国外如何根治雾霾天气“元凶”

近两年来,雾霾天气席卷大半个中国,成为社会关注的焦点。雾霾天气严重影响人们的生产、生活和健康,引起人们广泛关注。中国科学院最新的研究结果显示,雾霾天气的内因、“主谋”是人为空气污染,“帮凶”是特定的异常天气形势。雾霾天气是自然因素和人为因素共同作用的结果。治理雾霾天气需首先治理其“元凶”——空气污染,这方面国外有较为成熟的经验,一些国家治理空气污染的做法、经验,值得我们借鉴。     

雾霾天气对天津市太阳辐射影响的量化研究

基于2005—2016年天津市13个地面气象观测站的观测资料,探讨了近12 a天津市雾霾天气的空间分布,同时以西青站为例,基于西青站太阳辐射观测数据定量分析了雾霾天气对天津市太阳辐射的影响。结果表明:2005—2016年天津市雾霾天气总体呈北多南少的空间分布特征,雾霾日数高值区分布在宝坻蓟州地区,而滨海新区南部地区雾霾天气发生最少。2005—2016年天津市雾霾日数总体呈先增加后减少的变化趋势,秋季和冬季易形成逆温,不利的扩散条件使雾霾天气频发,因此秋季和冬季应重点防治雾霾天气。近12 a天津地区冬季雾霾天气对太阳辐射的影响率最大。随着雾霾天气持续日数的递增,天津地区雾霾天气发生频次呈幂函数的形式递减,但雾霾天气对太阳辐射的削弱作用逐渐增加,持续6 d的雾霾天气使太阳辐射比背景值下降57.14%。雾霾天气持续发生发展对冬季北方地区设施农业生产及太阳能发电等行业影响较大,应采取适当的应对策略,尽可能减小灾害损失。     

1961-2013年黑龙江省雾霾时空分布特征及影响因子分析

利用1961-2013年黑龙江省83个地面气象观测站53 a的气象观测资料,分析了黑龙江省雾霾天气的时空分布特征。分析结果发现,黑龙江省大雾天气出现日数远远高于霾日,历年来呈现稳定波动、缓慢下降趋势,而霾天气出现的次数为阶段性,近10 a黑龙江省发生霾天气次数最少,但2013年开始又略有回升;大雾天气主要发生在夏季和初秋,而霾天气主要出现在4-10月;伊春雾霾天气发生的频率较高,松嫩平原西部雾发生的频率较低,霾发生的频率较高;大气环流、近地面逆温、静风等天气条件和污染物排放均对雾霾天气的产生具有影响,而焚烧秸秆和冬季燃煤供暖排放的污染物等外因也是雾霾天气产生的强烈诱因。     

黑河市雾霾天气特征分析

正1引言近年来诸如城市热岛、城市浊岛(雾霾)、城市干岛、城市雷暴等环境气象问题备受公众关注。针对黑河市雾霾天气,本文查询了1980-2016年间的地面气象资料,统计得出了本地雾霾天气发生的时间变化特征。结合从环保局获取的2015—2016年逐日大气污染物浓度监测数据,详细分析了本地雾霾天气出现时的边界层相关气象要素的特征。2研究方法本文中"雾霾"天气样本的确定参考中国气象局《霾的观测识别》(2016年10月20日)中对霾的判识     

上甸子秋冬季雾霾期间气溶胶光学特性

通过对2004年秋冬季(9—12月)4次雾霾天气过程在京、津背景地区——北京上甸子大气本底污染监测站观测的大气气溶胶光学特性的分析,发现该地区气溶胶光学特性受天气过程的影响很大。4次雾霾影响时段,平均气溶胶散射系数σ_(sca)、吸收系数σ_(abs)和单次散射反照率ω都远高于雾霾过后清洁时段的数值,其中气溶胶ω在雾霾影响时段为0.94～0.97,雾霾后为0.84～0.86,平均减小了0.1左右,表明雾霾天气有利于气溶胶的累积和生成。相比于光吸收性气溶胶,雾霾天气对光散射性气溶胶的增加更为有利,反映了二次气溶胶的产生及其对消光的贡献可能有较大增加。     

