袁杰

陽(yáng)泉市2017-01環(huán)境氣象條件分析＊

袁杰

（山西省陽(yáng)泉市氣象局，山西 陽(yáng)泉 045000）

2017-01陽(yáng)泉市污染物空間分布呈現(xiàn)出中、東部重于西部的特點(diǎn)。2017-01降水稀少，冷空氣活動(dòng)頻繁，但強(qiáng)度整體偏弱，夜間地面輻射降溫迅速，加之陽(yáng)泉市兩山夾一溝的地形，夜間到上午易出現(xiàn)逆溫層結(jié)，相對(duì)濕度偏大，多高濕天氣，大風(fēng)日數(shù)少，風(fēng)速小于2 m/s的日數(shù)多，西風(fēng)和西北風(fēng)風(fēng)頻偏少，東風(fēng)風(fēng)頻增加明顯。整體而言，2017-01的氣象條件不利于污染物的稀釋和擴(kuò)散。環(huán)境氣象指數(shù)EMI表明，本月環(huán)境氣象條件較過(guò)去三年同期相比有明顯偏差。

空氣質(zhì)量；主要污染物；氣象條件；EMI

1 空氣質(zhì)量概況

2017-01陽(yáng)泉市空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）平均為151.6，其中11 d為良，占比35.5%；5 d為輕度污染，占比16.1%； 4 d為中度污染，占比12.9%；10 d為重度污染，占比32.3%；1 d為嚴(yán)重污染，占比3.2%。2017-01影響全市空氣質(zhì)量的主要污染物是PM2.5、SO2和PM10，其中首要污染物為PM2.5的污染日數(shù)為22 d，SO2為5 d，PM10為3 d[1]。

2017-01，陽(yáng)泉市平均AQI較2014—2016年同期平均（114.6）上升32.3%；較2016-12（135.2）上升12.1%，較2016-01（125.9）上升20.4%。PM2.5平均質(zhì)量濃度為 114.9 μg/m3，較2014—2016年同期平均（74.4 μg/m3）上升54.3%，較2016-01（87.3 μg/m3）上升31.5%，較2016-12月（100.1 μg/m3）上升14.8%。SO2平均濃度達(dá)到114.7 μg/m3，較2014—2016年同期平均（130.4 μg/m3）下降12.1%；較2016-01（114.1 μg/m3）上升0.5%，較2016-12（118 μg/m3）下降2.8%。PM10平均質(zhì)量濃度為169.3 μg/m3，較2014— 2016年同期平均（150.7 μg/m3）上升12.3%；較2016-01 （158.7 μg/m3）上升6.7%，較2016-12（147.5 μg/m3）上升14.8%。2014—2017-01AQI指數(shù)及SO2、PM2.5和PM10平均質(zhì)量濃度如圖1所示。

2017-01陽(yáng)泉市6個(gè)國(guó)控站點(diǎn)AQI和主要污染物平均濃度由高到低排序?yàn)椋孩貯QI。南莊>白羊墅>市中心>賽魚(yú)>平坦>大陽(yáng)泉。②PM2.5。大陽(yáng)泉>白羊墅=南莊>賽魚(yú)=平坦>市中心。③SO2。南莊>白羊墅=平坦>市中心>賽魚(yú)=大陽(yáng)泉。④PM10。白羊墅>市中心>南莊>平坦>賽魚(yú)>大陽(yáng)泉。

AQI最大值為南莊站167.4，PM2.5平均濃度最大值為大陽(yáng)泉站（103 μg/m3），SO2平均濃度最高的站點(diǎn)為南莊站（41 μg/m3），PM10平均濃度最大值為白羊墅站（162 μg/m3）。由此可見(jiàn)，大氣污染空間分布呈現(xiàn)出中部和東部重于西部的特點(diǎn)[2]，2017-01PM2.5、SO2、PM10平均濃度堆積如圖2所示。

