北京地区雾霾气候特征及影响因子分析
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北京地区雾霾气候特征及影响因子分析一、引言近年来,北京地区频繁出现严峻的雾霾天气,给环境和人类健康带来了巨大的恐吓。
为了更好地了解雾霾气候特征及其影响因子,本文将对北京地区雾霾天气进行分析和探究。
二、雾霾气候特征分析1. 雾霾频次分布特征通过分析北京地区雾霾频次的分布特征,发现其呈现明显的季节性变化。
冬季是雾霾最为严峻的季节,而夏季雾霾频次相对较低。
此外,内蒙古高原和华北平原的地形对北京地区雾霾天气的形成也起到了重要的影响。
2. 雾霾持续时长特征雾霾持续时长通常呈现出两种类型,即短时强雾霾和长期温柔雾霾。
短时强雾霾主要出此刻冬季,而长期温柔雾霾则多见于春秋季。
这种特征是由北京地区地理环境、气象条件和污染物排放等因素综合影响所导致的结果。
3. 雾霾强度分布特征通过对北京地区雾霾强度的分析发现,其在城区和遥郊地区的强度存在明显差异。
城区的强度较高,而遥郊地区则较低。
这主要是由于城市建设和工业污染等因素导致了城区大量的污染物排放,从而加剧了雾霾的程度。
三、影响因子分析1. 大气环流大气环流对雾霾的形成和进步起着重要的影响。
冬季,Siberian High的南下会导致冷空气的入侵,使湿度增加、温度下降,从而有利于雾霾的形成。
夏季,西南气流的控制使得北京地区相对干燥,雾霾频率较低。
2. 化学反应化学反应在雾霾形成过程中起到重要的作用。
二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机物等污染物在大气中的氧化和反应会生成硫酸盐、硝酸盐和有机物等细颗粒物质,从而形成雾霾。
此外,化学反应还会增加云滴的数量,形成云雾。
3. 人类活动排放人类活动排放对雾霾的形成和进步起着至关重要的影响。
北京地区工业、交通和能源消费等人类活动所排放的大量污染物成为雾霾的主要来源之一。
此外,农业活动和生物质燃烧等也会产生一定的污染物,从而加剧雾霾的程度。
四、影响与对策1. 健康影响雾霾对人体健康造成严峻危害,包括呼吸道疾病、心血管疾病、癌症等。
因此,人们应加强自我保卫意识,尽量缩减户外活动,佩戴口罩等防护措施。
北京一次持续性雾霾的特征及成因分析北京一次持续性雾霾的特征及成因分析一、引言近年来,北京雾霾现象频繁出现,给人们的生活和健康带来了巨大的影响。
为了更好地理解雾霾的特征及其成因,本文将对北京一次持续性雾霾进行详细分析,以期能够增进对雾霾形成机制的认识,为未来的环境治理提供参考依据。
二、北京一次持续性雾霾的特征1. 观测数据统计通过对北京近年来的气象观测数据进行统计发现,北京一次持续性雾霾的主要特征表现为PM2.5浓度持续高位,并且持续时间较长,通常会持续数天乃至十几天,严重地影响了市民的正常出行和生活。
2. 可见度变化在这种持续性雾霾天气下,北京的可见度通常很低,有时甚至不足百米,给交通带来了严重的困扰,同时也对机场和港口等交通要地的运营产生了负面影响。
3. 健康危害雾霾天气中的颗粒物和有害气体对人体健康造成了巨大的威胁。
北京的医疗机构近年来记录到了一系列与雾霾相关的疾病,如呼吸系统疾病、心脑血管疾病等。
这些疾病的发病率显著增加,给北京市民的身体健康带来了巨大的风险。
三、北京一次持续性雾霾的成因分析1. 大气扩散条件不利北京位于华北平原,地形条件复杂,加上城市化进程快速,建设用地面积大,导致城市热岛效应明显。
在冬季,受冷空气影响,暖空气上升受限,大气扩散条件较差,导致污染物聚集在城市上空,形成雾霾。
