下载文档原格式
重庆2022年“6·26”暴雨天气过程成因诊断分析重庆2022年“6·26”暴雨天气过程成因诊断分析一、引言2022年6月26日，重庆市迎来了一场罕见的暴雨天气。
在短短几小时内，大雨倾泻而下，引发了严重的洪涝灾害，给城市和居民生活带来了巨大的冲击。
本文对该次暴雨天气的成因进行诊断分析，以期为未来类似天气事件的预警和防范提供参考。
二、气候背景重庆地处亚热带湿润气候区域，夏季多雷雨天气和高温多湿，而6月的气候特点正好表现出这种特点。
此次暴雨前，重庆连日受到高温的煎熬，空气中的湿度逐渐增加，为暴雨的形成提供了基础条件。
三、影响因素1.暖湿空气这次暴雨的形成与暖湿空气流的活跃有关。
在事件发生前的几天，南方地区受到了强热输送影响，暖湿空气主要由南方沿岸进入重庆。
当这些暖湿空气流遭遇到静止冷空气团时，产生了较强的抬升作用，导致大量水汽凝结成云，最终形成了强降水。
2.地形因素重庆地势复杂，由山区和盆地组成，山区地势陡峭，水流速度快，盆地地势平缓，易积水。
而且，整个重庆市区被两条重要河流——长江和嘉陵江分割，导致水势自然集聚。
这次暴雨期间，暴雨主要集中在市区，加上市区排水设施有限，导致了内涝的形成。
四、天气系统此次暴雨的原因还与局地天气系统的发展有关。
根据气象资料分析，6月26日重庆附近出现了一个低层切变线，这是暴雨形成的重要因素之一。
切变线一经成型，将有利于冷暖空气的堆积和抬升，增大了降水的凝聚和降低过程。
五、强降水成因1.锋区活动6月26日，重庆附近的锋区活动频繁，形成了不断的对流云团。
在这些云团中，水汽充沛，抬升速度快，从而引发了强降水事件。
2.对流云团在锋区活动的影响下，重庆地区形成了多个对流云团。
这些云团在相对稳定的大气环境下，发展迅速，使得降水量大、持续时间长。
六、总结综上所述，重庆2022年“6·26”暴雨天气的成因主要与暖湿空气的流动、地形因素以及天气系统的发展密切相关。
大气能见度的监测与分析大气能见度是指观测者能够从地面或空中清晰地看到的远处物体的距离。
这一指标对于航空、交通和气象预测至关重要。
因此，监测和分析大气能见度的变化越来越受到关注。
本文将探讨大气能见度监测的方法以及对大气能见度数据的分析。
一、大气能见度的监测方法1. 气象观测站气象观测站是最传统的监测大气能见度的方法。
观测站通过设备，如测距仪、透光度仪和湿度传感器等，获得能见度相关数据。
观测站将这些数据发送给气象部门，供他们进行相关天气预报和交通管理。
然而，气象观测站的布局通常是有限的，导致监测范围局限。
因此，这种方法的局限在于无法提供全面的大气能见度信息。
2. 遥感技术遥感技术是一种基于卫星、飞机或其他空中平台获取地球表面信息的方法。
通过遥感技术，可以获取高空中的大气能见度数据，从而提供更全面的观测范围。
这是一种比较先进的监测方法，可以提供多维度的大气能见度数据。
然而，这种方法需要先进的设备和技术支持，成本较高。
3. 智能手机应用如今，智能手机的普及为大气能见度的监测提供了新的方式。
许多智能手机应用可以基于用户所在位置提供实时的大气能见度数据。
这些应用通过使用手机的摄像头和传感器，结合气象模型，计算当前位置的大气能见度。
这种监测方法方便快捷，而且相对便宜，但其准确性尚待改进。
二、大气能见度数据的分析1. 统计分析大气能见度数据的统计分析是了解大气能见度的变化趋势和规律的重要工具。
我们可以分析大气能见度数据的均值、方差和分布，以了解其在不同时间段内的变化情况和概率分布。
通过统计分析，可以帮助预测大气能见度的变化，并制定相应的应对措施。
2. 趋势分析趋势分析是根据历史数据推测未来的一种方法。
对于大气能见度数据，通过分析其长期趋势和周期性，可以预测未来一段时间内的能见度变化情况。
这对于航空、交通等领域的决策者具有重要意义，可以提前做出相应的安排和调整。
3. 空间模拟空间模拟是根据已有的大气能见度数据，通过数学模型进行模拟计算，得出未来不同区域的能见度情况。
重庆市气候与气象灾害第一章气候第一节气候特征重庆市位于青藏高原与长江中下游平原之间过渡地带的四川盆地的西南部。
