馬雁軍 趙胡笳 劉宇飛 李曉嵐 王揚(yáng)鋒 張?jiān)坪?洪也

(1.中國(guó)氣象局沈陽(yáng)大氣環(huán)境研究所，遼寧 沈陽(yáng) 110166; 2.哈爾濱市氣象臺(tái)，黑龍江 哈爾濱 150028)

引言

中國(guó)東北地區(qū)地域廣闊，包含遼寧、吉林、黑龍江以及內(nèi)蒙古東部，橫跨我國(guó)寒溫帶、中溫帶和暖溫帶三個(gè)溫度帶，屬大陸性季風(fēng)型氣候，冬季寒冷漫長(zhǎng)、氣候干燥，采暖耗煤量巨大[1-2]。中國(guó)東北地區(qū)是我國(guó)重要的老工業(yè)和重工業(yè)基地，鋼鐵、煤炭、石油、機(jī)械裝備制造等重型工礦企業(yè)眾多，污染排放量大[3]。特定的氣候特點(diǎn)和人類活動(dòng)，使得近年來(lái)中國(guó)東北地區(qū)污染事件頻繁發(fā)生,已成為繼京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角和四川盆地之后中國(guó)的第五個(gè)污染最嚴(yán)重的地區(qū)[4-6]。針對(duì)中國(guó)東北地區(qū)的空氣污染問(wèn)題，已有國(guó)內(nèi)學(xué)者從大氣環(huán)流、污染源、污染物成分、氣象條件等方面開(kāi)展了相關(guān)研究[7-10]，取得了可借鑒的成果，但研究大部分局限于一個(gè)城市或一個(gè)省份，范圍較小，并且一般針對(duì)一次過(guò)程開(kāi)展分析，而針對(duì)中國(guó)東北地區(qū)大范圍污染過(guò)程的發(fā)生發(fā)展規(guī)律、普適性的天氣形勢(shì)特征，卻少有研究。大量研究表明，在一定時(shí)期內(nèi)，人為排放相對(duì)恒定，對(duì)于重污染天氣的生成、維持和消散，氣象因素在其中發(fā)揮的作用不可忽視[11-14]，而大尺度天氣系統(tǒng)的影響尤為突出[15-18]。為了分析天氣系統(tǒng)對(duì)中國(guó)東北地區(qū)重污染天氣的影響，利用2014年1月至2017年12月中國(guó)東北地區(qū)40個(gè)城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)及同步的天氣形勢(shì)分布，分析中國(guó)東北地區(qū)大氣污染的時(shí)空分布特征，區(qū)域重污染的變化及對(duì)應(yīng)的天氣形勢(shì)，總結(jié)形成重污染天氣形勢(shì)的特點(diǎn)和規(guī)律，以期為今后進(jìn)一步開(kāi)展中國(guó)東北地區(qū)的重污染天氣預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)提供參考。

1 資料與方法

所采用的2014—2017年中國(guó)東北地區(qū)40個(gè)城市空氣質(zhì)量六要素(PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO、O3)及AQI資料來(lái)源于真氣網(wǎng)(https://www.aqistudy.cn/historydata)。在分析中國(guó)東北地區(qū)大氣污染年平均濃度分布及中國(guó)東北地區(qū)不同級(jí)別的空氣質(zhì)量分布時(shí)，所用資料為中國(guó)東北三省和內(nèi)蒙古東四盟共40個(gè)城市(哈爾濱、長(zhǎng)春、沈陽(yáng)、齊齊哈爾、大慶、綏化、黑河、伊春、佳木斯、雙鴨山、鶴崗、雞西、牡丹江、七臺(tái)河、大興安嶺、吉林、白城、白山、遼源、四平、通化、松原、延邊州、鞍山、本溪、朝陽(yáng)、大連、丹東、撫順、阜新、葫蘆島、錦州、遼陽(yáng)、盤(pán)錦、鐵嶺、營(yíng)口、赤峰、呼倫貝爾、通遼、興安盟)的資料；在分析中國(guó)東北地區(qū)大氣污染的季節(jié)變化時(shí)所用資料為東北三省省會(huì)城市哈爾濱、長(zhǎng)春和沈陽(yáng)的資料。由于這些資料都是從中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)實(shí)時(shí)獲取，具有很好的連續(xù)性和準(zhǔn)確性。