2. 工业污染物排放随着北京市经济的快速发展,工业活动增多,工业污染物排放持续增加。
这些污染物包括颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等,是雾霾形成的直接原因。
尤其是燃煤和汽车尾气排放的二氧化硫和颗粒物,对雾霾的形成具有重要影响。
3. 农村散煤和露天焚烧农村地区使用散煤供暖和露天焚烧秸秆等活动也是雾霾形成的重要因素。
这些活动在冬季尤其频繁,污染物释放量较大,对北京及周边地区的雾霾形成起到了推波助澜的作用。
4. 沙尘天气和气象条件沙尘天气是影响雾霾形成的重要因素之一。
沙尘暴造成的沙尘颗粒物与其他污染物相结合,使得雾霾天气更加复杂。
北京地区空气污染现状及影响因子的地学分析研究近年来,北京地区的空气污染问题一直备受关注。
环境科学家通过地学分析研究发现,北京地区空气污染的现状受到多个主要影响因子的影响,包括气象条件、人类活动以及地形地貌等。
首先,气象条件是北京地区空气污染的重要影响因子之一、北京地处于平原地形,夏季气温较高,风速较大,湿度较低,这种气象条件导致大气稳定层较低,容易形成温度逆渐层。
而温度逆渐层可以阻止空气对流,使得空气污染物在低层大气中停留时间增加,从而加剧了空气污染程度。
此外,北京地区冬季存在的烟雾和雾霾天气,与降温、暴露时间等因素有关。
大气稳定层下的大气污染物无法通过扩散释放,造成了空气质量恶劣。
其次,人类活动也是导致北京地区空气污染的重要因素之一、京津冀地区地理位置的特殊性和经济活动的集中,导致了大量的工业污染和汽车尾气排放。
随着城市化进程的加快,北京地区工业化和交通化带来了大量的废气和废水。
工业排放的废气和废水中含有大量的颗粒物、二氧化硫、二氧化氮等有害物质,直接或间接地影响了北京地区的空气质量。
此外,大量的汽车尾气排放也成为北京地区空气污染的重要因素之一、车辆尾气中的有害物质,如一氧化碳和氮氧化物,对北京空气质量的贡献不可忽视。
最后,地形地貌也是影响北京地区空气污染的重要因素之一、北京地区东西两侧的山脉起到了一定的屏障作用,使得湿度和温度出现差异。
由于地形的阻挡作用,使得污染物在山脉之间的空气中停留时间延长,容易形成严重的雾霾天气。
此外,地势较平坦的平原地区,风向变化较为缓慢,这也导致了污染物在交通污染源和工业污染源周围积聚,进一步加剧了空气质量的恶化。
综上所述,北京地区空气污染现状及其影响因子的地学分析发现,气象条件、人类活动和地形地貌是导致北京地区空气污染问题的关键因素。
为了改善空气质量,政府和公众应加强对空气污染的监测和治理措施,减少工业废气和汽车尾气排放,加强能源的清洁利用,推动环境保护的可持续发展。
《北京雾霾天气形成原因及治理对策》篇一一、引言北京作为中国的首都,其雾霾天气问题备受关注。
雾霾不仅影响市民的日常生活,也对环境和健康造成了严重影响。
因此,深入了解北京雾霾天气的形成原因,并寻求有效的治理对策,已成为一项紧迫的任务。
二、北京雾霾天气形成原因1. 自然因素(1)气候条件:北京地处北方,冬季干燥寒冷,容易形成逆温层,导致空气中的污染物无法有效扩散。
(2)地形因素:北京地势平坦,周围缺乏高山阻挡,风力较小,不利于污染物的扩散。
2. 人为因素(1)工业排放:北京及周边地区的工业生产过程中产生的废气、粉尘等污染物是雾霾形成的主要来源。
(2)交通排放:汽车尾气、道路扬尘等也是造成雾霾的重要原因。
(3)冬季取暖:冬季为了保暖,大量燃烧煤炭等燃料,释放大量污染物。
(4)绿化不足:城市绿化不足,无法有效吸收空气中的污染物。
三、治理对策1. 加强源头治理(1)调整能源结构:减少煤炭等传统能源的使用,推广清洁能源,如天然气、太阳能等。