地跨东经105°11′－110°12′，北纬28°10′－32°15′，东与陕西、湖北、湖南交界，南靠贵州，西、北面与四川接壤。
东西长约470千米，南北宽约450千米，总面积8.24万平方千米。
重庆市年平均气温16-18℃，长江河谷的巴南、綦江、云阳等地达18.5℃以上，东南部的黔江、酉阳等地14－16℃，东北部海拔较高的城口仅13.7℃，最热月份平均气温26-29℃，最冷月平均气温4－8℃，采用候温法可以明显地划分四季。
重庆市年平均降水量较丰富，大部分地区在1000－1350毫米，降水多集中在5－9月，占全年总降水量的70％左右。
重庆市年平均相对湿度多在70％－80％，在全国属高湿区。
年日照时数1000－1400小时，日照百分率仅为25％－35％，为全国年日照最少的地区之一，冬、春季日照更少，仅占全年的35％左右。
重庆市的主要气候特点可以概括为：冬暖春早，夏热秋凉，四季分明，无霜期长；空气湿润，降水丰沛；太阳辐射弱，日照时间短；多云雾，少霜雪；光温水同季，立体气候显著，气候资源丰富，气象灾难频繁。
采用候平均气温划分季节的原则（即候平均气温低于10℃的时间段为冬季，高于22℃为夏季，界于冬、夏季之间的时段分别为春、秋季）可以得到重庆市的四季变化情况。
全市大部分地区在2月末到3月初进入春季，东南部及海拔较高地区偏晚在3月4候前后，春季持续时间约70－85天。
5月中旬开始，全市相继进入夏季，东南部最迟在6月初入夏，夏季是全年最长的季节，普遍有120－140天，东南部稍短，也有100天左右。
9月中旬，东南部首先进入秋季，其余地区在9月末才入秋，持续时间与春季相当，约70－80天。
冬季来临的时间一般在12月上中旬，东南部偏早在11月下旬，冬季长约75－90天，东南部及海拔较高地区可达100天以上。
重庆天气调研报告重庆是中国的一个大城市，位于四川盆地的东南部，地处亚热带季风气候区域，因而天气变化多样。
本次调研报告将对重庆的天气情况进行分析和总结。
重庆的气候属于典型的亚热带湿润气候，全年平均气温在18℃左右。
夏季炎热湿润，冬季寒冷潮湿，春秋季节变化较为明显。
夏季的最高气温常常超过40℃，高温天气持续时间较长，常常伴有强烈的降雨、雷电等天气现象。
冬季最低气温可达到零下5℃左右，降雪不常见，但常有冻雨出现，给出行带来一定的困扰。
总的来说，重庆的天气变化多样，属于典型的四季分明的亚热带气候。
降水较为充沛，全年平均降雨量接近1000毫米，主要集中在夏季和秋季。
尤其是入夏后的5月至8月，降水量相对较多，常常出现强降雨和雷暴天气。
这些降雨对于山城重庆来说，往往会引发山洪、地质灾害等问题，因此在城市建设中需要重视抗洪排涝能力。
重庆的气候变化与地形地貌密切相关，地势起伏不平，河流纵横交错，形成了众多的山峰和峡谷。
这些地理特点使得重庆的气温、降水等气候现象在空间上存在较大的差异。
通常来说，山区相对于市区来说，气温较低，降水较多。
此外，重庆位于长江上游，受长江水汽蒸发的影响较大，湿度较高，空气质量需要进一步改善。
重庆的天气情况对当地的经济、交通和居民的生活产生着重要影响。
首先，重庆是一个重要的经济中心，气候条件对于农业、工业和服务业等各个领域的发展都具有重要的影响。
其次，重庆交通便利，但山地多、地势复杂给交通运输带来了一定的难题，需要在城市规划和基础设施建设中加以考虑。
此外，由于重庆的夏季长、炎热多雨，空调的使用较为普遍，给居民生活带来了额外的经济负担。
总之，重庆的天气多变，属于典型的亚热带湿润气候，冬暖夏热，降水充沛。
地理特点使得气候现象在空间上存在较大差异，对经济、交通和居民生活都产生着重要影响。
在未来的城市发展规划和气候变化应对中，需要充分考虑地理、气候等因素，制定相应的适应策略，以促进可持续发展和提高居民生活质量。
重庆温度现状分析报告范文引言重庆是我国中西部地区的一个重要城市，也是我国大西南经济中心。
作为一个山城，重庆的气候受到地形和气候因素的影响，其温度变化较为显著。
