陕西关中两次霾重污染过程气象条件分析
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用使得霾消散。 关 键 词 关 中 ；霾 ；重 污 染 ；气 象 条 件 中 图 分 类 号 ：P458 DOI: 10. 19517/j. 1671-6345. 20180553 文 献 标 识 码 ：A
引言
随 着 经 济 发 展 和 城 市 化 进 程 加 速 ，我 国 大 气气 溶 胶 浓 度 呈 增 加 趋 势 ，受 其 影 响 霾 的 发 生 频 率 明 显 增 加[1]，京 津 冀 及 周 边 地 区 、长 江 三 角 洲 、珠江三角 洲 等 地 霾 污 染 受 到 越 来 越 多 的 重 视 [2_7]。近 年 来 ， 陕 西 关 中 城 市 群 也 多 次 出 现 霾 重 污 染 天 气 ，特别是 冬 季 采 暖 排 放 源 增 多 ，叠 加 不 利 于 扩 散 的 气 象 条 件 ， 使 得 空 气 污 染 严 重 ，持 续 性 霾 污 染 集 中 爆 发 [8_11]，引 起 全 社 会 的 高 度 关 注 。我 国 学 者 针 对 京 津 冀 、长江 三 角 洲 、珠 江 三 角 洲 等 霾 污 染 频 发 地 区 大 气 污 染 的 时空分布和变化规律及成因分析做了深入分析.取 得 了 一 定 的 研 究 成 果 。研 究 表 明 ，城 市 大 气 污 染 物 浓 度 由 排 放 源 、区 域 输 送 和 大 气 扩 散 能 力 3 方面 共 同决定[12]，污 染 源 变 化 不 大 的 情 况 下 ，后 两 者 起 主 要 作 用 [13]，尤 其 是 同 一 季 节 中 空 气 污 染 状 况 很 大 程 度 上 取 决 于 气 象 条 件 。 已 有 的 研 究 指 出 ，雾 、霾是大 气 边 界 层 内 水 汽 、动 量 、热 量 的 湍流 运 动和 大气 污 染 等 复 杂 过 程 的 综 合 结 果 。近地 面大 气边 界层 水 汽含
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气象科技 METEOROLOGICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY
Vol. 4 7 ,No. 5 Oct. 2019
陕西关中两次霾重污染过程气象条件分析
黄少妮1 孟金平2 杜莉丽1 刘慧1
( 1 陕 西 省 气 象 台 ，西 安 710014;2北 京 市 气 象 局 ，北 京 100089)
摘 要 应 用 常 规 观 测 资 料 、污 染 物 浓 度 资 料 和 N C E P l ° x r 再 分 析 资 料 从 环 流 形 势 、边 界 层 特 征 和 扩 散 条 件 等 方 面 对 2013年 和 2016年 两 次 持 续 性 霾 重 污 染 过 程 进 行 对 比 分 析 。结 果 表 明 ：① 2013年 过 程 和 2016年 过 程 在 500 hPa
量 较 大 、弱 风 、层 结 稳 定 及 较 低 的 气 温 是 持 续 雾 、霾 天 气 形 成 的 重 要 原 因 ，孙 兴 池 等 [14]研 究 指 出 ，垂直 交 换 停 滞 是 雾 、霾 和 污 染 持 续 的 根 本 原 因 。此 外Байду номын сангаас，逆 温层的生消变化对霾的形成也有很大影响。
目 前 ，陕 西 关 中 霾 污 染 气 象 条 件 研 究 多 以 大 气 环 流 背 景 或 单 站 个 例 分 析 为 主 > 11]，气 象 台 站 常 规 业务对关中地区霾预报预警也主要是基于天气形势 场 的 分 析 。然而近 年来 关中地 区每 年都会 出现 持续 长 时 间 的 区 域 性 霾 重 污 染 过 程 ，针 对 这 种 持 续 性 、高 浓度的污染过程相关的大气环流背景和边界层气象 要 素 的 影 响 研 究 较 少 。然 而 从 上 述 京 津 冀 、长 江 三 角 洲 等 霾 污 染 频 发 地 区 研 究 的 结 果 可 见 ，边 界 层 气 象 要 素 对 霾 的 形 成 、维 持 和 消 散 起 到 关 键 作 用 。 因 此 ，本 文选取了 2 0 1 3 年 和 2 0 1 6 年 冬 季 关 中 地 区 两 次 持 续 时 间 最 长 、污 染 程 度 最 重 的 过 程 ，从 环 流 形 势 、近 地 层 气 象 要 素 、大 气 层 结 等 方 面 进 行 对 比 分 析 ，加 强 对 霾 重 污 染 过 程 边 界 层 气 象 要 素 特 征 的 认 识 ，拓 展 霾 预 报 思 路 ，有 助 于 提 高 对 关 中 地 区 不 同 程 度 霾 污 染 过 程 的 把 握 能 力 ，也 为 开 展 空 气 污 染 气 象