辽宁一次区域持续性雾霾的气象成因分析

近年来,雾霾天气频发,加剧了空气质量的恶化。研究雾霾天气的成因,加强雾霾的预报能力,对指导公众出行和保护身体健康有着重要的意义。本文利用辽宁62个国家级自动站观测资料和NCEP再分析资料,对2015年11月7—14日辽宁一次持续性雾霾天气过程的环流背景、形成条件和持续原因进行分析,结果表明:(1)高层西南偏西气流,低层暖脊及地面倒槽和弱气压场的环流背景为雾霾天气的发生提供了有利的天气形势。(2)逆温是这次雾霾天气持续的重要原因。雾和霾天气逆温表现形式不同,大雾过程中,逆温层高度低,厚度小;霾过程中,逆温层高度高,厚度大,且表现为多个逆温层同时存在。(3)水汽条件是雾和霾转换的关键因素。当近地层空气相对湿度大于95%时,有利于雾的生成;而相对湿度在60%~70%时,有利于霾的形成。雾向霾转换时,比湿增大;霾向雾转换时,比湿下降。(4)近地面弱的上升运动、中高层弱的下沉运动是此次雾霾加强的动力机制。(5)雾霾出现前后气象要素特征差异明显,可为雾霾天气的预报提供重要参考。     

哈尔滨雾霾天气候特征

利用哈尔滨地面气象观测数据,对1961-2010年哈尔滨雾霾天气候特征进行分析,得出:1961-2010年,哈尔滨的雾霾天经历了一个减少-增多-减少的过程;哈尔滨市雾霾天气出现较频繁,有四到五成的日子会有雾霾天气出现,雾霾天以烟幕和轻雾天为主;雾霾天冬季出现最多,其次秋季,春、夏季较少;雾生多在凌晨3-6时,消多在清晨5-9时;持续时间多4 h(占有记录的雾持续时间81%)。     

北京2013年雾霾天气特点和服务应对措施

对2013年1月北京出现的持续严重雾霾天气的成因及特点做了分析,结果表明持续雾霾天气是由于稳定的层结、持续偏南风及较低的气温共同影响造成。依据服务经验,重点对雾霾天气的预报和服务措施进行了细致的分析。在预报上,利用气象部门数值模拟和天气预报的技术优势,针对雾霾的区域性分布特点,为政府部门提供准确的预报和直观的产品;在服务上,注意抓好时机,利用气象部门的特殊角色,对政府部门、公众和专业用户,根据他们的需求特点,提供相关的服务。另外,还对今后雾霾服务气象部门需要加强的工作,提出了相关的建议。     

连续雾霾天气污染物浓度变化及天气形势特征分析

利用MICAPS资料、地面观测资料、NCEP资料和衡水市环境监测站细颗粒物(PM2.5)及PM10浓度资料,对2013年1月衡水市出现的连续雾霾天气从PM10及细颗粒物浓度演变、雾霾天气污染物浓度与地面要素关系、中低层环流形势特征进行了分析,结果表明:1)雾霾天气期间06:00(北京时间,下同)至07:00和16:00至21:00为PM10和细颗粒物浓度较低时段,PM10最大值出现在15:00,细颗粒物最大值出现在02:00,两者并不同时达到极值。2)雾霾天气污染物浓度与地面湿度并不是简单的正相关或负相关关系,还和许多其它因素有关。3)衡水市污染源主要来源于工业污染源、扬尘污染、冬季燃煤采暖、局部污染源及区域性污染。4)雾霾天气相对湿度和能见度基本呈负相关,气压变化不大,风向频率最多为北到东北风,平均风速一般都在2 m/s以下。雾日时大部分时段为雾和霾的混合物。5)重污染日期间500 hPa为平直偏西气流或西北偏西气流,没有明显的槽脊活动。而污染较轻的时段500 hPa为明显的西北气流控制或有槽脊活动。6)雾霾天气期间大部分日数08:00在850hPa以下都存在逆温层;地面气压场偏弱,尤其河北平原一带基本为均压场。最后对雾霾天气影响及对策进行了简单探讨。     

