件

在2013—2017年1—10月環(huán)境氣象條件中（表2），2017年靜穩(wěn)指數為近5年最大，混合層高度最低，降水量最少，平均風速最小，小風日數最多，氣象擴散條件相對較差。

3.5 2017年和2016年10—12月環(huán)境氣象條件對比分析

表3 2017年和2016年10—12月環(huán)境氣象條件

2017年10月靜穩(wěn)指數、相對濕度與2016年基本持平，混合層高度、降水量、平均風速均小于2016年，小風日數多于2016年。2017年10月氣象擴散條件與2016年同期相比較差。

2017年11、12月靜穩(wěn)指數均小于2016年同期，相對濕度明顯小于2016年同期，混合層高度明顯高于2016年同期，垂直擴散能力明顯較好；2017年11、12月平均風速略小，小風日數略多，與2016年同期相比，水平擴散能力略差；總體來看，2017年11月、12月氣象擴散條件與2016年同期相比較好。

4 結論與討論

2017年邯鄲市出現達標天數142 d，重污染天數43 d。出現6次重污染天氣過程，與2016年持平。從氣象擴散條件來看，全市年均靜穩(wěn)天氣指數與2016年持平；年平均風速比2016年偏小、小風日數增加，水平擴散能力較差；年均混合層高度與2016年同期基本持平，垂直擴散條件基本相當?？梢钥闯?，2017年1—10月氣象擴散條件總體不利，11—12月氣象擴散條件好于2016年；2017年1—10月靜穩(wěn)指數為近五年最大，混合層高度最低，降水量最少，平均風速最小，小風日數最多，氣象擴散條件相對較差；2017年10月氣象擴散條件與2016年同期相比較差，2017年11月、12月氣象擴散條件與2016年同期相比較好。

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An Assessment Analysis of Meteorological Diffusion Conditions in Handan

ZHANG Jun, SONG Xiao-hui, TIAN Xiu-xia, QIAO Ping

(Handan Meteorological Bureau, Handan, Hebei 056001, China)

It was found that the air quality of Handan improved in 2017, as the number of heavy pollution days decreased to 43 days, and the number of days that reached standards increased to 142 days; meanwhile, in 2017, the heavy pollution weather lasting more than three consecutive days with＞200 happened 6 times in Handan, similar to that in 2016. Also, the average annual stationary weather index in 2017 was almost the same as that in 2016; the annual mean wind speed in 2017 decreased when compared with that in 2016, while the annual small wind days increased, thus leading to poor horizontal diffusion ability; the average annual mixing layer height in 2017 was also almost the same as that in 2016, and so was the vertical diffusion condition. From January to October in 2017, the meteorological diffusion conditions were generally unfavorable, while in November and December, they were much favorable than that in 2016. From January to October in 2017, the stationary weather index was the maximum in nearly five years, with the lowest mixing layer height, minimum precipitation and mean wind speed, and the maximum number of small wind days, and thus resulting in relatively poor meteorological diffusion conditions. So, from January to October in 2017, the average meteorological diffusion conditions decreased significantly compared with that in 2016 in the same period, while from November to December in 2017, the conditions were much favorable than that in 2016.

air quality; meteorological conditions; Handan City

X16

A

2095-3704（2018）04-0326-05

2018-07-25

2018-09-11

河北省科技計劃項目（13275416）和河北省氣象局科研項目（14ky35）

張珺（1984—），女，碩士生，高級工程師，主要從事環(huán)境氣象研究，zhangjun.sunny@163.com。

10.3969/j.issn.2095-3704.2018.04.69

張珺, 宋曉輝, 田秀霞, 等. 2017年邯鄲市氣象擴散條件評估分析[J]. 生物災害科學, 2018, 41(4): 326-330.