魏婉琳

綿陽(yáng)機(jī)場(chǎng)冬季霾的觀測(cè)指標(biāo)

魏婉琳

（中國(guó)民航飛行學(xué)院綿陽(yáng)分院氣象臺(tái)，四川 綿陽(yáng) 621000）

利用2014—2020年綿陽(yáng)機(jī)場(chǎng)地面觀測(cè)資料和環(huán)監(jiān)站發(fā)布的綿陽(yáng)站PM2.5濃度數(shù)據(jù)對(duì)比分析了霾日數(shù)隨時(shí)間變化情況，發(fā)現(xiàn)冬季霾出現(xiàn)的次數(shù)最多，也最有可能出現(xiàn)漏記。因此，利用逐小時(shí)主導(dǎo)能見(jiàn)度、相對(duì)濕度和PM2.5資料建立了綿陽(yáng)機(jī)場(chǎng)冬季霾的輔助觀測(cè)指標(biāo)，即相對(duì)濕度小于70%或PM2.5濃度大于50 μg/m3。個(gè)例分析也證實(shí)了相對(duì)濕度70%的合理性。

霾；相對(duì)濕度；PM2.5；觀測(cè)指標(biāo)

霾是指大量的極細(xì)小的鹽末、煙末均勻浮游于空中，使空氣渾濁，主導(dǎo)能見(jiàn)度小于10 km的現(xiàn)象，它作為區(qū)別于霧、輕霧、煙、塵的一種視程障礙現(xiàn)象被觀測(cè)記錄。近年來(lái)，隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的加快，霾的出現(xiàn)日漸頻繁。經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，霾現(xiàn)象的判定標(biāo)準(zhǔn)大多是基于能見(jiàn)度和相對(duì)濕度。1984年WMO規(guī)定霾判別的相對(duì)濕度為小于80%。2003和2010年中國(guó)氣象局發(fā)布的《霾的觀測(cè)和預(yù)報(bào)等級(jí)》中，全國(guó)統(tǒng)一以相對(duì)濕度小于80%作為判斷霾的輔助標(biāo)準(zhǔn)；但在2014年又將其恢復(fù)到臺(tái)站歷史觀測(cè)閥值。為了更好地判定霾現(xiàn)象，吳兌[1-2]等人重新制定了廣東省霾的觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)；燕建軍[3]等人建立了首都機(jī)場(chǎng)霧、霾區(qū)分的概念模型，并找出了經(jīng)驗(yàn)公式；段玉森[4]等人將PM2.5和PM10的濃度列為霾污染判別指標(biāo)。本文將對(duì)綿陽(yáng)機(jī)場(chǎng)霾的觀測(cè)指標(biāo)進(jìn)行探討，以期在觀測(cè)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)上準(zhǔn)確地判定霾現(xiàn)象，提供更優(yōu)質(zhì)的氣象服務(wù)。

1 霾的觀測(cè)指標(biāo)及對(duì)比分析

在實(shí)際工作中，綿陽(yáng)機(jī)場(chǎng)現(xiàn)有霾的觀測(cè)指標(biāo)如表1 所示。表中前三項(xiàng)是依據(jù)《民用航空地面觀測(cè)規(guī)范》所得；第四項(xiàng)相對(duì)濕度是由本地氣象觀測(cè)員長(zhǎng)期的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得來(lái)。而各地觀測(cè)指標(biāo)的差異主要就在第四項(xiàng)?？疾彀l(fā)現(xiàn)，判定霾的相對(duì)濕度閥值廣東省為80%，首都機(jī)場(chǎng)為70%，重慶沙坪壩為85%[3，5-6]。經(jīng)對(duì)比，本場(chǎng)閥值均低于各地。閥值偏低勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致大量霾現(xiàn)象的漏記，造成記錄不準(zhǔn)確。因此，需要對(duì)本場(chǎng)霾的觀測(cè)指標(biāo)進(jìn)一步考察。

表1 綿陽(yáng)機(jī)場(chǎng)霾的觀測(cè)指標(biāo)

影響能見(jiàn)度程度<10 km 顏色遠(yuǎn)處光亮物微呈黃、紅色，黑暗物微呈藍(lán)色，太陽(yáng)呈桔黃色 天氣條件和大致出現(xiàn)時(shí)間天氣穩(wěn)定、干燥、風(fēng)較大，一天中任何時(shí)候均可能出現(xiàn) 相對(duì)濕度<50%