本文将对重庆的温度现状进行分析，以期了解其气候特点和发展趋势。
数据来源本报告的数据来源于国家气象局提供的重庆市历史气象数据和近期观测数据。
这些数据覆盖了大约30年的时间段，包含了每日的最高温度、最低温度和平均温度。
温度趋势分析年平均温度趋势首先，我们来看一下重庆市近年来的年平均温度趋势。
根据数据统计，重庆市的年平均温度呈现出增长的趋势。
在过去的30年里，重庆的年平均温度逐渐上升，每10年平均上升约0.3摄氏度。
季节温度特点接下来，我们来分析一下重庆市各个季节的温度特点。
在春季，重庆的气温逐渐回暖，平均气温在15摄氏度左右。
春季的温度变化较大，早晚温差较大，需要注意添衣减衣。
夏季是重庆的炎热季节，平均气温在30摄氏度以上。
夏季的高温天气较多，午后气温可以达到35摄氏度甚至更高。
夏季也是重庆的雨季，降水量较多，需注意防暑降温和防御雷电。
秋季是重庆的凉爽季节，平均气温在20摄氏度左右。
秋季的天气较为舒适，适宜户外活动，而且降水量相对较少。
冬季是重庆的寒冷季节，平均气温在10摄氏度左右。
冬季的重庆较为湿冷，有时会出现雨雪天气，需注意保暖。
温度极值分析在重庆的气温极值中，夏季高温和冬季寒冷是最突出的。
夏季最高温度可以达到40摄氏度以上，冬季最低温度甚至可以降到零下5摄氏度左右。
这种极端天气对居民生活和农业生产都带来了一定的不便。
温度变化原因分析重庆的温度变化受到多种因素的影响，包括地理位置、地形和人类活动等。
首先，重庆地处在亚热带湿润气候带，气候整体温暖湿润。
这使得重庆在冬季相对较暖，而夏季相对较热。
其次，重庆是一个山城，地势复杂，沟壑纵横。
山脉的屏障效应导致重庆的温度差异较大，山区的温度相对较低，而平原地区的温度相对较高。
此外，人类活动也对重庆的温度变化产生了一定的影响。
重庆市PM2.5研究现状分析大气颗粒物是大气气溶胶的重要组成部分，也是关系到解决当前全球气候变化和我国生态文明建设等一系列重大科学和民生的热点研究领域之一。
重庆市PM2.5污染相对严重，且到目前为止，对PM2.5的研究虽取得了一定成果却没有重大突破。
本文主要介绍了当前重庆市PM2.5研究现状，并将其与北京市和国外PM2.5研究现状相对比，提出了重庆市PM2.5研究中还可以改善的地方。
标签：PM2.5 重庆市研究现状研究成果1 PM2.5的简介1.1 PM2.5的含义PM2.5是指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5 微米的颗粒物，又称细粒子、细颗粒。
它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。
虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。
1.2 PM2.5对人体的危害与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。
PM2.5可通过气血交换进入人的血管，甚至直接通过呼吸道进入人的肺部、支气管，它可对人体呼吸系统、心血管系统、免疫系统、生殖系统、神经系统和遗传系统产生有害影响，严重危及人类身体健康。
2重庆市PM2.5的研究成果各大高校老师和学生、政府部门、研究机构主要针对重庆市PM2.5质量浓度以及浓度分布特征、重庆市污染状况、重庆市PM2.5中元素污染特征、污染来源、重庆市典型点位PM2.5中水溶性离子来源与特征解析、重庆市颗粒物中元素分布特征及来源分析等开展了一系列的研究工作，根据研究数据，得出了相应的结论。
2.1重庆市PM2.5质量浓度状况由《重庆市主城区PM2.5污染特征初步研究》中各月份PM10和PM2.5浓度均值表可以看出，重庆市冬季PM2.5浓度最高，均在150μg/m3以上，5月份和7月份浓度值较小，由于冬天大气相对稳定，空气不易对流，大气的稀释能力变差，PM2.5就会长时间持续悬浮于空中，影响空气质量。
趣知识：为什么重庆的雾特别多？1、为什么重庆的雾特别多？我国的重庆是著名的多雾城市，被称为“雾都”，每年平均有100多天有雾。