選取中國(guó)東北地區(qū)重污染時(shí)刻，統(tǒng)計(jì)分析區(qū)域重污染天氣形勢(shì)分布特征。地面和500 hPa及850 hPa位勢(shì)高度資料來(lái)自于遼寧省氣象局。

2 結(jié)果分析

2.1 大氣污染物年均濃度分布特征

從圖1和圖2可以看出，2015—2017年整個(gè)中國(guó)東北地區(qū)PM10、PM2.5年平均質(zhì)量濃度呈下降趨勢(shì)。2015年P(guān)M10最大值出現(xiàn)在沈陽(yáng)及通遼地區(qū)，約為100 μg·m-3；PM2.5最大值出現(xiàn)在遼寧和吉林中部地區(qū)，約為90—100 μg·m-3。PM10污染物濃度自南向北減小，營(yíng)口、哈爾濱、吉林等地PM10質(zhì)量濃度約為90 μg·m-3，牡丹江及齊齊哈爾地區(qū)PM10濃度減少為70—80 μg·m-3；PM2.5污染物濃度向周?chē)貐^(qū)逐步減小，吉林北部與黑龍江地區(qū)PM2.5質(zhì)量濃度最低值約為50 μg·m-3。2016年P(guān)M10、PM2.5整體減小，PM10最大值出現(xiàn)在沈陽(yáng)地區(qū)，約為90 μg·m-3，遼寧及吉林其他地區(qū)PM10濃度減少為70—80 μg·m-3，黑龍江北部地區(qū)PM10最小值可達(dá)30—40 μg·m-3；2016年整個(gè)中國(guó)東北地區(qū)PM2.5質(zhì)量濃度均小于80 μg·m-3，PM2.5最小值依然出現(xiàn)黑龍江北部地區(qū)約為30—40 μg·m-3。2017年黑龍江北部地區(qū)PM10濃度較小區(qū)域進(jìn)一步擴(kuò)大，沈陽(yáng)—長(zhǎng)春—哈爾濱一帶PM10質(zhì)量濃度略有增加，約為80—90 μg·m-3；2017年黑龍江北部地區(qū)PM2.5濃度較小區(qū)域同樣呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，而沈陽(yáng)—長(zhǎng)春—哈爾濱一帶PM2.5質(zhì)量濃度在70—80 μg·m-3范圍內(nèi)呈增加趨勢(shì)。

圖1 2015年(a)、2016年(b)和2017年(c)中國(guó)東北地區(qū)PM10的年平均質(zhì)量濃度分布Fig.1 Spatial distributions of average annual mass concentration of PM10 in 2015 (a),2016 (b),and 2017(c) in Northeast China

圖2 2015年(a)、2016年(b)和2017年(c)中國(guó)東北地區(qū)PM2.5的年平均濃度分布Fig.2 Spatial distributions of average annual concentration of PM2.5 in 2015 (a),2016 (b) and 2017(c) in Northeast China