2 綿陽(yáng)機(jī)場(chǎng)霾日對(duì)比

在《霾的觀測(cè)和預(yù)報(bào)等級(jí)》中，可將某些大氣成分（PM2.5、PM1、氣溶膠散射系數(shù)和吸收系數(shù)）的濃度超過(guò)限值，作為判識(shí)霾的參考指標(biāo)。其中，PM2.5的限值為75 μg/m3。因此，本文將環(huán)監(jiān)站發(fā)布的綿陽(yáng)站PM2.5日平均濃度超過(guò)限值的日期作為霾日進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并與綿陽(yáng)機(jī)場(chǎng)2014—2020年地面觀測(cè)資料中霾日的記錄對(duì)比，兩者逐月變化曲線(xiàn)如圖1所示，由此可發(fā)現(xiàn)：①2種統(tǒng)計(jì)方式的霾日數(shù)逐月變化曲線(xiàn)具有相同的季節(jié)變化特征，即霾日在冬季最多，夏季最少；②PM2.5超過(guò)限值的日數(shù)普遍高于綿陽(yáng)機(jī)場(chǎng)觀測(cè)到的霾日，且在冬季的差值最大，可達(dá)2～3倍。雖然，僅以PM2.5濃度值為參考指標(biāo)并不嚴(yán)謹(jǐn)，但也從側(cè)面說(shuō)明了綿陽(yáng)機(jī)場(chǎng)霾的漏報(bào)情況最可能發(fā)生在冬季。

圖1 2014—2019年綿陽(yáng)機(jī)場(chǎng)霾日數(shù)逐月變化情況

（陰影部分為冬季時(shí)段）

3 霾現(xiàn)象判別指標(biāo)研究

基于上述冬季霾漏報(bào)現(xiàn)象，參照周?chē)?guó)兵[6]等人建立的重慶地區(qū)霾的判別指標(biāo)方法，重新修訂綿陽(yáng)機(jī)場(chǎng)冬季霾的輔助判別指標(biāo)。選取2014—2020年冬季時(shí)段（12月、1月、2月）的逐小時(shí)能見(jiàn)度、相對(duì)濕度和PM2.5濃度數(shù)據(jù)，將相對(duì)濕度和PM2.5濃度進(jìn)行等量劃分，建立對(duì)應(yīng)情況下的平均能見(jiàn)度，如表2所示?？梢钥闯觯?dāng)相對(duì)濕度小于70%或者PM2.5質(zhì)量濃度大于50 μg/m3時(shí)，平均能見(jiàn)度均小于10 km。因此，在實(shí)際工作中可以將相對(duì)濕度小于70%和PM2.5濃度大于50 μg/m3作為綿陽(yáng)機(jī)場(chǎng)冬季霾的判別參考值。

4 個(gè)例分析

選取第2節(jié)中PM2.5濃度明顯超過(guò)限值但未被機(jī)場(chǎng)記錄的霾日做個(gè)例分析，在此將2014-01-28、2015-12-30和2018-01-15的能見(jiàn)度、相對(duì)濕度和PM2.5濃度日變化情況繪于圖2。

總體來(lái)看，能見(jiàn)度與相對(duì)濕度呈負(fù)相關(guān)，但并不完全匹配。在圖2（a）中，2014-01-28T16：00—00：00（UTC）能見(jiàn)度為1 000～1 400 m，但相對(duì)濕度并未超過(guò)90%，與之相對(duì)應(yīng)的是高濃度的PM2.5（225～235 μg/m3）。圖2（b）中，2015-12-30T01：00（UTC）和16：00（UTC）的相對(duì)濕度均為95%，但16：00（UTC）能見(jiàn)度（600 m）低于 01：00（800 m），可以用夜間PM2.5濃度增加來(lái)解釋。圖2（c）中，2018-01-15T13：00—16：00（UTC）能見(jiàn)度降低至2 500 m，與PM2.5濃度的增加相對(duì)應(yīng)。因此，3 d均受霾現(xiàn)象的影響。如果將綿陽(yáng)機(jī)場(chǎng)冬季霾的相對(duì)濕度指標(biāo)提升至70%，則有利于霾現(xiàn)象的識(shí)別。