⼤雾弥漫时，能见度有时只有⼏⽶。
为什么重庆雾特别多呢？重庆位于长江和它的⽀流嘉陵江的汇合处，空⽓湿润，全年相对湿度在80%以上。
同时，重庆周围有⾼⼭阻挡，地⾯崎岖不平，也没有强风吹过，空⽓中的⽔蒸⽓难以扩散。
天⽓晴朗的夜晚，地⾯的热量急剧散发，温度迅速下降，靠近地⾯的潮湿空⽓中的⽔蒸⽓就凝结成⽆数细⼩的⽔滴，在低空飘浮，从⽽形成了雾。
冬季⽇照时间较短，太阳辐射弱，雾在⽩天不能完全消散。
⽇落以后，⼭坡上密度较⼤的冷空⽓由于受地形的影响，会下沉积聚在盆地底部，使⼤雾更易形成。
这便是重庆雾⽐较多的原因。
2、蛇蜥（Ophisaurus）属于蜥蜴⽬，是⼀种⽆四肢的蜥蜴，外观似蛇，但不是蛇。
3、在云南省德宏傣族景颇族⾃治州瑞丽市中缅边境上，⼀个傣族村寨被国境线⼀分为⼆，中⽅⼀侧称为银井，缅⽅⼀侧称为芒秀，形成了⽐较少见的“⼀寨连两国”景观。
4、豚⿏⼜名荷兰猪、⼏内亚猪。
但是这种动物既不是猪，也并⾮来⾃荷兰、⼏内亚。
5、Popeye（⼤⼒⽔⼿）这部卡通⽚是为了推⼴菠菜⽽制作的。
6、电脑⼩键盘上的数字的顺序和电话机上的数字顺序是相反的。
7、南⾮也是迄今世界上唯⼀的⼀个有三个⾸都的国家。
南⾮⽴法⾸都开普敦、南⾮⾏政⾸都⽐勒陀利亚、南⾮司法⾸都布隆⽅丹。
8、梵⾼⽣前只卖出过⼀幅画，死后⼈们却抢着买他的画9、1900年举办第⼆届奥运会时，在英国就读的印度⼈诺⾔尔曼·普理查德是亚洲第⼀个获得奥运会奖牌的⼈，他也是亚洲第⼀个参加奥运会的运动员！10、1928年，为纪念孙中⼭逝世三周年，国民政府举⾏了植树式。
以后为了纪念孙中⼭先⽣，把每年的3⽉12⽇定为植树节。
重庆市区灰霾天气变化及特征分析张灿;周志恩;翟崇治;张丹【期刊名称】《中国环境监测》【年(卷),期】2014(000)004【摘要】分析了近15年重庆市区灰霾的时间变化特征以及主要大气污染物与能见度的相关性。
1997-2012年，灰霾天气占41�2％，发生天数没有明显变化，严重程度有所减缓。
灰霾在冬季发生的天数最多，持续时间长，且容易发生重度的持续灰霾。
夏季灰霾天数最少，程度最轻。
PM10、PM2�5、SO2、NO2浓度随灰霾的加重而增加，其中PM2�5浓度增幅最大，O3浓度随灰霾的加重而降低。
灰霾对能见度的影响大于降水天气对其的影响。
灰霾天气下能见度受PM2�5的影响较大，非灰霾天气下，能见度主要受O3的影响。
【总页数】7页(P69-75)【作者】张灿;周志恩;翟崇治;张丹【作者单位】重庆市环境科学研究院重庆市环境监测中心，城市大气环境综合观测与污染防控重庆市重点实验室，重庆 401147;重庆市环境科学研究院重庆市环境监测中心，城市大气环境综合观测与污染防控重庆市重点实验室，重庆401147;重庆市环境科学研究院重庆市环境监测中心，城市大气环境综合观测与污染防控重庆市重点实验室，重庆 401147;重庆市环境科学研究院重庆市环境监测中心，城市大气环境综合观测与污染防控重庆市重点实验室，重庆 401147【正文语种】中文【中图分类】X823;X51【相关文献】1.本溪地区灰霾天气时空分布特征分析研究 [J], 魏海宁;邢刚;谭政华;寇思聪;董宝磊;崔曜鹏2.镇江市灰霾天气与非灰霾天气下细颗粒物（PM2.5）中无机元素分布特征分析[J], 邱坚;霍玉玲;郭劲秋3.1960-2009年中国灰霾天气演变特征分析 [J], 步巧利;吴涧4.京津冀地区典型灰霾天气地面要素场特征分析 [J], 王盈5.鄂州市近34年灰霾天气特征分析 [J], 王保;黄思先;杨辉;张火平;张叶因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
渝中区天气【渝中区天气】渝中区位于重庆市中心，是该市的主要商业、金融和文化中心。
本文将为您介绍渝中区的天气情况，包括四季变化特点、降水情况、气温变化以及常见的天气现象。
一、四季变化特点渝中区的气候属于亚热带湿润气候，四季分明。
夏季炎热潮湿，冬季寒冷多雾。
春秋季温暖宜人，是最适合旅游的季节。