其他4種(SO2、CO、NO2和O3)空氣質(zhì)量要素分布(圖略)與PM分布特征不同，2015—2017年中國(guó)東北地區(qū)SO2年平均濃度較高值分布在遼寧西部地區(qū)。2015年SO2最大值出現(xiàn)在沈陽(yáng)、錦州等地，約為50 μg·m-3。SO2質(zhì)量濃度在吉林和黑龍江地區(qū)較小，最小值出現(xiàn)在伊春及呼倫貝爾等地，質(zhì)量濃度約為10 μg·m-3。2016—2017年SO2濃度較小區(qū)域進(jìn)一步擴(kuò)大，最大值仍然存在于遼寧西部錦州一帶，質(zhì)量濃度約為50 μg·m-3。CO質(zhì)量濃度最大值分布在沿海地區(qū)，其中2015年CO最大值出現(xiàn)朝陽(yáng)、鞍山及丹東等地，CO質(zhì)量濃度約為1.6 mg·m-3。2016年CO質(zhì)量濃度分布狀況與2015年較為接近，2017年CO濃度減小，CO最大值減小為1.0—1.2 mg·m-3。2015—2017年中國(guó)東北地區(qū)NO2年平均質(zhì)量濃度呈下降趨勢(shì)，NO2最大值出現(xiàn)在沈陽(yáng)—長(zhǎng)春—哈爾濱等中心城市，約為45 μg·m-3；黑龍江地區(qū)NO2質(zhì)量濃度較小，約為15 μg·m-3。與其他污染物時(shí)空分布相反，2015—2017年整個(gè)中國(guó)東北地區(qū)O3年平均質(zhì)量濃度呈上升趨勢(shì)。O3質(zhì)量濃度最大值出現(xiàn)在沿海地區(qū)，其中2015年O3最大值出現(xiàn)大連及營(yíng)口等地，質(zhì)量濃度約為100 μg·m-3。2016—2017年中國(guó)東北地區(qū)O3呈增加趨勢(shì)，質(zhì)量濃度約為110 μg·m-3。

中國(guó)東北地區(qū)污染物分布特征表明了該地區(qū)存在區(qū)域性污染氣溶膠分布特征，沈陽(yáng)、長(zhǎng)春和哈爾濱3個(gè)省會(huì)城市污染物濃度較周邊城市大，污染物呈現(xiàn)以沈陽(yáng)—長(zhǎng)春—哈爾濱為中心軸的帶狀分布；2015年、2016年以沈陽(yáng)為中心的遼寧中部城市群PM10的年平均濃度比哈爾濱—長(zhǎng)春為中心的哈長(zhǎng)城市群PM10的年平均濃度大；2015—2017年遼寧中部城市群PM2.5的年平均濃度與哈長(zhǎng)城市群PM2.5的年平均濃度值相當(dāng)，遼寧中部城市群SO2、CO、O3的年平均濃度比哈長(zhǎng)城市群的年平均濃度大，而NO2的年平均濃度則相反，這可能是因?yàn)檫|寧中部城市群的地理位置比哈長(zhǎng)城市群偏南，年平均日照強(qiáng)度較強(qiáng)及日照時(shí)間較長(zhǎng)，使得NO2更易分解生成O3[19-20]。

2.2 大氣污染物季節(jié)變化特征

以哈爾濱、長(zhǎng)春和沈陽(yáng)三個(gè)省會(huì)城市為例，分析中國(guó)東北地區(qū)大氣污染的季節(jié)變化特征。從圖3可以看出，沈陽(yáng)、長(zhǎng)春、哈爾濱地區(qū)AQI分布有相同的變化趨勢(shì)，有明顯的季節(jié)變化特征。其中AQI最大值集中出現(xiàn)在當(dāng)年10月到次年的2月，最大AQI月平均值可達(dá)到180左右。由于中國(guó)東北地區(qū)每年從10月中下旬農(nóng)村開(kāi)始秋收，各地陸續(xù)焚燒秸稈，產(chǎn)生大量的污染物，從沈陽(yáng)市在線監(jiān)測(cè)的K+濃度可以看出，10月的濃度值明顯比其他月份的濃度值高；且從10月中下旬開(kāi)始，中國(guó)東北地區(qū)從北到南陸續(xù)開(kāi)展供暖(黑龍江、吉林省、遼寧分別從10月15日、10月25日、11月1日開(kāi)始采取集中供暖)，中國(guó)東北地區(qū)大氣污染物排放隨著冬季供暖燃煤活動(dòng)的增加而增多，導(dǎo)致對(duì)應(yīng)的AQI指數(shù)顯著增加。AQI指數(shù)在7月、8月出現(xiàn)最低值約為50，可能是由于夏季濕清除效應(yīng)的貢獻(xiàn)。

圖3 2014—2017年沈陽(yáng)、哈爾濱和長(zhǎng)春的月平均AQI(a)和SO2(b)、PM2.5(c)、NO2(d)、PM10(e)、CO(f)、PM2.5/PM10比值(g)質(zhì)量濃度的月均值以及O3(h)的時(shí)間變化Fig.3 Time changes of the monthly mean of AQI (a),SO2 (b),PM2.5 (c),NO2 (d),PM10 (e),CO (f),PM2.5/PM10 (g),and O3 (h) from 2014 to 2017 in Shenyang,Harbin and Changchun cities