表2 2014—2020年冬季綿陽(yáng)機(jī)場(chǎng)不同相對(duì)濕度和PM濃度條件下的平均能見(jiàn)度

平均能見(jiàn)度值/mRH≥9595>RH≥9090>RH≥8585>RH≥8080>RH≥7575>RH≥7070>RH≥6565>RH≥6060>RH≥5555>RH≥50RH<50 PM2.5≥2007161 3711 5332 0132 3852 5332 7462 4672 5803 1804 020 200>PM2.5≥1908201 3911 5741 8362 1902 0602 6432 9002 5003 3504 467 190>PM2.5≥1807261 2831 6501 8202 2502 1642 4003 4563 2673 6254 300 180>PM2.5≥1706351 3251 5502 4582 3422 4092 8133 1403 2564 3004 620 170>PM2.5≥1609121 4521 5582 2352 3382 9623 2753 1633 2634 0004 600 160>PM2.5≥1509141 4971 8092 1152 6703 1753 0543 4253 9204 1674 436 150>PM2.5≥1406861 8091 8262 2252 7002 6443 4483 3693 7364 0674 536 140>PM2.5≥1307701 5852 0992 6872 8583 1813 3283 5304 2074 4575 457 130>PM2.5≥1201 0371 8692 3652 8433 1193 2863 5883 6784 3385 0105 522 120>PM2.5≥1101 1601 9842 5382 9903 6563 9114 0404 2004 8964 7335 791 110>PM2.5≥1001 2051 8682 7103 3573 6553 9774 2814 4494 9644 9355 959 100>PM2.5≥901 3672 1312 9663 3554 0274 5034 5864 9585 3245 6296 336 90>PM2.5≥801 4242 6763 3983 8194 3854 8455 0265 5365 5726 2586 912 80>PM2.5≥701 6512 7683 7064 2234 6295 1835 8486 1136 4846 5207 443 70>PM2.5≥601 8693 2244 1744 5845 1145 6066 2616 7507 1547 2248 211 60>PM2.5≥502 1593 5294 7915 4566 0446 7097 2167 2838 0817 9258 949 PM2.5<503 7975 5166 9167 8958 4849 63910 06711 17010 2299 92710 537

注：黑色虛線(xiàn)分別表示相對(duì)濕度70%、80%和90%。

5 結(jié)論

基于以上統(tǒng)計(jì)分析，冬季綿陽(yáng)機(jī)場(chǎng)霾的觀測(cè)指標(biāo)中相對(duì)濕度閥值可提升至70%，但還需在之后的工作中不斷總結(jié)修訂。另外，氣象員還要著重考慮霾的成因、顏色、天氣狀況等多方面的因素，僅將相對(duì)濕度作為輔助參考值。在實(shí)際工作中，要消除判斷標(biāo)準(zhǔn)的隨意性，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化和科學(xué)化，避免誤判。

［1］吳兌.霾與霧的區(qū)別和灰霾天氣預(yù)警建議［J］.廣東氣象，2004（4）：22.

［2］吳兌.再論相對(duì)濕度對(duì)區(qū)別都市霾與霧（輕霧）的意義［J］.廣東氣象，2006（1）：13-17.

［3］燕建軍.霧、輕霧與霾區(qū)分散概念模型與經(jīng)驗(yàn)公式［J］.空中交通，2015（2）：33-36.

［4］段玉森.上海市霾污染判別指標(biāo)體系初步研究［J］.環(huán)境污染與防治，2012（3）：62-67，71.

［5］楊科，呂校華，黎芳，等.基于相對(duì)濕度的霾與輕霧區(qū)別方法［J］.農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究，2013（2）：42-44.

［6］周?chē)?guó)兵，向波，胡春梅，等.基于自動(dòng)能見(jiàn)度觀測(cè)的霧和霾天氣判別指標(biāo)研究［J］.西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017（42）：83.

P426.4

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.13.012

2095－6835（2020）13－0032－02

魏婉琳，女，助理工程師，主要從事氣象預(yù)報(bào)和觀測(cè)工作。

〔編輯：張思楠〕