二、降水情况渝中区的降水主要集中在夏季，尤其是6月至8月。
这段时间常常会有暴雨，特别容易引发山洪和地质灾害。
因此，游客在这个时候应注意安全，尽量避免涉水和外出。
三、气温变化渝中区的气温变化较为明显。
夏季平均气温在30℃左右，极端高温可能达到35℃以上；冬季平均气温在10℃左右，但有时可能下降到0℃以下。
春秋季温度适宜，白天较暖和，夜晚较凉爽，适合出行和休闲活动。
四、常见的天气现象1.霾重庆是中国著名的霾都之一，渝中区也不例外。
由于工业排放和车辆尾气污染，大气中的颗粒物和污染物较多，导致霾天频繁出现。
在这种天气下，空气质量较差，呼吸道疾病易于加重，外出时佩戴口罩是必要的。
2.雾渝中区冬季常常有雾天出现，海拔较低的地区雾气更为浓厚。
雾天视线不佳，驾车和出行时需格外小心。
另外，由于重庆市地势起伏较大，山区更容易出现大雾，给交通带来一定的不便。
3.雷雨夏季是雷雨频繁的季节，渝中区也常常受到雷雨的影响。
雷电天气具有突然性和剧烈性，大风、冰雹、强降雨等天气现象可能会对居民和交通造成不利影响。
在雷电天气下，避免在露天场所活动，确保人身安全。
4.高温夏季的高温天气是渝中区的特点之一。
在酷热的天气下，室外活动需注意防暑降温措施，多喝水、避免长时间暴露在阳光下。
老人和儿童需特别关注健康和防暑。
总结：渝中区的天气情况四季分明，夏季炎热潮湿，冬季寒冷多雾，春秋温暖宜人。
降水集中在夏季，可能会有较多的暴雨，游客需做好安全防护。
渝中区的气温变化较大，夏季可能达到35℃以上，冬季可能下降到0℃以下。
常见的天气现象有霾、雾、雷雨和高温。
游客应根据季节和天气情况做好准备和防护措施，确保旅行的顺利和安全。
大气能见度变化趋势及影响因素分析摘要介绍影响大气能见度的气象因子，分析大气能见度日、月、季节变化规律，阐述大气能见度对日常生活造成的影响，以供参考。
关键词大气能见度；影响因子；变化趋势大气能见度（visibility）是反映大气透明度的指标，与人们的日常生活紧密相关，它的好与差直接反映了一个地区的大气环境质量。
恶劣能见度的出现给人们生产、生活带来诸多不便和危害，甚至造成交通安全事故。
因此，研究大气能见度变化趋势及影响因子，并采取趋利避害的措施，对保障交通安全、改善大气环境质量和城市防灾减灾具有十分重要的意义。
该文通过对信阳市2002—2011年10年间气象资料统计发现：大气能见度变化趋势与气象因子、季节、日变化存在一定联系[1]，掌握该规律可以为当地能见度预测和预防灾害提供科学依据。
1 影响大气能见度的气象因子分析大气能见度是一个重要的气象要素。
目前，影响大气能见度的因子有多种，研究表明，空气污染物PM2、NO2、SO2等浓度的变化是影响大气能见度的主导因素[2-3]。
从气象角度分析，影响因素则主要有：相对湿度、风速、气压和天气现象等气象因子。
1.1 大气能见度与湿度的关系从表1可以看出，随着相对湿度的升高，大气能见度大致呈现逐渐下降的趋势。
因此，可以得出相对湿度与大气能见度之间的关系呈明显反位相，即大气能见度与相对湿度具有反相关关系。
1.2 大气能见度与风速的关系从表2可以看出，随着风速的增大，大气能见度上升。
因此，大气能见度随着风速的增大而增大，二者的相互关系大致呈正位相关系。
1.3 大气能见度与气压的关系气压与大气能见度的变化关系较为复杂，通过对信阳市2010年气压资料综合分析，发现能见度与气压关系呈微小负相关性，只有当本站天气有明显变化或在晴朗夜间时，大气能见度与气压之间变化才具有一定的规律性，即呈负相关性。
1.4 与天气现象的关系天气现象对能见度的影响也不可忽视。
《天津机场低能见度气候的统计特征》[4]表明，造成低能见度障碍的各种天气现象（降水、雾、烟、浮尘、扬沙、霾等）中以雾为主，雾形成的物理条件主要是有足够的水汽、风速微弱和气团稳定。