PM2.5、PM10的濃度變化趨勢(shì)相類似，并與AQI指數(shù)變化一致。PM2.5、PM10最高值出現(xiàn)在冬季，質(zhì)量濃度分別約為150 μg·m-3和200 μg·m-3；夏季顆粒物質(zhì)量濃度最低值出現(xiàn)在7月和8月，PM2.5、PM10平均值分別約為20 μg·m-3和50 μg·m-3。其中PM2.5主要來(lái)自于燃煤、汽車(chē)尾氣以及秸稈燃燒等；而PM10在春季出現(xiàn)了一定程度的增加趨勢(shì)，這與中國(guó)東北地區(qū)沙塵事件在春季的頻發(fā)有關(guān)。細(xì)顆粒物占比結(jié)果同樣指出春季細(xì)粒子比重減小，PM2.5/PM10約為0.40；進(jìn)入秋冬季節(jié)，細(xì)顆粒物占比顯著增加，PM2.5/PM10可高達(dá)約0.80。

SO2濃度出現(xiàn)顯著的季節(jié)變化，冬季質(zhì)量濃度較高且區(qū)域性差異顯著。SO2最大值出現(xiàn)在沈陽(yáng)，最大值約為180 μg·m-3，其次是哈爾濱和長(zhǎng)春地區(qū)，SO2分別為160 μg·m-3和100 μg·m-3。SO2的地區(qū)差異可能與人口密度以及人類活動(dòng)有關(guān)。NO2最大值同樣出現(xiàn)在冬季，夏季NO2質(zhì)量濃度最低。與SO2濃度地區(qū)分布不同，NO2最大值出現(xiàn)在哈爾濱，約為80 μg·m-3，其次是長(zhǎng)春和沈陽(yáng)，約為50—60 μg·m-3，NO2在冬季出現(xiàn)最大值同樣與中國(guó)東北地區(qū)的取暖活動(dòng)排放污染物有關(guān)。哈爾濱、長(zhǎng)春和沈陽(yáng)地區(qū)CO濃度變化較為接近，并成年際增長(zhǎng)趨勢(shì)，最大值出現(xiàn)在2017年冬季，其中最大值出現(xiàn)在哈爾濱約為1.8 mg·m-3，其次是長(zhǎng)春地區(qū)約為1.6 mg·m-3,沈陽(yáng)地區(qū)CO濃度最小約為1.4 mg·m-3。O3的地區(qū)季節(jié)變化特征與NO2相反，冬季12月、1月濃度最低、夏季7月、8月的濃度最高。O3最大值出現(xiàn)在沈陽(yáng)約為140—150 μg·m-3，其次是長(zhǎng)春和哈爾濱地區(qū)，SO2分別為140 μg·m-3和120 μg·m-3。

2.3 中國(guó)東北地區(qū)大氣重污染的分布特征

2.3.1 大氣重污染的空間分布

圖4為2015年1月至2017年12月中國(guó)東北地區(qū)每個(gè)城市嚴(yán)重污染、重度污染、中度污染和輕度污染4個(gè)污染級(jí)別的出現(xiàn)頻率(總?cè)諗?shù)/樣本數(shù))，從圖4可以看出嚴(yán)重污染天氣發(fā)生頻率呈現(xiàn)以哈爾濱及周邊區(qū)域?yàn)橹行?，向四周減少，其中哈爾濱發(fā)生嚴(yán)重污染的頻率最高，為1.4%；重度污染天氣發(fā)生頻率的空間分布存在兩個(gè)高值中心，分別為哈爾濱—長(zhǎng)春城市群和遼寧中部城市群,其中哈爾濱重度污染天氣發(fā)生頻率最高，為4.2%；中度污染天氣發(fā)生頻率的空間分布以沈陽(yáng)和遼寧中部沿海一帶為中心，吉林遼源附近也有一個(gè)范圍較小的中心，其中錦州中度污染發(fā)生頻率最高，達(dá)6.1%。輕度污染天氣發(fā)生頻率的空間分布呈現(xiàn)以沈陽(yáng)—遼寧中部城市群為中心，逐漸向北遞減，其中沈陽(yáng)輕度污染發(fā)生頻率最高，為20.4%。

