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北京一次持续性雾霾的特征及成因分析

时间：2023-01-19 05:20:49 下载该word文档

北京一次持续性雾霾的特征及成因分析
赵娜;尹志聪;吴方
【摘要】Basedonmeteorologicalandpollutionaldata,apersistentfogandhazeprocessinBeijingonJanuary9to15,2013werediagnosed,andthecirculation,meteorologicalelements,physicalquantityfieldandpollutionmo-nitoringstatuswereanalyzed.TheresultsindicatethatthepersistentdurationofhighPM2.5andSO2concentrationseventsexceeds100hours,andtheirconcentrationsreachaseverepollutionlevel.Therearewesterlyorsouthwestairflowatupperlevel,weakwarmadvectionat850hPaandinvertedtroughonsurface.Theysupplyfavorablebackgroundforthepersistentfogandhazeprocess.Thecontinuouslightfogandhazedonotneedthickerwetlayerandthethicknessofwetlayeroccurringbelow925hPaissufficient.Thethickerwetlayeris,thelowervisibilityis.Maintenanceoftemperatureinversionlayerisamainreasonforpersistentfogandhaze.Temperatureinversionlayeristhinandweakwhenthereislightfogorhaze,anditsthicknessorintensityenlargementisindicativetotransitiontoheavyfogorsnow.Weakvorticityadvectionbelow850hPaisthedynamicconditionofpersistentlightfogorhaze.Thereisasignificantdividinglineoftotaltemperatureadvectionon500hPa,andtheheightofweakeradvectioncentreisalwaysbetween850hPaand1000hPa.Thelightfogandhazewilldissipatewhentheheightofcentrereaches500hPa.%基于2013年1月9-15日北京地区一次持续雾霾过程，对环流形势、气象要素、物理量场及污染监测情况进行分析。结果表明：高浓度
PM2.5和SO2事件持续时间超过100h，浓度达到严重污染级别。高空为偏西或西南气流且850hPa有弱暖平流输送和地面倒槽维持少动是有利于雾霾持续的背景条件。持续轻雾或霾对湿层厚度要求不高，在925hPa以下即可，且湿层越厚，能见度越低。逆温维持是雾霾持续的主要原因，且轻雾或霾为主时逆温层特点为厚度浅强度弱，逆温高度或强度突然增大可预示轻雾霾向大雾或雪转换；850hPa以下涡度平流较弱是轻雾或霾持续的动力结构；总温度平流垂直分布表现为闭合中心强度在500hPa明显分界，且相对较弱的平流中心高度一般在850-1000hPa之间，当高度达到500hPa时可预示雾霾天气消散。【期刊名称】《气象与环境学报》【年(卷,期】2014(000005【总页数】6页(P15-20
【关键词】雾霾;污染;环流形势;平流【作者】赵娜;尹志聪;吴方
【作者单位】北京市气象局，北京100089;北京市气象局，北京100089;北京市气象局，北京100089【正文语种】中文【中图分类】X513
近年来，随着工业、交通和建筑等行业的加速发展，北京地区频繁出现雾霾天气，空气质量下降，对生态环境和人体健康及公路、航运、供电等行业均产生不利影响，引起了社会各界的广泛关注，已成为城市主要灾害之一。按照地面气象观测规范［1］，霾是大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使水平能见度小于10km
的空气普遍出现混浊现象；雾是大量微小水滴浮游空中，使水平能见度小于1km，相对湿度接近100%的现象，而轻雾的特点则是能见度为1—10km之间。根据2010年6月1日起实施的QX／T113—2010《霾的观测和预报等级》，排除特殊天气造成的视程障碍，凡大气能见度小于10km且相对湿度小于80%时判识为霾；当相对湿度在80%—95%时，按照地面气象观测规范规定的描述或大气成分指标进一步判识［2］。
国内外学者对雾霾的天气成因、机理及其对能见度和交通的影响进行了大量的研究［3-7］。国内学者的研究主要集中在珠江三角洲地区［8-12］，丁珏等［13］研究了雾霾天气转换的物理机制，认为雾消散时仍有大量气溶胶颗粒悬浮在大气中，有可能又演变成霾天气；代玉田等［14］对雾天和高血压的关系进行了探索性研究发现，冬季出现连续性大雾时高血压发病等级明显增高；还有一些研究［15-19］则是针对某地区霾的时空变化特征及其与能见度和相对湿度关系的深入分析，多数研究认为近年来霾日数总体上升的趋势与污染排放增长和风速下降有关，另外也有研究指出应通过相对湿度和能见度共同判定轻雾和霾。目前，北京地区雾霾的相关研究较少，且多是针对其对能见度的影响机理方面［20-24］，认为高浓度颗粒物是使北京大气能见度下降的主要原因，且能见度和细粒子浓度呈较好的负相关等。但对北京地区雾霾形成的天气学特点，特别是物理量场特征的研究相对较少，本文选取2013年1月北京地区一次高影响的持续性雾霾天气过程进行研究，对环流形势、气象要素和物理量场进行综合分析，并讨论雾霾天气预报服务的着眼点。1.1天气现象和污染监测分析
表1为2013年1月9—15日北京间隔3h的天气现象统计，可以看出，北京的天空状况从1月10日凌晨开始由晴转为轻雾，之后多在轻雾和霾之间交替，间或有短时的大雾（11日02时、13日02时和15日08—11时）及弱降雪（12日08—11时）。15日17时随着冷空气南下，持续近6d的雾霾天气彻底结束。

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