王琳琳

(遼寧省大連生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，遼寧 大連 116021)

1 引言

2020年6月16～22日遼寧省經(jīng)歷了一次輕度到重度污染的典型臭氧污染過(guò)程。主要原因是全省擴(kuò)散條件不利，溫度持續(xù)較高，沿海城市同時(shí)受到海陸風(fēng)的影響。其中6月17日撫順重度污染，沈陽(yáng)、鐵嶺、阜新、營(yíng)口和盤(pán)錦中度污染，除丹東外其余7個(gè)城市輕度污染。6月20日，大連、撫順、沈陽(yáng)、阜新和鞍山中度污染，除丹東外其余8個(gè)城市輕度污染。6月21日，阜新、朝陽(yáng)、鐵嶺和沈陽(yáng)中度污染，除丹東和大連外其余8個(gè)城市輕度污染[1]。2020年臭氧污染過(guò)程中全省城市空氣質(zhì)量等級(jí)排名見(jiàn)表1。

表1 2020年臭氧污染過(guò)程全省城市空氣質(zhì)量等級(jí)排名

(2)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源于省內(nèi)國(guó)控空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位采集，各地區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)量見(jiàn)表1，布設(shè)見(jiàn)圖1。研究用數(shù)據(jù)為全省內(nèi)所有國(guó)控空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位采集，審核上報(bào)至國(guó)家城市環(huán)境[2,3]空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

2 污染趨勢(shì)

污染變化趨勢(shì)[4]：6月16日，全省天氣以晴-多云為主，風(fēng)速較低，本地?cái)U(kuò)散條件不利。6月17日，全省主導(dǎo)風(fēng)向南—西南微風(fēng)，氣壓場(chǎng)弱，擴(kuò)散條件不利，溫度居高，臭氧本地沉積，全省臭氧濃度急劇升高，臭氧污染席卷全省，遼東北和營(yíng)口中度污染，撫順重度污染，全省只有丹東達(dá)標(biāo)；6月18日，全省主導(dǎo)風(fēng)向北—東北風(fēng)，天氣以陰為主，太陽(yáng)輻射降低，氣象條件擴(kuò)散有力，全省臭氧急劇降低，只有本溪輕度污染；6月19日，全省天氣晴天高熱、風(fēng)速極低，靜穩(wěn)天氣導(dǎo)致本地生成大量臭氧且擴(kuò)散不利，遼西地區(qū)和大連、本溪輕度污染[5]；6月20日，全省依舊晴天高熱的天氣下，本地繼續(xù)生成大量臭氧，加之主導(dǎo)風(fēng)向南—西南和風(fēng)可能帶來(lái)京津冀和山東傳輸污染，導(dǎo)致遼中主要城市中度污染，其余大部分城市輕度污染；6月21日，全省天氣以多云為主，多云天氣，氣溫有所降低，本地臭氧生成減弱，主導(dǎo)風(fēng)向南—西南和風(fēng)，可能存在省內(nèi)的污染傳輸作用，污染帶北移至遼北地區(qū)，且污染程度有所減輕，遼南地區(qū)臭氧急劇轉(zhuǎn)好，大連直接由中度污染轉(zhuǎn)為良；6月22日，全省天氣以多云—陰為主，南—西南和風(fēng)，氣溫繼續(xù)降低，擴(kuò)散條件有利，全省臭氧濃度全面降低，遼北的臭氧污染范圍繼續(xù)縮小，此次典型全省臭氧污染過(guò)程結(jié)束[6]。

3 臭氧濃度變化

臭氧日變化隨光照強(qiáng)度的呈現(xiàn)正弦波動(dòng)變化趨勢(shì)[7]，2020年全省臭氧污染過(guò)程顯示，在正常臭氧日增長(zhǎng)回落的趨勢(shì)下，6月17日重污染日，臭氧濃度一日內(nèi)升高和回落的速率均極大，6月20～21日中度污染日，臭氧的波動(dòng)范圍小，濃度居高不下。2020年全省臭氧污染過(guò)程臭氧濃度小時(shí)變化趨勢(shì)見(jiàn)圖1。2020年污染過(guò)程全省及沿海城市臭氧日均值變化情況見(jiàn)圖2。

4 氣象條件分析

6月20日的8：00和20：00，遼寧省所處位置的流型均為平直，擴(kuò)散條件不利?？傮w來(lái)看，污染日的氣壓場(chǎng)均較弱，且風(fēng)速較小[8]。污染較嚴(yán)重的17、20、21日，全省天氣以晴—多云為主，氣溫持續(xù)高熱，本地易生成大量臭氧，同時(shí)氣壓場(chǎng)弱，主導(dǎo)風(fēng)向南—西南微風(fēng)，擴(kuò)散條件不利，同時(shí)容易帶來(lái)京津冀和山東的污染傳輸[9]。6月20日氣象條件見(jiàn)圖3。2020年全省污染過(guò)程氣象條件統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。6月17、20、21日臭氧濃度與風(fēng)向風(fēng)速疊加見(jiàn)圖4。