圖4 2015—2017年中國(guó)東北地區(qū)嚴(yán)重(a)、重度(b)、中度(c)和輕度(d)污染級(jí)別空氣質(zhì)量的空間分布特征Fig.4 Spatial distributions of air quality with more severe (a),severe (b),moderate (c),and mild (d) pollution levels in Northeast China from 2015 to 2017

2.3.2 大氣重污染的時(shí)間分布

由圖5可知，2014—2017年中國(guó)東北地區(qū)3個(gè)省會(huì)城市嚴(yán)重污染的天數(shù)基本是下降的趨勢(shì)，其中2016年沈陽(yáng)和長(zhǎng)春沒(méi)有嚴(yán)重污染，哈爾濱有1 d。2016年哈爾濱和長(zhǎng)春重度污染的天數(shù)最少，沈陽(yáng)2017年的污染天數(shù)最少。除2016年外，重度污染和嚴(yán)重污染的總天數(shù)哈爾濱最多，其次是沈陽(yáng)，長(zhǎng)春最少。中度污染和輕度污染的天數(shù)也基本是下降的趨勢(shì)，中度污染的天數(shù)基本上沈陽(yáng)>哈爾濱>長(zhǎng)春,輕度污染的天數(shù)則是沈陽(yáng)>長(zhǎng)春>哈爾濱。

圖5 2014—2017年沈陽(yáng)(a)、哈爾濱(b)、長(zhǎng)春(c)空氣質(zhì)量不同污染級(jí)別的天數(shù)Fig.5 Variations of days with different air pollution levels in Shenyang (a),Harbin (b) and Changchun (c) cities from 2014 to 2017

2.4 引發(fā)區(qū)域性重污染的天氣形勢(shì)及個(gè)例分析

2.4.1 重污染的天氣形勢(shì)特征分布

根據(jù)2014—2017年中國(guó)東北地區(qū)各城市大氣污染資料及對(duì)應(yīng)的高低空天氣形勢(shì)分布，統(tǒng)計(jì)結(jié)果指出中國(guó)東北地區(qū)重污染天氣形勢(shì)特征分布主要存在3個(gè)類型，其中第1類為高壓型，所占比例約為62%，第2類為低壓型，所占比例約為27%，第3類為北高南低型，所占比例約為11%。

高壓型特點(diǎn)為850 hPa位勢(shì)高度上極地—貝加爾湖—中國(guó)內(nèi)蒙古自治區(qū)一帶存在強(qiáng)大的高壓脊，東北地區(qū)最初位于脊前，受西北或偏西氣流控制；隨著高壓脊東移，東北地區(qū)受脊后西南氣流控制。該高壓天氣型是中國(guó)東北地區(qū)冬季最常見(jiàn)的污染天氣形勢(shì)，東北地區(qū)對(duì)應(yīng)的地面天氣形勢(shì)表現(xiàn)為處于大陸高壓南部或弱高壓中心。同時(shí)內(nèi)蒙古東部和黑龍江北部地區(qū)常伴有短波槽或低渦發(fā)展，遼寧西南部沿海一帶也或有弱低渦發(fā)展，對(duì)應(yīng)的地面存在低壓中心。上述低壓系統(tǒng)通常尺度較小、移動(dòng)速度較快，通常一天內(nèi)即可向東經(jīng)過(guò)東北地區(qū)。過(guò)境前后，AQI數(shù)值升高，而當(dāng)上述系統(tǒng)連續(xù)過(guò)境時(shí)，則會(huì)引發(fā)AQI數(shù)值持續(xù)較高的情況，導(dǎo)致出現(xiàn)區(qū)域性污染。

