灰霾天气变化特征及垂直交换系数的预报应用

收 稿 日期 ：２ １．２１ ；修订 日期 ：２ １．４１ ００１．２ ０ １０．１
基 金项 目：国家 自然科 学基 金 （ ７３ ０ “７ ”课 题 （ ０ Ｂ ０ ４ ３ “６ ”课 题 （ ０６ Ａ０Ａ３６、２０ ＡＡ ６ ０ ）共 同资 助 Ｕ０３ ０４）； ９ ３ ２ １Ｃ ４ ３ ０ ）； ８ ３ １ ２ ０Ａ ６ ０ ０６ ０Ａ３ ８ 通 讯作 者 ：吴兑 ，男 （ 满族 ），北 京 市人 ，二 级研 究 员 ，博 士生 导 师 ，研究 方 向 ：大气 物 理化 学 与大气 环 境 。Ｅｍａ ：ｗ ｄ ｉ ｒ ．ｏ ． － ｉ ｕ ｕ＠ｇｍｃ ｖ ａ ｌ ｇ ｃ
州和东莞 １一 １ 的能见 度等级百分 比分布形态类似 ， Ｏ ２月 轻微 灰霾天气所 占频率较大 ， 中 １ 占的比例最高 。 其 ０月 并提 出垂 直交 换系数试 图对污染物 的垂直输送 能力 进行评估 ，进 而尝试对灰霾天气进行预报 。结 果表明当垂直 交换 系数 小于 １ ０ ，城市容易 出现灰霾天气 ，反之则说 明该地 的空气质 量较为 良好。 ５ ０时 ０ 关 键 词 ：大气 环境 学 ；空气质量 ；灰霾天气 ；矢量 和 ；垂直交换系数 ；广州 ；东莞 ；增城
文 章 编 号 ： １０ ．９ ５２ １）３０ １ —８ ０ ４４ ６ （０ ２０ —４ ７０
灰霾天气 变化特征及垂 直交换 系数 的预报应 用
廖 碧婷 ２ ，吴兑 １ 陈静 ，李 菲 ２ ， ２ ， 陈欢欢 ２ ，刘运策 ４ ，黄 晓莹 ４
（１ ．中 ｌ 气象 科学 研 究 院 ，北 京 １ ０ ８ ；２ ０ ０ １ ．中 国气象 局 广州 热带 海 洋气 象研 究 所 ，广 东 广 州 ５ ０ ８ ； １ ０ ０
３ ０日 Ｍｉａｓ ． Ｋ指数 、沙 氏指数和 Ｌ指数资料 ，重 点分 析了这三个地方 １— １ ｃｐ ０的 ３ ０ ２月的灰霾天气变化特征 。
研 究 结 果 表 明 ，增 城 的 能 见 度 比例 主 要 集 中在 大 于 １ ｍ 的 范 围 内 ，空 气 质 量 最 好 ，东 莞 的 空 气 质 量 最 差 。广 ０ｋ
第 ２ 卷 第 ３期 ８
２１ 年 ０ 月 ０２ ６
热 ＴＲＯＰＩ象 学 报 Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ 带 气 ＣＡＬ ＥＴＥＯＲ０ＬＯＧＹ Ｍ
、 １ ８ ＮＯ３ ，． ． ． ０２
Ｊ ｎ ．２ １ ｕ ． ０２
廖 碧 婷 ，吴兑 ，陈静 ，等．灰 霾天 气变 化 特征 及垂 直 交换 系数 的预报 应 用［Ｊ 热带 气 象学 报 ，２ １ ，２（）４ ７４ ４ Ｊ＿ ０２ ８３： １．２ ．
天气 过 程 与 区域 内静小 风 过程 有关 ，而 清洁对 照
测 和 控 制 灰 霾 天 气 是 十 分 重 要 和 紧 迫 的研 究 课 题 。国 内对广 州及 周 边地 区的灰 霾 天气 变 化特 征 已有不 少 研究 ，如 沈 家芬 等 ［利用 广 州市 ２ ０— ］ ０１ ２ ０ 年 大 气 能 见度 及 同期 地 面气 象 要 素 观 测 资 ０３ 料 和 空气 污 染 监测 数 据 ，对 广 州市 能 见度 特 征 及
灰 霾 天气 定义 为 日均 能 见度 小 于 １ ｍ， 日 ０ｋ
均相对 湿 度小 于 ９ ％，大气 浑 浊视 野模 糊 导致 的 ０
能见度 恶 化 的天气 现 象事 件 『。 自 １８ 】 ］ ９ ０年开 始 ， 广 州 地 区 的能见 度 急剧 恶化 ，灰霾 天气 显 著增 加
［１ ２
过程 则 与 强平 流输 送 有关 。矢 量 和 的提 出可应 用 于 空气 污染 物 水平 输送 能 力 的评估 ，但仍 无法 评 估其 垂 直输 送 能力 。本 文 利用 Ｍｉ ｐ３０系统 的 ｃ ｓ． ａ Ｋ指 数 、沙 氏指数 和 Ｌ指 数 资料得 出垂直 交换 系
数 ，对空气污染物 的垂直输送能力进行评估 ，从
３ 北 京大 学 物理 学 院大气 与 海洋 科 学 系 ，北 京 １０ ７ ；４ 广 东 省气 象局 ，广东 广州 ５０ ８ ） ． ０８１ ． １０ ０
摘
要： 利用 １９－ ２０ 年广东省广州 、 ９８ ０８ 东莞和增城的常规气象资料及 ２０ 年 ６ １ 一２ｏ 年 １ 月 ０４ 月 ０日 ０８ ２
１９－ ２０ ９ ８ ０ ８年亚运会 同期灰霾天气的平均变化
特征。
染 问题的显著证据” ，易诱发如呼吸道疾病 、 ［］ ３
心血管病 和肺癌等【，对城市的经济活动和居 民 ５ Ｊ
生 活影 响 巨大 。因此 研究 灰 霾 天气 变化 特 征 ，预
吴 兑 等 ［］ 用 矢 量 和 方 法 研 究 得 出 区域 霾 利
文 献 标 识 码 ：Ａ Ｄｏ： １ ． ６￣ｉ ｎ１０ ．９ ５２ １ ．３ １ ｉ ０３ ９ ．ｓ．０ ４４ ６ ． ２０ ． ４ ９ ｓ ０ ０
中 图分 类 号 ：Ｘ１ ６
其 影 响 因子 进 行 了分 析 。 陈欢 欢 等［利 用 天气 学 】 析 方法 分析 了珠三 角 ２ ０— ０１ ２０ ０ ８年灰 霾 天气 过 程特 征 。刘新 罡 等［通 过 污染 ］ 性气 体 ＮＯ２ 观 测资 料初 步研 究 了广 州 能见 度 的 等 影 响 因子 。吴兑 等 ［ 气 溶胶 的光 学厚 度 以及 天 ９ ］ 从
。
气形势等方面对 ２ ０ 年 １ 月一次大气能见度极 ０３ １
低 的现 象 进行 了报道 。过 去 的研究 主要讨 论 典 型 重 污染 过 程 的灰 霾变 化特 征 ，而本 文 则 主要研 究
广 东省 大 气成 分公 报 显示 ，２ ０－ ２ ０ 年 广 ０４ ０ ８
州灰 霾天 数超 过 １０天 ，２ ０ ０ ０ ９年达 ９ ７天 。灰 霾 天气 被新 闻界 称作 “ 地毯 式 的 污染 ” “ 气 溶胶 污 、是