圖1 2014—2017-01AQI指數(shù)及SO2、PM2.5和PM10平均質(zhì)量濃度（單位：μg/m3）

圖2 2017-01PM2.5、SO2、PM10平均濃度堆積圖（單位：μg/m3）

從6個(gè)國(guó)控站點(diǎn)的PM2.5和PM10平均濃度變化曲線(xiàn)可以看出，2017-01共有3次持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、污染程度較為嚴(yán)重的天氣過(guò)程，分別是01-01—01-07、01-14—01-19、01-23—01-29。

2 氣象條件分析

2.1 降水

2017-01陽(yáng)泉站降水量為2.8 mm，主要集中在上旬（01-05—01-08），較2014—2016年同期平均（1.3 mm）偏多1.5 mm，較2016-01偏多1.5 mm。2017-01大于2 m的降水日數(shù)為1 d，較2014—2016年同期平均偏多，但降水總量偏小，降水過(guò)程對(duì)污染物的沉降和清除作用不明顯，降水對(duì)全市空氣質(zhì)量的改善作用較弱。

2.2 濕度

2017-01平均相對(duì)濕度為50.6%，較2014—2016年同期平均（38.8%）增加30.2%，較2016年同期增加10.6%，較高的濕度對(duì)細(xì)顆粒污染物的吸濕增長(zhǎng)和二次污染物轉(zhuǎn)換有利，本月相對(duì)濕度對(duì)空氣質(zhì)量改善非常不利，特別是多階段性高濕天氣，如01-05—01-08、01-14—01-18、01-23—01-25對(duì)PM2.5的吸濕增長(zhǎng)有利，加劇了階段性重污染天氣。2014—2017-01陽(yáng)泉站月平均相對(duì)濕度情況如表1所示。

表1 2014—2017-01陽(yáng)泉站月平均相對(duì)濕度情況

年份2014201520162017 相對(duì)濕度/（%）32.238.645.750.6

2.3 溫度

2017-01陽(yáng)泉站平均氣溫為﹣2.4 ℃，比2014—2016年同期平均偏高0.4 ℃，比2016-01偏高2.8 ℃。2017-01平均溫度雖然略偏高，但2017-01是全年氣溫最低的月份，采暖期的供暖需求，使得燃煤等工業(yè)排放量明顯增加，不利于空氣質(zhì)量的改善。

2.4 風(fēng)向風(fēng)速

2017-01陽(yáng)泉市大風(fēng)天氣為1 d，與2014—2016年同期持平。月平均風(fēng)速2.1 m/s，較2014—2016年同期平均偏小12.5%。月極大風(fēng)速17.4 m/s，較2014—2016年同期平均偏小7.9%，風(fēng)速小于2 m/s的日數(shù)為22 d，較2014—2016年同期平均偏多65.0%。西北風(fēng)風(fēng)頻較2014—2016年同期平均減少了6.3%，西風(fēng)風(fēng)頻較2014—2016年同期減少了12.5%，東南偏東風(fēng)風(fēng)頻較2014—2016年同期增加了153.8%。總體而言，2017-01冷空氣活動(dòng)較多，但勢(shì)力偏弱，月平均風(fēng)速偏小，偏西風(fēng)風(fēng)頻減少，偏東風(fēng)風(fēng)頻增加顯著，風(fēng)速和風(fēng)向條件皆不利于污染物的擴(kuò)散和清除[3]。2014—2017-01陽(yáng)泉站風(fēng)速變化情況如表2所示。2017-01AQI指數(shù)、平均相對(duì)濕度、極大風(fēng)速的風(fēng)向和2 min平均風(fēng)速如圖3所示。

表2 2014—2017-01陽(yáng)泉站風(fēng)速變化情況

要素20142015201620172017年較過(guò)去三年同期平均變化幅度 大風(fēng)日數(shù)11110 月平均風(fēng)速小于2 m/s的日數(shù)1215132265% 月平均風(fēng)速/（m·s-1）2.42.32.82.1-12.5% 月極大風(fēng)速/（m·s-1）17.720.418.617.4-7.9% 西北風(fēng)頻率NW /（%）1610610-6.3% 西風(fēng)頻率W /（%）61087-12.5% 東南偏東風(fēng)頻率E /（%）26511153.8%