一次持续性雾霾天气过程的阶段性特征及影响因子分析

应用常规与非常规气象观测资料及PM2.5浓度监测资料,对2013年1月20~24日山西区域一次持续性雾霾天气过程进行分析。研究发现：（1）本次雾霾天气过程具有明显的阶段性特征。2013年1月20日14时至23日11时,由于相对湿度的变化导致了3次轻雾转大雾过程;23日14~20时,由于PM2.5浓度的增大经历了1次轻雾转霾的天气过程。（2）地面弱的气压场和较小的风速以及PM2.5浓度的上升和相对湿度的增大为本次持续性雾霾天气过程的形成和发展提供了有利条件。（3）边界层逆温的存在是雾霾低能见度过程形成的必要条件,边界层有逆温层而不出现雾霾天气的条件是：相对湿度〈50%,PM2.5日均值浓度〈75μg·m-3;逆温层下相对湿度的大小是区别雾和霾天气的指标。（4）相对湿度和PM2.5是决定能见度大小的关键因子,其对能见度的影响体现出明显的阶段性特征,当相对湿度〈90%时,PM2.5浓度对能见度的作用强于相对湿度,是影响能见度变化的主要因子,但随着相对湿度的增大,其对能见度的影响相对增强,当能见度降至1 km以下时,相对湿度成为影响能见度变化的主要因子。     

1979—2020年京津冀地区持续雾霾与雾霾少发时段环流稳定分量对比分析

利用1979—2020年NCEP-DOE再分析资料,基于EOF分解方法提取京津冀地区持续雾霾和雾霾少发时段的环流稳定分量,对比分析其空间结构和演变特征。结果表明：京津冀地区持续雾霾时段的位势高度场稳定分量中存在一个明显的“三极子”结构,雾霾少发时段该“三极子”结构呈反位相分布。欧亚大陆中纬地区风场稳定分量存在的带状偏强西风距平和中低纬较强的波列,使京津冀地区处于少冷空气活动的偏暖状态,有利于持续雾霾天气的维持。欧亚大陆为较强的经向环流特征时,京津冀地区多处于雾霾少发时段。更长时间尺度(60 d)稳定分量中“三极子”分布形势仍大致存在,为持续雾霾天气提供了有利的环流背景。稳定分量的变化特征表明,持续雾霾时段较雾霾少发时段,稳定分量在雾霾天气发生前期具有更明显且持续性较好的前兆信号。     

天津市东丽区一次持续性雾霾天气过程的特征及影响要素分析

基于常规气象观测资料和PM_2.5浓度资料,分析了2019年1月10—14日天津市东丽区出现的一次持续性雾霾天气特征及其成因。结果表明：此次雾霾天气具有明显的阶段性特征,高空平直西风环流、中层暖脊和地面弱气压场为此次雾霾天气出现提供了有利的天气形势。轻雾和霾阶段,能见度变化更易受到相对湿度的影响;而雾阶段,能见度变化更易受到风速的影响。PM_2.5浓度与地面气象因子关系密切,与能见度、风速负相关,与相对湿度正相关。当其他气象条件稳定,且周边地区污染物浓度较高时,近地面风向转变,对本地区雾霾的出现起到关键性作用。     

北京冬季雾霾事件的气象特征分析

利用观测的气象要素和细颗粒物(即PM2.5)浓度资料,并结合中尺度数值天气模式WRF(Weather Research and Forecasting Model),对2013年1月北京地区雾霾污染期间天气条件和边界层气象特征进行了分析。模拟与观测对比表明,WRF模式可以较好地反映北京—天津—河北地区地面和高空主要气象要素的时空分布。对1月10~14日、27~31日两次重雾霾天气的分析表明,雾霾的形成是高浓度的大气颗粒物和特殊的气象条件共同作用的结果。小风或静风、稳定的大气层结,使大气扩散能力减弱,造成污染物堆积,偏南气流将周边污染物和水汽输送到北京,不仅增加了污染物浓度,而且有利于气溶胶吸湿增长,消光增强,使能见度下降,进而形成雾霾。     

一次持续性雾霾天气的边界层结构特征

利用江苏省及周边地区地面气象站和探空站气象要素及PM_(2.5)质量浓度数据,对2013年12月上旬影响江苏及周边地区的一次持续性雾霾天气进行了综合分析。结果表明,本次持续性雾霾天气过程中,925 hPa和850 hPa西南气流维持时间较长,使得中低层逆温结构持续维持。强冷空气是驱散雾霾的主力军,弱冷空气造成贴地逆温维持,对连续雾霾没有清除作用,反而增加了雾霾的持续性。冷空气影响前为上升气流,结束后转为下沉气流,垂直速度小及下沉气流造成逆温持续维持。持续性逆温或等温是雾霾长时间维持的热力条件,小风速及弱垂直运动是动力条件。东南风为大范围雾的形成和维持提供充足的水汽条件。     

牡丹江地区一次雾霾过程的成因分析

利用观测数据和相关气象资料对2015年11月1-3日牡丹江地区出现的一次中度雾霾天气过程进行简单分析,探讨此次雾霾形成的原因。结果表明,相关气象因素对雾霾天气的形成有着至关重要的影响,特别是风力的大小及逆温层的影响。     

