余进海
【摘 要】结合了气象、环境的观测数据和模式数据对江苏省近两年冬季重污染过程进行了分析,并评估了模式和人工预估结果.研究表明,与2016年相比,2017年冬季的大气污染形势更加严峻,重污染天数和污染程度都明显增加.冬季风异常是造成重污染加重的重要原因,秋冬季预报时应该及时分析短期气候变化,尤其是风场的变化.
2020郑州尸变事件【期刊名称】《四川环境》
【年(卷),期】2018(037)006
【总页数】7页(P41-47)
【关键词】大气污染;冬季风;空气质量模式;再分析资料 【作 者】余进海
【作者单位】江苏省环境监测中心,南京210036
【正文语种】中 文
购买车票的app哪个最好【中图分类】X51
1 引 言
空气质量与人类的生活和健康息息相关。研究表明，大气污染不仅仅与污染物的排放有关，还受到气象和气候条件的影响[1～3]。研究大气重污染过程特征，尤其是其中的气象和气候条件，对提高空气质量预报和污染防控具有一定的指导意义。 北京图片
江苏省经济实力雄厚，工业发达，但随着近几年工业总产值的不断增加，环境保护的压力也越来越大[4-5]。江苏省位于中国东部沿海的中部，江淮下游，属于温带向亚热带的过度性气候，基本以淮河为界，以北为温带季风气候，以南为亚热带季风气候。江苏气候的多样性使得大气污染十分复杂。张祥志等分析了2011年江苏省6次较大规模的灰霾污染天气，发现可以把重污染天气归纳为春季沙尘灰霾型、夏季秸秆焚烧灰霾型和秋冬雾霾混合型[6]。何涛等分析了常州市2014年不同季节的污染气团来源，研究表明，冬季随着空气污染加重，本地和本省的气团逐渐占主导地位[7]。周兆媛研究了气象要素对京津冀空气质量
的影响，指出在SRES A1B排放情景下(SRES A1B情景是一个中等排放情景，至2100年的CO2浓度值约为700mL/m3)，未来气候变化对京津冀地区空气质量的改善有一定促进作用[8]。封艺等利用WRF-Chem(Weather Research and Forecasting model with Chemistry)模式分析了长三角排放源对本地不同污染物浓度的贡献。结果表明，在2013年12月上旬的一次污染事件中，颗粒物平均本地贡献与外来输送比重相当，气体污染物的本地贡献为主，外界输送为辅[9]。
江苏省环境监测中心于2014年建成覆盖省域及13个地级市的重污染天气预报预警系统，2016年3月，依托“江苏省重污染天气监测预报预警”平台，江苏省开始发布未来5天区域空气质量预报，13个地级市陆续建成本地化空气质量预报系统[10]。本文结合了预警平台上的观测数据对江苏省冬季重污染过程进行了分析，并评估模式和人工预估结果，对预报方法提出了改进建议。
2 数据来源与方法
本文使用的环境监测数据来自于江苏省的72个国控点，选取了SO2、NO2、CO、O3、PM10和PM2.5 6项污染物的数据进行分析。监测方法、分析方法、数据统计等严格按照《
环境空气质量标准》(GB3095-2012)、《环境空气质量指数(AQI)技术规定》(HJ633-2012)和《环境空气质量评价技术规范(试行)》(HJ 663—2013)等规定执行。
大气环流资料采用中央气象局发布的天气实况分析图和欧洲中期天气预报中心 (ECMWF European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)第3代再分析资料ERA-Interim，探空数据为美国怀俄明州立大学南京和徐州区域点位数据。
江苏省环境监测中心于2014年建成覆盖省域及13个地级市的重污染天气预报预警系统。系统平台集成了NAQPMS、CMAQ、CAMx和WRF-Chem 4大主流空气质量模式，并运用资料同化和集合预报等技术提供未来5天的空气质量预报。
香港迪士尼乐园英文模式采用了三重嵌套网格，分别覆盖了中国、长三角地区、江苏省，水平分辨率分别为27km、9km、3km，中心经纬度为112°E、36°N，垂直方向上采用地形追随坐标，垂直方向不均匀地划分为30层。系统将MEIC排放清单和江苏省本地清单耦合在一起，生成了各个模式需要的高精度网格化排放数据。
3 结果与讨论
3.1 冬季江苏省空气质量整体情况
在长三角地区，大部分重污染过程发生在冬季，因此本文分析了江苏省过去两个冬季(2016年12月～2017年2月、2017年12月～2018年2月)的空气质量状况。2016～2017年冬季(以下简称2016年冬季)共计90d，江苏省13个设区市空气质量超标日数累计513d，超标日数占总有效日数的比例为43.8%。其中，全部城市以NO2、O3-8、SO2、CO为首要污染物的超标日数累计分别为9、0、0、0d，而以PM2.5和PM10为首要污染物的超标日数累计为504d。其中以PM2.5为首要污染物的超标日数累计503d，占总超标天数的98.1%。