低壓型是指亞歐大陸東岸、鄂霍次克海地區(qū)存在低渦中心，中國(guó)東北地區(qū)全部處于渦南部平直的偏西氣流中，隨著低渦的發(fā)展，產(chǎn)生東西向的橫槽并移到中國(guó)東北地區(qū)；此時(shí)地面處于低壓后弱高壓中，天氣晴朗、風(fēng)力小，這一階段污染物已開(kāi)始累積，部分城市污染指數(shù)已經(jīng)開(kāi)始升高；當(dāng)高空低壓系統(tǒng)過(guò)境后，隨著冷空氣進(jìn)入，污染逐漸結(jié)束。

北高南低型天氣形勢(shì)特征代表中國(guó)東北地區(qū)處在兩個(gè)低壓中間的高壓脊中，隨著高壓脊的發(fā)展，海上低壓影響中國(guó)東北地區(qū)，北面高壓南面低壓共同影響中國(guó)東北地區(qū)；污染初期中國(guó)東北地區(qū)地面受強(qiáng)大的高壓控制，隨著高壓的移動(dòng)，地面逐漸被高壓脊和海上低壓控制，形成和850 hPa一樣的天氣形勢(shì)。這種天氣系統(tǒng)移動(dòng)緩慢，引發(fā)了中國(guó)東北地區(qū)持續(xù)性重污染。

2.4.2 重污染的天氣形勢(shì)特征個(gè)例分析

2.4.2.1 高壓型

2014年1月3—8日受高壓的控制，中國(guó)東北地區(qū)出現(xiàn)了一次重污染過(guò)程(圖 6a)，1月5日哈爾濱、長(zhǎng)春、沈陽(yáng)的AQI分別達(dá)到了412、245和121，對(duì)應(yīng)嚴(yán)重污染、重度污染和輕度污染等級(jí)。從天氣圖上(圖略)可以看出，4—5日在850 hPa高度上中國(guó)東北地區(qū)處于高壓脊前的西北氣流中；中國(guó)東北地區(qū)地面被高壓控制，天氣晴朗，地面風(fēng)力微弱，夜間輻射降溫強(qiáng)，形成逆溫，污染物開(kāi)始累積；隨著高空高壓脊東移，中國(guó)東北地區(qū)處于脊后的西南氣流中，強(qiáng)暖平流向中國(guó)東北地區(qū)輸送暖空氣，對(duì)流層低層升溫，此時(shí)在槽前減壓作用下，地面通常有低壓發(fā)展，有輕霧或弱降雪出現(xiàn)，對(duì)流層低層建立了高溫高濕的環(huán)境，并且地面低壓中心輻合作用也加劇了污染物的聚集，這一階段污染達(dá)到最重。由于地面高壓在黑龍江最強(qiáng)，此次污染過(guò)程哈爾濱污染最重。之后隨著冷空氣過(guò)境，重污染過(guò)程消散。

圖6 2014年1月3—8日(a)、2016年11月1—8日(b)和2015年11月5—10日(c)3次污染過(guò)程各省會(huì)城市AQI分布Fig.6 Variations of AQI on January 3-8,2014 (a),November 1-8,2016 (b),and November 5-10,2015 (c) in Shenyang,Harbin and Changchun cities

2.4.2.2 低壓型

以2016年11月1—8日的區(qū)域污染過(guò)程為例(圖6b)。11月3日，中國(guó)東北地區(qū)處于冷渦南部，溫度場(chǎng)上出現(xiàn)東西向的很強(qiáng)鋒區(qū)；地面蒙古低壓發(fā)展，一弱高壓控制中國(guó)東北地區(qū),4日地面蒙古低壓發(fā)展強(qiáng)烈，中國(guó)東北地區(qū)南部處于暖鋒鋒后，濕度大，出現(xiàn)霧和霾混合天氣；5日早上隨著地面低壓中心和高空槽過(guò)境，地面輻合使得污染物和水汽在中國(guó)東北地區(qū)累積，污染達(dá)到最嚴(yán)重；5日08時(shí)后，850 hPa高空中國(guó)東北地區(qū)處在槽后偏北氣流中，鋒區(qū)移動(dòng)至遼寧，地面處在冷高壓前部，偏北風(fēng)將污染物自北向南輸送，此時(shí)黑龍江污染減輕，而遼寧污染加重；6—7日，高空又有槽生成并東移，同時(shí)來(lái)自南方的地面低壓倒槽發(fā)展東移，經(jīng)過(guò)遼寧地區(qū)。高空槽前和地面倒槽攜帶的暖濕空氣使鋒區(qū)維持在遼寧地區(qū)，因此，遼寧在6—7日持續(xù)污染。