第38卷第9期西南师范大学学报(自然科学版)2013年9月V o l.38N o.9J o u r n a l o f S o u t h w e s t C h i n aN o r m a lU n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n)S e p.2013文章编号:10005471(2013)09012806重庆主城区大气层结特征及与空气质量关系分析①王中,林娜重庆市人工影响天气办公室,重庆401147摘要:利用L波段探空雷达数据和地面气象观测资料,统计分析了重庆市主城区大气层结特征及其与空气质量的关系,结果表明重庆主城逆温比例很高,各月均有逆温存在,而且有明显的日㊁月和季节变化;近地层的相对湿度较大,冬季高于夏季,在近地层到2000m间存在有逆湿现象;近地层盛行偏东风,风速较小;大气以中性层结占主导地位,而且冬季的混合层厚度较薄;高逆温逆湿频率㊁低风速㊁多中性层结和较薄的混合层是造成重庆主城冬季空气质量较差的主要气象因素.关键词:城市;大气边界层;层结;空气污染中图分类号:P49;X51文献标志码:A离地面1~2k m左右的大气边界层是人类生活和生产活动的主要空问,地气之间相互作用主要是发生在这里,人类活动引起的生态失衡㊁环境恶化以及气候变化和天气㊁气候异常等无一不是与大气边界层中发生的物理过程㊁化学过程和生态过程等密切相关[1].在城市地区,边界层特性在两个方面的问题中备受关注,一是大气环境或空气污染问题,二是城市热岛问题[2].在国内迅速发展的大城市中,对大气边界层结构和特性的研究日益受到重视.北京自建立325m气象塔等大气边界层综合观测系统后,以中国科学院大气物理研究所为代表的研究者们在大气边界层和大气环境领域做了大量的工作,取得丰硕的成果并发表了大量的论著[1].他们主要从大气边界层的结构特征㊁动力和热力交换㊁空气污染关系等诸多方面进行了研究和数值模拟[3-15],城市空气质量日益受到人们关注[16],这些研究成果为现代城市健康㊁科学地发展等提供了科学依据.上述研究大部分是基于大的科研项目,拥有较为完备的专用观测设备,而由于观测资料等的局限,我国其它大部分城市对大气边界层的研究较少,特别是西南地区.气象部门过去所使用的59-701雷达探空技术在边界层探测方面较欠缺,而目前所使用的L波段探空雷达技术,正好弥补了上述缺陷[17].L波段探空系统是我国自主研制的新一代探空系统,它由二次测风雷达和G T S I型数字电子探空仪配合探测,能够对从地面至30k m大气层的气压㊁温度㊁湿度㊁风向㊁风速5个气象要素进行综合探测.它具有探测精度高㊁采样速率快㊁使用方便等特点,实现了高空气象探测仪器的数字化和自动化[18].重庆市位于四川盆地东部,是我国西南地区的大都市,主城区地形地貌复杂,重庆市作为老工业基地,工业对重庆经济的发展起着举足轻重的作用.工业污染是导致重庆环境污染损失的重要原因[19-20],其大气边界层对城市的影响使其在创建 国家环境保护模范城市 目标中具有特殊的难度.本文拟对重庆主城区大气边界层的特征及其与空气质量指数关系进行分析,从而为重庆 创模 提供参考依据,具有重要的意义. 1资料说明重庆L波段探空雷达探空业务系统于2004年建成,位于主城范围的沙坪坝区气象局,每日02时㊁08①收稿日期:20120712Copyright©博看网. All Rights Reserved.基金项目:重庆市气象局业务攻关资助项目(y w g g-201207).作者简介:王中(1968),男,重庆人,高级工程师,主要从事气象灾害研究.时和20时三次观测,垂直分层最密可以每升高7m 获取一套数据.但由于02时的观测仅有风的资料,因此下面的分析主要基于08时和20时㊁垂直分层为从地面开始每50m 间隔的数据.地面气象观测数据同样为沙坪坝区气象局每日02时㊁08时㊁14时和20时四次观测的气象资料.二者资料年代均为2005-2010年.2 温度的垂直结构特征2.1 逆 温在低层大气中,通常情况下气温随高度的增加而降低.但有时在某些层次可能出现相反的情况,气温随高度的增加而升高,这种现象称为逆温.出现逆温现象的大气层称为逆温层.当出现逆温时,下面的空气冷而重,而上面的空气热而轻,下重上轻,是一种很稳定的状态,因此下面的空气不容易上升,上面的空气也不容易下沉,从而不利于气流的垂直运动.