(2)优化产业结构:加快产业结构调整,发展低碳、环保的产业,减少工业排放。
(3)加强交通管理:加强交通管控,减少车辆尾气排放,鼓励市民使用公共交通、骑行、步行等绿色出行方式。
2. 强化政策支持(1)制定严格的环境保护法规:加大对违法排放的处罚力度,提高企业的环保意识。
(2)实施空气质量达标奖励制度:对达到空气质量标准的地区和企业给予奖励,激励各方积极参与治理。
(3)加强国际合作:与周边地区加强合作,共同应对雾霾问题。
3. 增加绿化面积(1)加大城市绿化投入:增加城市绿地、公园、绿道等公共空间的面积,提高城市绿化率。
(2)鼓励市民植树造林:鼓励市民参与植树造林活动,提高市民的环保意识。
4. 提高公众意识(1)加强宣传教育:通过媒体、学校、社区等渠道加强宣传教育,提高市民的环保意识和健康意识。
(2)倡导低碳生活:倡导市民采取低碳、环保的生活方式,如减少使用一次性产品、节约用水用电等。
北京一次持续性雾霾过程的阶段性特征及影响因子分析近年来,北京的雾霾问题日益严重,给人们的健康和生活带来了严重困扰。
为了更好地了解和应对北京的雾霾问题,对于一次持续性雾霾过程的阶段性特征及影响因子进行分析显得尤为重要。
在北京的一次持续性雾霾过程中,可以明显划分成几个阶段。
首先是起始阶段,通常在晴朗的日子之后,空气中开始逐渐出现污染物浓度上升的趋势。
这个阶段的特征是空气质量指数(AQI)开始逐渐升高,能见度开始下降。
起始阶段主要受到以下几个方面因素的影响:首先是气象条件,冬季静稳天气、低风速和高湿度会导致大气污染物难以扩散,进而积聚在空气中;其次是大气污染物排放量,工厂、车辆尾气以及生活废气的排放,是雾霾形成的主要因素之一。
随后是发展阶段,通常在起始阶段的基础上,AQI指数不断上升,能见度急剧下降,由雾转为雾霾。
发展阶段的特征是雾霾范围不断扩大,且持续时间较长。
影响发展阶段的因素主要有:排放源的积累和扩散,当大气污染物排放量超过自然清除能力时,污染物将逐渐积累并扩散,使雾霾范围不断扩大;气象条件的稳定,静稳天气使得大气污染物难以扩散和稀释并且在空气中停留时间较长。
最后是消散阶段,通常在AQI指数逐渐下降,能见度开始恢复。
消散阶段的特征是雾霾范围逐渐减小,空气质量逐渐改善。
消散阶段的因素主要有:气象条件的改变,例如冷空气的来临、降雨等,有利于将污染物稀释和清除;同时,当污染物的排放减少时,也会促使雾霾逐渐消散。
而影响北京一次持续性雾霾过程的因子主要包括大气污染物排放、气象条件以及地理环境等。
大气污染物排放是雾霾形成的根本,主要包括工厂排放、机动车尾气以及生活废气排放。
气象条件是雾霾发展的重要因素,静稳天气、低风速和高湿度等不利于大气污染物的扩散和稀释。
地理环境也会影响雾霾的分布和传输,例如地势、气候等。
为了解决北京雾霾问题,应采取综合措施:一是加强大气污染物排放管理,鼓励工业企业使用洁净燃料、进行净化治理,并加强机动车尾气的排放控制。
北京冬季雾霾事件的气象特征分析随着工业化进程的加速,环境污染问题日益严重。
其中,雾霾事件在冬季频繁出现在许多城市,给人们的健康和生活带来严重影响。
本文以北京为例,对冬季雾霾事件的气象特征进行分析。
在冬季,北京的天气特点为干燥、少雨、多风,这些气象条件为雾霾事件的发生提供了有利的环境。
干燥的天气使得大气中的水蒸气含量较低,缺乏对空气中污染物的稀释作用,容易造成污染物聚集。
少雨的气候导致干燥的气流得以持续,进一步加剧了空气污染的程度。
多风的气象条件虽然有助于污染物的扩散,但同时也可能将污染物从其他地区带入北京,加重了雾霾事件的影响。
为了深入了解北京冬季雾霾事件的气象特征,我们收集了北京市气象局的历史数据以及气象预报数据。