四川盆地一次持续性雾霾天气过程分析

利用空气质量监测资料、NCEP分析场资料、常规气象观测资料,对2014年1月22日~2月4日四川盆地一次持续性雾霾天气过程的特点及环流背景进行了分析。结果表明:此次持续14天的雾霾天气过程发生在中高纬纬向型环流背景下,青藏高原到四川盆地的西风气流不利于冷空气南下以及降水的产生,同时我国大部分地方处于地面高压内的均压场中,气压梯度力小,近地面风速小,有利于雾霾的形成和维持。大气混合层高度的变化对雾霾之间的转换有很好的指示作用,霾的混合层高度比大雾和轻雾的高,且霾的相对湿度比低,温度露点差比雾大,逆温强度比雾弱,这些都为雾霾之间的转换预报提供了很好的参考依据。     

哈尔滨一次罕见持续雾霾天气的成因及特征分析

本文通过环流形势、逆温层、能见度、相关的气象实况要素以及PM10和PM2.5的变化特征并针对哈尔滨在2013年10月19-23日出现的历史上罕见的雾霾天气进行了分析,得出雾霾天气出现的指标:高空850 h Pa形势的稳定维持,暖空气控制;地面回流稳定,处于弱高压控制,是导致大范围雾霾天气持续出现的主要背景。相对湿度增大,气压稳定,风速减小,温度降低等气象因子有利于强雾霾天气的出现及其维持。随着冷空气的侵入、降水的产生,风力的加大,逆温的破坏、温度的回升都能有利于雾霾浓度减弱或消散。当雾霾天气加重时,PM10与PM2.5值加大,说明气象条件与大气污染有极大的关系。     

一次雾霾天气过程的污染影响因子分析

利用常规天气资料、自动气象站资料、观象台风廓线雷达资料及污染资料,分析了2005年11月2-5日发生在北京的一次持续雾霾天气过程中中低空扰动、山谷风以及城市热岛对PM10浓度的影响。结果表明:PM10对中低空的扰动很敏感,且扰动越靠近地面,层次越厚,污染指数下降越明显;城区PM10浓度明显高于清洁对照站定陵,但北京地方性山谷风对城郊浓度日变化有明显影响,当谷风加强时,定陵站浓度接近城区并有可能高于城区浓度,谷风有对城区重污染向郊区输送的作用;雾霾天气下热岛效应显著,热岛对PM10浓度的影响相对气象条件和人类活动的影响来说很小。     

一次重雾霾天气成因及湿清除特征分析

为了深入了解发生在武汉地区一次重雾霾天气过程的气象条件、污染源和污染物的湿清除特征,本文利用空气质量监测资料、地面观测资料和遥感火点监测资料和实测雨滴谱资料,详细分析了这次过程。结果表明:此次持续10 d的重雾霾天气过程发生在高压天气系统和静风条件下,辐射降温形成的稳定逆温边界层结构有利于污染气溶胶的积累和雾霾的形成和发展,尤其是来自南方持续不断的湿平流使雾霾天气得以长时间持续和发展,整个雾霾天气期间能见度均小于2 km,最低能见度不足50 m。2014年11月23~24日降水过程对此类污染物有明显的清除效果,清除率最高的是颗粒物污染,NO_2、SO_2和CO次之,最差的是O_3,通过与Scott(1982)按平均碰并系数E(E=0.65)得到的清除率和雨强的关系比较,武汉地区稳定性降水对气溶胶的平均碰并系数可取0.25~0.35。     

太原一次持续性雾霾天气过程中大气电场特征及影响因子

利用山西省太原观象台的大气污染资料和小店气象站的气象观测资料,对2013年1月19—23日太原地区一次持续性雾霾天气过程的大气电场特征进行分析。结果表明:(1)雾霾过程中大气电场发生剧烈变化,不仅极值有较大变化,出现陡升陡降,且电场极性出现多次转变,电场强度的绝对值比晴天大气电场减少30%;(2)雾霾天气下大气电场与相对湿度有较高的负相关性,相对湿度较高是雾霾过程中大气电场值变为负值的主要原因;(3)相对湿度降低导致气溶胶脱水形成干气溶胶是雾霾过程中大气电场转为正值的主要原因,大气电场形成机制的影响使得部分时段在相对湿度降低时大气电场仍为负值。