2017～2018年冬季(以下简称2017年冬季)共计90d，江苏省13个设区市空气质量超标日数累计511d，超标日数占总有效日数的比例为43.7%。其中，全部城市以NO2、O3-8、SO2、CO为首要污染物的超标日数累计分别为24、0、0、0d，而以PM2.5和PM10为首要污染物的超标日数累计为487d。其中以PM2.5为首要污染物的超标日数累计469d，占总超标天数的91.8%。
2016年冬季，全省PM2.5均值为73.0μg/m3。空气质量达到重度及以上日数为41d，重污染时期PM2.5平均浓度为181.4μg/m3。江苏省在2016年12月～2017年2月期间共发布了7次
伊春天气预报15天查询2345重污染天气蓝预警，未发布黄预警。2017年冬季，全省PM2.5均值为78.2μg/m3。空气质量达到重度及以上日数为115d，重污染时期PM2.5平均浓度为191.8μg/m3。江苏省在2017年12月～2018年2月期间共发布了8次重污染天气蓝预警，其中4次升级成了黄预警。由此可见，在冬季，影响全省的污染物主要为PM2.5，但是NO2和PM10的影响正在变大。与2016年相比，全省2017年冬季的大气污染状况更加严重，PM2.5平均浓度略有上升，而重污染天数明显增加，污染程度也有所增加。
为分析2017年冬季(2017年12月～2018年2月)重污染天气的特征和成因，本文对重污染过程进行了统计。当省内有5个及以上设区市的日AQI超过200(达重度污染)时，认为发生了一次重污染事件，当没有城市达到重度污染时认为污染过程结束，具体的污染过程统计见表1。
在2017年12月～2018年2月的5次重污染事件中，首要污染物均为PM2.5，污染时段主要集中在1月份，本文将对12月30日～1月1日(简称T1)、1月16日～1月22日(简称T2)、1月29日～2月1日(简称T3)三次较重的污染过程进行分析，并对该时期内的预报结果进行评估。
河南游玩的景点排名表1 2017年冬季江苏省重污染过程统计Tab.1 Statistics of heavy pollution process of Jiang
su in winter 2017重污染过程发生时段重污染持续时长(d)出现重度及以上污染的城市首要污染物首要污染物情况平均值(μg/m3)最大值(μg/m3)12月23日1徐州、淮安、无锡、镇江、宿迁PM2.5193.422512月30日～1月1日4徐州、南京、淮安、镇江、宿迁、无锡、常州、苏州、南通、盐城、扬州、泰州PM2.5209.42831月16日～1月22日713个设区市PM2.5194.02831月29日～2月1日4南京、徐州、常州、淮安、镇江、泰州、宿迁、无锡、苏州、南通、盐城PM2.5183.02312月9日1徐州、常州、淮安、扬州,镇江PM2.5157.6165
3.2 污染与气象条件的分析
江苏省大气污染过程与大气环流变化紧密相关，相关研究表明[11]，江苏省PM2.5重污染期间，高低空环流形势可以分成高压或均压场、冷空气扩散南下、入海高压后部3种天气概念模型。高压或均压场型在秋冬季经常会造成静稳的天气形势，其一般特征为：地面处于高压内或者均压场控制，地面风速小，高空环流系统平直；天气以晴好为主，但是夜间会有明显的辐射降温，容易形成贴地的逆温层；污染以本地累积为主，有明显日变化(夜间和上午污染重，下午稍转好)。冷空气扩散型则往往会带来北方的污染物，其一般特征为：高空槽引导北方的冷空气扩散南下，地面有冷高压移动；天气逐渐转差，多云或有降水；污染
由前期的本地累积和外源输送共同造成。入海高压后部型经常伴随着倒槽的东移，在倒槽的影响下，天气逐渐转差，湿度较高，颗粒物吸湿增长，污染加重。
2017年12月30日～2018年1月1日(T1)，江苏省由北向南经历了一次污染过程，12月29日20时，在高空槽的引导下，北方的冷空气扩散南下，同时将北方的污染物由西北向东南方向输送。30日徐州、宿迁、淮安、南京和镇江市达到了重度污染，南部城市有明显降水(图1)，空气质量较好。由于冷空气势力较弱，地面上北风很弱，污染物没有被有效清除。31日，地面处于高压的控制之下，除连云港市外，其他城市均达到了重度或以上污染。从31日08时的探空数据可以看出(图2)，南京地面风速小，近地层有明显的逆温，温度露点(红线为露点温度)差小，低空大气稳定、湿度大，稳定的大气会减弱大气的垂直混合，不利于污染的垂直扩散；较高的湿度有利于污染物的吸湿增长，促进了气态污染物向颗粒物的转化。1月2日，新一轮冷空气南下，偏东风加强，污染物逐渐清除。1月29日～2月1日(T3)的污染过程与T1相似：在高空槽的引导下，北方的冷空气扩散南下，由于冷空气强度逐渐减弱，污染物在被输送到长三角地区后无法被清除。与上次污染过程不同的是，此次污染过程(T3)日变化明显，午后太阳辐射增强，边界层顶抬升，污染物浓度下降，但夜间和上午天气静稳，边界层顶下降，污染物在近地面累积，污染情况加重。2月2日，冷空气南下，
偏北风增强，空气质量状况自北向南逐渐好转。