从这些数据可以看出,在雾霾事件发生期间,天气多为静稳状态,风力较小,空气湿度较低,且存在逆温层现象。
这些气象特征使得污染物难以扩散,导致雾霾事件的发生和加剧。
北京冬季雾霾事件的气象特征主要为干燥、少雨、多风,以及天气静稳、风力较小、空气湿度较低和存在逆温层等现象。
为了应对雾霾事件,我们建议在冬季加强空气质量的监测和预警,同时采取适当的措施,如增加绿化带、推广清洁能源、加强交通管理等,以减轻空气污染对人们健康和生活的影响。
随着工业化和城市化的快速发展,雾霾天气已成为我国城市地区常见的空气质量问题和环境保护的焦点。
特别是在北京等大城市,冬季雾霾现象频繁,对城市居民的健康和生态环境造成了严重影响。
为了有效控制雾霾,需要深入了解雾霾天气的形成机制和影响因素。
本文以北京冬季雾霾天气为研究对象,探讨颗粒物及其化学组分的粒径分布特征。
北京冬季雾霾天气形成的原因有很多,其中颗粒物和气态污染物是主要成分。
颗粒物包括PMPM10等大粒子和小粒子,它们是由多种化学组分组成的复杂混合物。
这些颗粒物的粒径分布特征对雾霾天气的形成和持续具有重要影响。
为了研究颗粒物及其化学组分的粒径分布特征,我们采用了惯性撞击器(IFF)和扫描电迁移率粒径谱仪(SMPS)等仪器,对北京冬季雾霾天气的颗粒物进行了测量和分析。
《北京雾霾天气形成原因及治理对策》篇一一、引言近年来,北京雾霾天气频繁出现,给人们的日常生活和健康带来了严重的影响。
为了更好地了解和解决这一问题,本文将详细分析北京雾霾天气的形成原因,并提出相应的治理对策。
二、北京雾霾天气形成原因1. 自然因素(1)气候条件:北京地处内陆,气候干燥,风力较小,不利于污染物扩散。
冬季供暖期,大气层结稳定,空气流动性差,导致污染物在局部地区积聚。
(2)地形因素:北京地势低洼,周边有山脉环绕,不利于污染物的扩散和稀释。
2. 人为因素(1)工业排放:工业生产过程中产生的粉尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物大量排放,是雾霾天气形成的重要原因。
(2)交通排放:汽车尾气排放的污染物在道路交通密集的地区形成局部污染,加剧了雾霾天气的严重程度。
(3)生活污染:建筑工地扬尘、道路清扫等生活污染也是雾霾天气形成的原因之一。
三、治理对策1. 政府层面(1)加强法律法规建设:制定更加严格的环保法规,加大对违法排放的处罚力度,确保各项环保政策得到有效执行。
(2)优化产业结构:推动产业升级,发展绿色产业,减少高污染产业的比重。
(3)推广清洁能源:鼓励使用清洁能源,减少对化石能源的依赖,降低能源消耗过程中的污染物排放。
(4)加强空气质量监测:建立完善的空气质量监测体系,实时监测污染物的浓度和来源,为治理提供科学依据。
(5)提高绿化覆盖率:加大城市绿化力度,提高城市绿化覆盖率,减少裸露地面,改善空气质量。
2. 企业层面(1)加强自身管理:企业应加强内部管理,确保生产过程中的污染物排放达到国家标准。
(2)技术升级改造:积极采用先进的生产工艺和设备,减少污染物排放。
(3)参与环保公益活动:企业应积极参与环保公益活动,共同为改善空气质量贡献力量。
3. 个人层面(1)绿色出行:尽量选择公共交通、骑行、步行等低碳出行方式,减少私家车使用,降低交通排放。
(2)节能减排:在日常生活中,注意节约用电、用水、用气等资源,减少能源消耗。
北京雾霾的季节特点及成因分析北京雾霾的季节特点及成因分析近年来,雾霾污染问题成为了全球普遍关注的环境问题之一。
作为中国的首都,北京一直以来都饱受雾霾困扰,每年都会出现严重的雾霾天气。
本文将对北京雾霾的季节特点以及成因进行分析,以期更好地了解雾霾产生的原因和对策。