由于逆温而造成的天气异常变化,对人们生产㊁生活影响很大,甚至给人们的生命财产带来极大危害,例如空气污染㊁强对流天气等[21-22].图1是重庆主城逆温月平均出现频率情况,从图中可以看出重庆主城:(1)逆温比例很高,各月均有逆温存在,最低频率在30%以上(7月),最高可达95%(1月);(2)逆温比例有明显的日变化,4-9月夜间出现逆温的频率明显高于白天,就其原因主要是白天地面在阳光的照耀下,地面将部分热量辐射出来加热了低层大气,这样离地面愈近的大气获得地面的热量愈多,温度也愈高,离地面愈远则温度愈低,而在晴朗无云或少云的夜间,地面不断向外放出辐射能量而冷却,贴近地面的空气层也随之降温.由于愈靠近地面的空气受到地表的影响愈大,所以离地面愈近降温愈多,离地面愈远降温愈少,其余月份白天与夜间基本相当,仅在1月和11月的夜间略高;(3)逆温比例有明显的季节变化,冬半年逆温比例大于夏半年逆温比例,主要原因是夏季重庆受太阳照射时间长㊁强度大,地面接收的热量多,辐射到近地层的热量就多,从而造成大气边界层的气温高,不易出现逆温现象,而冬半年刚好相反.图1 重庆主城逆温月平均出现频率图2 重庆主城月平均逆温强度 统计表明,重庆主城有多层逆温出现的现象.如果将逆温层底小于100m 的逆温统计为接地逆温,则重庆主城逆温中有40%左右为接地逆温,除11㊁12月外,其余月份08时出现接地逆温的概率较20时大,特别是春夏季.将有逆温存在日的最强逆温层的温度差除以逆温层厚度可以得到逆温强度值(图3).结果表明重庆主城逆温强度平均在0.85ħ/100m 左右,其中冬季超过1.0ħ/100m ,1月夜间可达1.3ħ/100m 以上.单日最大逆温强度值曾达到7.9ħ/100m.将单日最强逆温层的厚度平均计算得到重庆主城逆温厚度月平均(图4).重庆冬季逆温层的厚度明显最大,可达1000m 以上,其中1月份的厚度超过1300m ,夏季最薄,夜间与白天差别不大.2.2 零度层高度零度层是指温度为0ħ时的气层,在天气预报㊁气候分析㊁人工影响天气㊁航空等领域得到广泛关注,是一个非常重要的参考指标,-5ħ~-10ħ左右是人工增雨时播撒催化剂的最佳温度,而对航空飞行,在水汽条件较好时,此温度下飞行器易出现结冰现象而影响安全.图4是0~-5ħ高度月平均变化图.其变化为单峰型,即冬季低,夏季高,夏季在4000m 以上,7月份最高,可达到5000m 以上,而冬季的1031西南师范大学学报(自然科学版) h t t p ://x b b jb .s w u .c n 第38卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.月最低,仅在1500m 左右.由于白天的增温作用,20时的高度明显较08时高,特别是冬季.图3 重庆主城逆温厚度月平均图4 重庆主城零度层高度月平均变化3 相对湿度的垂直结构特征相对湿度表征的是空气的潮湿程度.从重庆主城相对湿度(%)的月平均垂直变化统计结果看(图5),(1)重庆主城近地层的相对湿度较大,1000m 高度附近仍然在80%左右,相对湿度小于50%的高度冬半年在4000m 以上,夏半年在5000m 以上,特别是6月份在5000m 附近相对湿度还在70%左右;(2)早间的相对湿度普遍大于夜间,主要是因为白天温度较夜间高,水蒸发得快,同时也与重庆多夜雨有关;(3)近地层相对湿度冬季大于夏季,因而给人的感觉是重庆冬季阴冷潮湿;(4)相对湿度在垂直方向上有逆湿现象,即本是随高度的增高相对湿度应减小,但在某些高度存在随高度的增高相对湿度也增大的现象,这种现象一年四季都存在,尤以夏季的傍晚最为明显,主要出现在近地层到2000m 间,最厚可达2500m.4 风的垂直结构特征统计重庆主城上空风向频率和风速表明:在1000m 以下的近地层由于受山区地形的影响,除7㊁8月为偏南风外,其余月份基本上以偏东风为主,风速在2m /s 以下;1000~2000m 为偏南风,除6-8月风速在5m /s 左右,风速相对较大外,其余月份为3m /s ,风速较小;而3000m 以上夏季多为西南风,这与重庆夏季主要受副热带高压西侧偏南气流的影响有关,其余季节盛行偏西风.