圖1 2020年全省臭氧污染過(guò)程臭氧濃度小時(shí)變化

圖2 2020年臭氧污染過(guò)程全省及沿海城市臭氧日濃度統(tǒng)計(jì)情況

5 周邊區(qū)域污染形勢(shì)

6月16日，京津冀和山東省已經(jīng)出現(xiàn)大面積輕度污染和中度污染，此時(shí)遼寧省空氣質(zhì)量以良為主。6月17日，京津冀和山東省空氣質(zhì)量已經(jīng)好轉(zhuǎn)，以良為主，遼寧省主導(dǎo)風(fēng)向南—西南風(fēng)，風(fēng)速較小，空氣質(zhì)量急劇下降，從輕度污染—重度污染。6月18日，遼寧省主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)楸薄獤|北風(fēng)，空氣質(zhì)量有所好轉(zhuǎn)，以良為主，此時(shí)汾渭及京津冀地區(qū)又開(kāi)始了新一輪的臭氧污染，以輕度污染為主。6月19日，華北地區(qū)污染范圍擴(kuò)大，山東省空氣質(zhì)量以輕度—中度污染為主，遼寧省本地?zé)o高頻次主導(dǎo)風(fēng)向，且風(fēng)速較小，空氣質(zhì)量以良—輕度污染為主，京津冀北部以輕度污染—中度污染為主，京津冀南部以良-輕度污染為主。6月20日，遼寧省主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟稀髂巷L(fēng)，污染半徑繼續(xù)擴(kuò)大至整個(gè)華北地區(qū)及膠東、遼東半島，且程度加深，遼寧省和山東省空氣質(zhì)量以輕度污染-中度污染為主，京津冀以輕度污染為主。6月21日，山東半島污染緩解，空氣質(zhì)量以良—輕度污染為主，其他地區(qū)持續(xù)污染，遼寧省主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟稀髂巷L(fēng)，風(fēng)速有所增大，污染帶略微北移，南部空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)為良。6月22日，伴隨污染的范圍減少，污染程度削弱，此時(shí)污染過(guò)程結(jié)束，遼寧省空氣質(zhì)量以良為主[10]。

圖3 2020年6月20日500hPa、850hPa、地面等壓線

圖4 6月17、20、21日臭氧濃度和風(fēng)向風(fēng)速疊加

表2 2020年全省污染過(guò)程氣象條件

6 海陸風(fēng)影響分析

以6月19～20日為例，選取沿海城市及典型內(nèi)陸城市沈陽(yáng)和本溪，臭氧小時(shí)濃度變化情況見(jiàn)圖5。

分析2020年全省臭氧污染過(guò)程發(fā)現(xiàn)，沿海城市清晨至午后臭氧濃度升高的趨勢(shì)與內(nèi)陸地區(qū)大致相同，但是午后至次日清晨臭氧濃度回落的趨勢(shì)與內(nèi)陸地區(qū)明顯不同，表現(xiàn)為沿海城市臭氧濃度回落的速度比內(nèi)陸地區(qū)慢，濃度居高不降，并且在夜間凌晨左右經(jīng)常會(huì)有臭氧濃度突然升高數(shù)小時(shí)再繼續(xù)回落的情況發(fā)生，造成這樣現(xiàn)象的主要原因是沿海地區(qū)收到海陸風(fēng)的影響，在白天臭氧在溫度較高的陸地城區(qū)生成，而后隨著上升氣流到達(dá)一定高度被輸送至海洋。然而經(jīng)過(guò)一整個(gè)白天，海洋上的臭氧并未經(jīng)消耗而減少，夜間會(huì)隨著海陸風(fēng)輸送到溫度較低的陸地下沉，導(dǎo)致沿海地區(qū)夜間臭氧濃度上升。

7 結(jié)論

(1)此次臭氧污染遍及全省，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，分布廣，程度為輕度—重度污染。

(2)臭氧日濃度在污染日的波動(dòng)或迅速升高和回落，或居高不降。

(3)污染日的氣象條件或利于臭氧生成或不利于臭氧的擴(kuò)散。

(4)周邊區(qū)域可能存在區(qū)域傳輸。

(5)沿海城市夜間臭氧濃度受海陸風(fēng)影響較大。