首先,我们来分析一下北京雾霾的季节特点。
在四季之中,北京的雾霾主要集中在冬季和春季。
冬季作为北京雾霾的高发季节,其主要原因是温度下降和燃煤供暖的同时存在。
冬天气温低,形成了对流条件较差的温度反转层,污染物很难被稀释和排放。
另外,冬天正值取暖季节,大量的燃煤产生了大量的颗粒物和污染物,进一步加剧了雾霾的形成。
春季是另一个雾霾高发季节,主要原因是气温逐渐回升,存在着温度反转条件。
此外,春季也是沙尘暴和气象扬尘频繁的季节,这些扬尘物质加入到大气中,使得雾霾的浓度进一步增加。
然后,我们来分析一下雾霾产生的成因。
首先,工业污染是雾霾形成的主要原因之一。
北京作为一个发展迅速的大城市,市区内拥有众多的工厂和工业企业,它们的废气排放成为了造成雾霾的重要因素。
二氧化硫、氮氧化物等工业污染物经由大气传输或是与雾水相结合形成颗粒物,进而形成雾霾。
其次,燃煤排放也是北京雾霾的主要因素。
作为北方地区的一种常见供暖方式,燃煤排放带来了大量的颗粒物和污染物。
此外,交通污染也是雾霾的重要因素。
随着私家车数量的剧增,尾气排放的二氧化碳、氮氧化物和颗粒物等物质对空气质量产生了巨大影响。
此外,农村生物质燃烧和沙尘暴也是雾霾形成的重要原因之一。
针对北京雾霾的成因,政府和各界人士已经采取了一系列的对策。
首先,政府加大了对工业污染的治理力度,强化了对工厂的监管和排放管理。
同时,推行清洁能源替代传统燃煤,降低了燃煤排放造成的雾霾。
此外,对于交通污染,政府推行了限行政策和购车限制,减少了尾气排放。
此外,政府也加强了农村生物质燃烧的治理,鼓励农村居民使用清洁能源取暖。
另外,科研人员也在积极研究雾霾治理的技术和方法,包括大气清洁技术和气象调控等。
北京雾霾的季节特点及成因分析北京雾霾的季节特点及成因分析一、引言雾霾一词成为了近年来频繁出现在人们生活中的词汇,特别是在北京这样的大城市。
雾霾带来的不仅仅是不适宜的天气条件,更是对人体健康的严重威胁。
了解雾霾的季节特点及其形成原因对于预测和应对雾霾现象非常重要。
本文将探讨北京雾霾的季节特点及其成因分析。
二、雾霾的季节特点1. 冬季雾霾冬季是北京雾霾最为严重的季节。
由于气温低、空气湿度高,加上大气扩散条件差,导致污染物在大气中停留时间较长,雾霾现象更加明显。
特别是在无风或风速较低的情况下,雾霾更容易形成。
而冬季燃煤取暖、机动车尾气和工业排放等因素也是冬季雾霾形成的主要原因。
2. 春季雾霾春季是雾霾相对较轻的季节。
由于气温逐渐回升,大气层中的对流运动增强,有利于污染物的扩散和清除。
此外,冬季较高污染物排放的减少也有助于春季雾霾的减弱。
然而,尽管春季雾霾相对较轻,但持续的沙尘暴天气可能会加重雾霾程度。
3. 夏季雾霾夏季是雾霾的次高峰季节。
夏季气温升高,湿度增加,有利于形成雾霾。
此外,夏季也是大气中臭氧生成的高峰季节,臭氧浓度的增加与雾霾的形成有很大关系。
夏季的大气污染主要源于工业废气和机动车尾气的排放。
4. 秋季雾霾与春季相似,秋季的雾霾相对较轻。
气温适宜,大气清洁度相对较高,有利于雾霾的减弱。
但在一些特殊天气条件下,如一个较强的冷空气南下,秋季也可能出现严重的雾霾。
三、雾霾的成因分析1. 工业排放工业是雾霾的重要来源之一。
工业生产需要大量能源,燃烧过程会产生大量二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等污染物,这些污染物会随着大气层扩散,形成雾霾。
2. 机动车尾气排放机动车尾气是城市雾霾的主要原因之一。
车辆燃烧所产生的废气包括二氧化碳、氮氧化物、颗粒物等,这些污染物会直接排放到大气中,随着风向扩散,加重了雾霾现象。