具 有 显 著 的 低 风 速 特 征 ，且 东 北 风 为 其 主 导 风 向 。持 续 东 北 风 引 起 上 游 污 染 传 输 和 低 风 速 导 致 的 本 地 污 染 累 积 是
造 成 2013年 过 程 污 染 浓 度 更 高 的 重 要 因 素 ；④2013年 过 程 结 束 是 受 强 冷 空 气 影 响 ，来 自高空的 干 洁 大 气 下 沉 到 地 面 . 置 换 了 边 界 层 的 污 染 空 气 ，使 空 气 质 量 得 到 根 本 改 善 ；而 2016年 过 程 是 受 高 原 槽 东 移 影 响 ，雨 雪 天 气 的 沉 降 作
因此本文选取了2013年和2016年冬季关中地区两次持续时问最长污染程度最重的过程从环流形势近地层气象要素大气层结等方面进行对比分析加强对霾重污染过程边界层气象要素特征的认识拓展霾预报思路有助于提高对关中地区不同程度霾污染过程的把握能力也为开展空气污染气象http
第 47卷 第 5 期 2019年 10月
高 空 上 分 别 为 阻 塞 环 流 型 和 纬 向 环 流 型 ，关 中 地 区 受 偏 西 气 流 影 响 、地 面 气 压 场 较 弱 、大 气 层 结 均 比 较 稳 定 ；
②2013年 过 程 西 安 贴 地 逆 温 层 顶 高 度 低 、相 对 湿 度 大 、气 温 低 、不 利 于 大 气 垂 直 湍 流 交 换 ，污 染 物 容 易 堆 积 ，这 也 是 2013年 过 程 比 2016年 过 程 重 污 染 持 续 时 间 长 、污 染 浓 度 高 的 原 因 之 一 ；③ 两 次 过 程 西 安 平 均 风 速 均 小 于 2 m / s ，
引言
随 着 经 济 发 展 和 城 市 化 进 程 加 速 ，我 国 大 气气 溶 胶 浓 度 呈 增 加 趋 势 ，受 其 影 响 霾 的 发 生 频 率 明 显 增 加[1]，京 津 冀 及 周 边 地 区 、长 江 三 角 洲 、珠江三角 洲 等 地 霾 污 染 受 到 越 来 越 多 的 重 视 [2_7]。近 年 来 ， 陕 西 关 中 城 市 群 也 多 次 出 现 霾 重 污 染 天 气 ，特别是 冬 季 采 暖 排 放 源 增 多 ，叠 加 不 利 于 扩 散 的 气 象 条 件 ， 使 得 空 气 污 染 严 重 ，持 续 性 霾 污 染 集 中 爆 发 [8_11]，引 起 全 社 会 的 高 度 关 注 。我 国 学 者 针 对 京 津 冀 、长江 三 角 洲 、珠 江 三 角 洲 等 霾 污 染 频 发 地 区 大 气 污 染 的 时空分布和变化规律及成因分析做了深入分析.取 得 了 一 定 的 研 究 成 果 。研 究 表 明 ，城 市 大 气 污 染 物 浓 度 由 排 放 源 、区 域 输 送 和 大 气 扩 散 能 力 3 方面 共 同决定[12]，污 染 源 变 化 不 大 的 情 况 下 ，后 两 者 起 主 要 作 用 [13]，尤 其 是 同 一 季 节 中 空 气 污 染 状 况 很 大 程 度 上 取 决 于 气 象 条 件 。 已 有 的 研 究 指 出 ，雾 、霾是大 气 边 界 层 内 水 汽 、动 量 、热 量 的 湍流 运 动和 大气 污 染 等 复 杂 过 程 的 综 合 结 果 。近地 面大 气边 界层 水 汽含
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气象科技 METEOROLOGICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY
Vol. 4 7 ,No. 5 Oct. 2019
陕西关中两次霾重污染过程气象条件分析
黄少妮1 孟金平2 杜莉丽1 刘慧1
( 1 陕 西 省 气 象 台 ，西 安 710014;2北 京 市 气 象 局 ，北 京 100089)
摘 要 应 用 常 规 观 测 资 料 、污 染 物 浓 度 资 料 和 N C E P l ° x r 再 分 析 资 料 从 环 流 形 势 、边 界 层 特 征 和 扩 散 条 件 等 方 面 对 2013年 和 2016年 两 次 持 续 性 霾 重 污 染 过 程 进 行 对 比 分 析 。结 果 表 明 ：① 2013年 过 程 和 2016年 过 程 在 500 hPa
量 较 大 、弱 风 、层 结 稳 定 及 较 低 的 气 温 是 持 续 雾 、霾 天 气 形 成 的 重 要 原 因 ，孙 兴 池 等 [14]研 究 指 出 ，垂直 交 换 停 滞 是 雾 、霾 和 污 染 持 续 的 根 本 原 因 。此 外Байду номын сангаас，逆 温层的生消变化对霾的形成也有很大影响。
目 前 ，陕 西 关 中 霾 污 染 气 象 条 件 研 究 多 以 大 气 环 流 背 景 或 单 站 个 例 分 析 为 主 > 11]，气 象 台 站 常 规 业务对关中地区霾预报预警也主要是基于天气形势 场 的 分 析 。然而近 年来 关中地 区每 年都会 出现 持续 长 时 间 的 区 域 性 霾 重 污 染 过 程 ，针 对 这 种 持 续 性 、高 浓度的污染过程相关的大气环流背景和边界层气象 要 素 的 影 响 研 究 较 少 。然 而 从 上 述 京 津 冀 、长 江 三 角 洲 等 霾 污 染 频 发 地 区 研 究 的 结 果 可 见 ，边 界 层 气 象 要 素 对 霾 的 形 成 、维 持 和 消 散 起 到 关 键 作 用 。 因 此 ，本 文选取了 2 0 1 3 年 和 2 0 1 6 年 冬 季 关 中 地 区 两 次 持 续 时 间 最 长 、污 染 程 度 最 重 的 过 程 ，从 环 流 形 势 、近 地 层 气 象 要 素 、大 气 层 结 等 方 面 进 行 对 比 分 析 ，加 强 对 霾 重 污 染 过 程 边 界 层 气 象 要 素 特 征 的 认 识 ，拓 展 霾 预 报 思 路 ，有 助 于 提 高 对 关 中 地 区 不 同 程 度 霾 污 染 过 程 的 把 握 能 力 ，也 为 开 展 空 气 污 染 气 象
具 有 显 著 的 低 风 速 特 征 ，且 东 北 风 为 其 主 导 风 向 。持 续 东 北 风 引 起 上 游 污 染 传 输 和 低 风 速 导 致 的 本 地 污 染 累 积 是
造 成 2013年 过 程 污 染 浓 度 更 高 的 重 要 因 素 ；④2013年 过 程 结 束 是 受 强 冷 空 气 影 响 ，来 自高空的 干 洁 大 气 下 沉 到 地 面 . 置 换 了 边 界 层 的 污 染 空 气 ，使 空 气 质 量 得 到 根 本 改 善 ；而 2016年 过 程 是 受 高 原 槽 东 移 影 响 ，雨 雪 天 气 的 沉 降 作
因此本文选取了2013年和2016年冬季关中地区两次持续时问最长污染程度最重的过程从环流形势近地层气象要素大气层结等方面进行对比分析加强对霾重污染过程边界层气象要素特征的认识拓展霾预报思路有助于提高对关中地区不同程度霾污染过程的把握能力也为开展空气污染气象http
第 47卷 第 5 期 2019年 10月
高 空 上 分 别 为 阻 塞 环 流 型 和 纬 向 环 流 型 ，关 中 地 区 受 偏 西 气 流 影 响 、地 面 气 压 场 较 弱 、大 气 层 结 均 比 较 稳 定 ；
②2013年 过 程 西 安 贴 地 逆 温 层 顶 高 度 低 、相 对 湿 度 大 、气 温 低 、不 利 于 大 气 垂 直 湍 流 交 换 ，污 染 物 容 易 堆 积 ，这 也 是 2013年 过 程 比 2016年 过 程 重 污 染 持 续 时 间 长 、污 染 浓 度 高 的 原 因 之 一 ；③ 两 次 过 程 西 安 平 均 风 速 均 小 于 2 m / s ，