圖3 2017-01AQI指數(shù)、平均相對(duì)濕度、極大風(fēng)速的風(fēng)向和2 min平均風(fēng)速

3 減排效果模擬評(píng)估

環(huán)境氣象指數(shù)（EMI）用來(lái)表征排放源不變情況下，不同年份因氣象條件變化所導(dǎo)致的PM2.5濃度變化幅度。與2014—2016年同期相比，2017-01的環(huán)境氣象條件明顯偏差。2017-01EMI指數(shù)為4.01，較2014—2016年同期平均（3.32）增高20.9%。這說(shuō)明2017-01的氣象條件總體而言對(duì)于PM2.5的下降極為不利。這與本月降水較少、氣溫低、多高濕天氣以及平均風(fēng)速偏小，西風(fēng)和西北風(fēng)風(fēng)頻明顯減少，偏東風(fēng)風(fēng)頻增加有關(guān)[4]。

2014—2017-01EMI指數(shù)如表3所示。

表3 2014—2017-01EMI指數(shù)

年份2014201520162017 EMI指數(shù)3.163.083.724.01

本月PM2.5濃度較2016-12上漲了14.8%。基于EMI 指數(shù)的模擬結(jié)果表明，若設(shè)定排放情況不變，僅考慮氣象條件變化，2017-01的PM2.5平均濃度值為110.0 μg/m3，比 2016年12月增加了9.9%，但2017-01的實(shí)際觀測(cè)值是 114.9 μg/m3，這意味著陽(yáng)泉市的減排措施和效果略有反彈，污染物總排放量較2016-12有所增加。2016-12—2017-01 PM2.5濃度和模擬濃度如表4所示。

表4 2016-12—2017-01PM濃度和模擬濃度（單位：μg/m）

項(xiàng)目實(shí)際觀測(cè)PM2.5質(zhì)量濃度EMI模擬的PM2.5質(zhì)量濃度 2016-12100.1100.1 2017-01114.9110.0 增加百分比+14.8%+9.9%

4 小結(jié)

2017-01陽(yáng)泉市降水稀少，氣溫低，相對(duì)濕度偏大，多階段性高濕天氣，冷空氣活動(dòng)頻繁，但強(qiáng)度偏弱。夜間地面輻射降溫迅速，加之陽(yáng)泉市兩山夾一溝的地形，夜間到上午易出現(xiàn)逆溫，不利于污染物的稀釋和擴(kuò)散。

2017-01平均風(fēng)速偏小，小風(fēng)日數(shù)多，西風(fēng)和西北風(fēng)風(fēng)頻減少明顯，偏東風(fēng)風(fēng)頻增加明顯，風(fēng)速和風(fēng)向條件極不利于污染物的擴(kuò)散和清除。

2017-01陽(yáng)泉市的主要污染物為PM2.5、SO2和PM10，陽(yáng)泉市處于集中供暖期，供暖需求產(chǎn)生的污染物的排放對(duì)陽(yáng)泉市的空氣污染防治不利。建議繼續(xù)加強(qiáng)污染物減排及治理，根據(jù)氣溫變化合理調(diào)控供暖力度。

EMI表明，2017-01環(huán)境氣象條件較2014—2016年同期明顯偏差，基于EMI指數(shù)的模擬結(jié)果表明，陽(yáng)泉市的減排措施和效果略有反彈，污染物總排放量較上月有所增加。

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A

10.15913/j.cnki.kjycx.2021.01.013

2095－6835（2021）01－0040－02

山西省氣象局2019年面上項(xiàng)目（編號(hào)：SXKMSDW20195636）、陽(yáng)泉市重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（編號(hào)：2019Z10）共同資助

袁杰（1988—），男，研究方向?yàn)槎唐谔鞖忸A(yù)報(bào)及氣象服務(wù)。

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