3. 燃煤污染在冬季,燃煤取暖成为了雾霾的重要因素。
燃煤所排放的二氧化硫、颗粒物等污染物含量较高,而且在寒冷的天气条件下,大气层扩散能力减弱,导致污染物积聚,形成雾霾。
Analysis of the Climate Characteristics and Influencing Factors of Fog/Haze in Beijing AreaWeihua Cao, Qingchun LiInstitute of Urban Meteorology, CMA, Beijing 100089, China北京地区雾霾气候特征及影响因子分析曹伟华,李青春中国气象局北京城市气象研究所,北京100089, 中国AbstractThis paper analyzed the climate characteristic and influencing factors of fog and haze in Beijing area. The results showed that the variations of fog and haze days had obvious two-stage characteristics. Between 1980 and 1996, fog days varied with a significant upward trend, while between 1997 and 2010 were with significant downtrend. Haze days decreased in each of the two stages, but after 1997, the average haze days were still higher than that before 1996. Besides, monthly fog days changed significantly, highest from October to December, but monthly haze days were relatively uniform. From the view of spatial distribution, fog and haze had serious influence to the southeast of Beijing area, but had the least influence on the northwest. A case of a sustained fog and haze from November 3 to 8 2009 was examined for a detailed analysis of the influencing factors. The increase of PM2.5 concentration was the main factors reducing haze visibility at the beginning stage in which haze dominated; while relative humidity was the main factors leading to low visibility during the next stage when haze changed into heavy fog. Fog /haze dissipated due to the intrusion of northern cold air.Keywords: Fog and haze; Relative humidity;PM2.5; Climate characteristics 摘要雾霾天气是一种重要的城市气象灾害。