2.4.2.3 北高南低型

以2015年11月5—14日的污染過(guò)程為例(圖6c)。11月5日，850 hPa至地面在內(nèi)蒙古東部至黑龍江北部，存在高壓中心，而在山東半島至渤海灣有低壓中心，低壓北部有倒槽向中國(guó)東北地區(qū)南部伸展，形成北高南低的形勢(shì)，中國(guó)東北地區(qū)處于高低壓過(guò)渡帶，大氣污染物開(kāi)始累積，但偏東風(fēng)或東北風(fēng)較大。6—7日低壓持續(xù)發(fā)展并北上，形成北高南低高低壓長(zhǎng)時(shí)間的對(duì)峙形勢(shì)，這一過(guò)程一直持續(xù)到8日；由于低壓來(lái)自海上，攜帶較充足的水汽，使得中國(guó)東北地區(qū)的大氣濕度急劇增大，導(dǎo)致顆粒物吸濕性增長(zhǎng)，污染物累積，中國(guó)東北地區(qū)爆發(fā)了持續(xù)性的重度污染事件；9日之后隨著低壓東移，北部的高壓南下，風(fēng)向轉(zhuǎn)為偏北風(fēng)，黑龍江的污染慢慢減輕，污染帶在吉林和遼寧兩地；10日隨著高壓的繼續(xù)南下，吉林的污染減輕，遼寧繼續(xù)維持重度污染，直至高壓移出中國(guó)東北地區(qū)，污染逐漸結(jié)束。

3 結(jié)論

(1)2015—2017年中國(guó)東北地區(qū)PM10年平均質(zhì)量濃度呈下降趨勢(shì)，PM2.5年平均質(zhì)量濃度減少的更快。該地區(qū)存在典型的區(qū)域性污染氣溶膠分布特征，SO2年平均濃度較高值分布在遼寧西部地區(qū)約為50 μg·m-3，NO2最大值出現(xiàn)在沈陽(yáng)—長(zhǎng)春—哈爾濱等中心城市，約為45 μg·m-3；與其他污染物時(shí)空分布相反，2015—2017年中國(guó)東北地區(qū)O3年平均質(zhì)量濃度呈上升趨勢(shì)，最大值出現(xiàn)在沿海地區(qū)約為100 μg·m-3。

(2)從季節(jié)變化來(lái)看，由于焚燒秸稈及供暖活動(dòng)的開(kāi)展，AQI與PM以及SO2、NO2最大值集中出現(xiàn)在當(dāng)年10月到次年的2月，最低值出現(xiàn)在夏季7月、8月。O3呈現(xiàn)相反的季節(jié)變化，最大值出現(xiàn)在夏季沈陽(yáng)地區(qū)，約為140—150 μg·m-3。

(3)3個(gè)省會(huì)城市重污染過(guò)程集中發(fā)生在10月至次年3月，呈逐年減少的趨勢(shì)；重污染天數(shù)依次為哈爾濱 > 沈陽(yáng) > 長(zhǎng)春。其中重度污染和嚴(yán)重污染過(guò)程事件發(fā)生以哈爾濱為中心，向周?chē)杆贉p少，遼寧中部又略有增加；中度污染事件以哈爾濱—長(zhǎng)春—沈陽(yáng)—錦州一線為中心；輕度污染表現(xiàn)為以沈陽(yáng)為中心。

(4)引發(fā)中國(guó)東北地區(qū)區(qū)域性污染事件的天氣形勢(shì)包括高壓型，低壓型和北高南低型3種，出現(xiàn)比例分別為62%、27%和11%，不同的天氣形勢(shì)變化及天氣系統(tǒng)的發(fā)展，共同影響了中國(guó)東北地區(qū)持續(xù)性重污染事件的發(fā)生發(fā)展。