本文分析了北京地区雾霾天气的气候特征和影响因素。
研究表明,北京地区雾霾日数年际分布表现出显著的阶段性特点,大雾在1980—1996年呈显著的上升趋势,在1997—2010年呈显著的下降趋势,而霾在两个阶段均表现出下降趋势,并且1997年后的平均水平要明显高于1996年之前水平;从雾霾的月际分布来看,雾日的月分布不均,主要集中于10—12月份,而霾日的月分布均匀,各月霾日差异较小;从雾霾的空间分布来看,雾霾天气在北京东南及城区发生频率最高、强度最大,在北京西北部雾霾发生频率最低、强度最小。
2009年11月3—8日的一次持续性雾霾天气过程具有显著阶段性特征,在过程开始的霾天气阶段,PM2.5浓度增加是影响雾霾能见度降低的主要因素;在过程发展成熟的大雾天气阶段,相对湿度增大是导致能见度下降的主要因素;最后雾霾的消散则直接受到北方冷空气入侵的影响。
关键词:雾霾;相对湿度;PM2.5;气候特征1.引言北京雾霾天气频繁发生,对城市大气环境、群众健康、交通安全、农业生产等带来了的影响日益显著,极易酿成雾霾灾害。
同时,由于大部分严重的雾霾天气一旦形成往往很难消散(李江波,2010),此类持续性雾霾天气对城市环境的危害往往尤其严重,并容易带来较强的社会负面影响。
在2011年,雾霾天气第一次入选中国十大天气气候事件,反映出社会公众对雾霾天气关注程度的进一步提高。
与此同时,人们对雾霾灾害风险认知意识正逐渐提高,初步开展了针对城市承灾体的大雾灾害风险评估研究(扈海波,2010)。
雾霾气候特征和影响因素是雾霾灾害风险评估的基础性工作,对于雾霾防灾减灾和雾霾风险防范具有重要意义。
目前雾霾气候特征相关研究已取得了不少进展,主要通过历史资料揭示雾霾气候特征与规律(王丽萍,2005;刘小宁,2005;陈潇潇,2008;史军,2010),统计分析雾霾天气的主要影响因素(王淑英,2002; 张丽娜,2008)。
针对北京地区,王继志等(2002)对1980—2000年北京能见度和雾的时空演变特征进行了分析。
以上研究增进了我们对雾霾灾害的气候特征及规律的认识,但目前对北京地区大雾和霾的时空演变差异研究仍然缺乏,这制约了人们对于该地区雾霾灾害的深刻认识。
鉴于目前的研究现状,本文采用1980—2010年逐日气象资料对北京地区的雾霾时空特征进行分析,揭示大雾和霾的气候特征,并进一步通过选取北京一次典型的持续性雾霾天气作为研究个例,对北京地区持续性雾霾的影响因素进行细致剖析。
本文的研究结果将为雾霾灾害风险评估和预警提供依据。
2.资料及处理本文采用的观测资料包括:1)1980—2010年北京地区20个常规气象站的逐日能见度、温度、湿度、风速资料;2) VAISALA的ROSA道面气象自动站能见度、相对湿度、温度、风速资料(VAISALA,2002);3)北京海淀区北洼路宝联体育公园内宝联站的PM2.5资料。
雾日和霾日的提取遵从如下规则:采用逐日能见度、温度、湿度、风速资料,提取满足08时能见度小于等于1km,同时08时湿度大于等于90%且当日无降水作为一个雾日;提取满足08时能见度小于等于10km,同时08时湿度小于90%,且当日无降水作为一个霾日。
3.雾霾的时空特征3.1. 雾霾日数年际变化图1给出了1980—2010年北京年平均雾日和霾日的时间变化序列。
可以看出,北京年平均雾日和霾日的时间变化特征不同。
雾日具有显著的二阶趋势特征,1996年之前雾日呈增加趋势,1996—2010年雾日呈下降趋势。
而就霾日而言,1996年之前呈显著减少趋势,1997年后霾日出现跳跃式的增加,在1997—2010年霾日整体上呈下降趋势,然而从霾日平均水平来看,1997—2010年间平均每年霾日数是75.6,超过前期(1980—1996年)平均年均霾日数71.8,这反映出1996年后的霾天气要比之前霾天气发生频繁,说明霾天气整体上有所增加。
1997年后霾日下降幅度最大、下降速率最快的时期是在2006—2009年期间,霾日图1. 1980—2010年雾、霾年日数变化序列(a.雾日数,b.霾日数)迅速从2006年的84.4天下降至2009年的60.5天,这期间恰逢北京举办2008年北京奥运会,由于2008 年奥运会前后北京市政府采取的一系列大气污染控制措施,促进北京市的空气质量得到改善,这与期间雾霾日数减少关系密切。
3.2. 雾霾日数月际变化在年均雾霾日数分析的基础上,进一步通过累年月平均雾日数和霾日数来分析雾霾变化,图2给出了北京1980—2010年期间平均雾日、霾日的逐月分布。
图2 1980—2010年月平均雾霾日数分布可以看出,月平均雾日月际变化明显,在10—11月份最雾日最多,说明北京雾天气主要发生在秋冬季节,从5月至11月雾日具有显著的上升趋势;而霾的月平均日数月分布相对均匀,平均每月有5—7个霾日。
月平均雾日和霾日对比发现,北京大雾天气发生日数少、季节分布不均,且主要集中在秋季;而霾天气各月出现频繁,且霾日月分布相对均匀,季节差异较小。
3.3. 雾霾日数空间分布采用年平均雾霾日数作为雾霾发生频繁程度的度量指标,进一步分析雾霾频数的空间特征。
图3中阴影表示1980—2010年北京年平均雾日和霾日。
可以看出,北京雾日空间分布呈东南向西北递减趋势(图3a),东南及城区是大雾高发区,随着向西北方向推进,雾日随之逐渐减小,在北京东北的密云县至西南的房山门头沟一带是大雾天气的低发地区,而延伸至西北部的延庆和怀柔地区大雾日数反而又有所增加。
大雾天气在北京东南地区及城区频发,大雾日数整体分布趋势与北京西部和北部山区形成的马蹄形地形有密切关系(王继志,2002)。
北京霾日的空间分布与雾日分布类似但有所区别(图3b),霾日更加集中于北京东南地区,在北京东南的大兴、通州及北京城区是霾日的高发区,而北部和西南的郊区霾日相对较少,这点与雾日分布类似,但霾日分布随地形变化不显著,而在城郊之间表现出明显的差异。
综上所述,北京霾天气的空间分布更集中于东南及城区,在东北、西北和西南郊区的霾日较少;而大雾天气空间分布与地形关系密切,东南城区高发,西北部山区相对较少。
北京东南及城区始终是大雾和霾的高发地区,这一带经济、人口及交通运输更加发达,一旦出现雾霾天气,将更容易对人们的生产生活产生严重的影响,酿成重大城市灾害。
3.4. 雾霾的能见度空间分布图3中等值线表示1980—2010年雾霾期间能见度分布情况,从图3(a)可以看出,大雾的平均能见度空间分布不均匀,与大雾日数的空间分布趋势明显不同,500m以上的大雾能见度主要集中在城区以及怀柔顺义的狭长带区,500m以下的大雾在城区西北部的昌平、城区西南的房山东部和城区东部的通州北部较为明显,可见大雾的低能见度(500m以下)多发生在北京城区的近郊地区(城区北部顺义除外)。
这说明,城区大雾更加频繁但平均能见度相对偏高(接近1km),而近郊区大雾强度相对更大,能见度较差。
霾的能见度平均强度与大雾分布又有所不同(图3(b)),可以看出,霾日数最高的东南向西北推进一带同时也是霾能见度最小的一带,这包括东南大兴和城区和昌平,而在北部的怀柔和顺义不仅霾日较少,同时其霾天气的能见度水平也相对较好,这表明该地区受霾天气影响较小;而西部门头沟和房山地区尽管霾日较少,但是其能见度水平相对较低,说明该地区出现的霾天气强度较大。