夏季从底层到高层风向一致,可以加大上下气层间动量和热量的输送,增强湍流运动,有利于空气的交换,从而利于空气中污染物的扩散,是重庆夏季空气质量较好的原因之一,冬季正好相反.图5 重庆主城相对湿度(%)月平均垂直变化曲线图(细线为08时,粗线为20时)图6 重庆主城月主导风向及平均风速时间空间分布5 层结特征与空气质量关系重庆主城区空气污染除与污染物排放总量㊁能源结构㊁环保投入等因素有关外,还与其地理和气象条131第9期 王 中,等:重庆主城区大气层结特征及与空气质量关系分析Copyright ©博看网. All Rights Reserved.件有较大的关系[21].重庆主城区被中梁山和铜锣山㊁南山等山脉分隔,长江㊁嘉陵江交汇穿城而过,属于典型的山区河谷地形,地形复杂.地面风场受河谷地形影响,近地层风速较低且各向差异较小,年均在1.5m /s 左右,而且静风频率较高,年均25%左右;混合层较低,逆温频率高;雾日多,平均每年雾日约100d .这些特有的地理和气象条件不利于大气污染物的扩散,在相同的污染物排放量情况下,与其他平原及沿海城市相比大气污染势必更加严重[23].有研究表明,重庆主城区空气质量夏季最好,春季次之,秋季较差,冬季最差[24],其首要污染物为可吸入颗粒物(简称P M 10),从其日变化看,浓度较高的时段出现在中午和深夜,中午浓度高主要是由于从上午开始人类活动增大,污染物的排放量增大,而早间7时和下午17时左右是全天浓度较低的时段,从天气原因分析是重庆有 巴山夜雨 的现象,即在早间(5-8时)易产生降水,下午到傍晚一般易出现对流天气,利于污染物的沉降或扩散,而夜间慢慢出现逆温,污染物容易堆积,由于图7是全年的情况,其实还存在季节的差异.图7 重庆主城区P M 10浓度全年(2011年)逐时变化图8 重庆主城空气质量与温度要素关系统计结果表明,重庆主城区空气污染日(A P I ȡ100)主要出现在冬季,特别是11㊁12月,从图8中可以看出,夏季由于逆温频率低㊁逆温厚度小,零度层高度高㊁大气上升运动强,出现空气质量差的日数极少,而冬季刚好相反.5.1 混合层厚度特征与空气污染边界层中的空气由于地受地面摩擦或热力作用的影响,在某个高度的稳定层下会出现显著的垂直混合,形成混合层,其厚度就是混合层厚度.它表征了污染物在垂直方向被热力湍流稀释的范围.大气混合层厚度是反映污染物在铅直方向扩散的重要参数,也是影响大气污染物扩散的主要气象因子之一.大气混合层厚度越大,就越有利于污染物的扩散和稀释[23]按照国标G B /T 384091中的规定,利用重庆主城区的地面气象观测资料来计算重庆主城区大气边界层内的混合层厚度.混合层厚度的日变化表明,在重庆主城区夜间混合层厚度较薄,仅300m 左右,而且月际间波动不明显.而白天由于天气对流活动较夜间强,因而其混合层厚度较大,特别是在中午前后为一天中混合层厚度最厚的时段,最厚在3000m 以上,由于混合层厚度愈大,稀释作用愈强,地面污染物浓度愈低,这为污染物排放时间的选择提供了依据,即一般排放时间宜选在白天.夜间和清晨混合层厚度薄,大气稀释能力弱,污染物易在近地层堆积,故应减少夜间排污量.混合层厚度在白天的月际变化也非常显著,夏半年较厚,其中以7月为最,14时月均在1200m 左右,231西南师范大学学报(自然科学版) h t t p ://x b b jb .s w u .c n 第38卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.而冬半年较薄,14时仅在700m 左右.这种变化反映了大气扩散稀释能力的季节变化;夏㊁春两季大气扩散稀释能较强,污染物易于排散,冬㊁秋两季大气扩散稀释能力差,尤其冬季更差,污染物不易较快扩散,容易在低层堆积造成污染[26].降水对空气污染有明显的净化作用,通过人工增雨作业,可以有效地改善重庆主城区的空气质量[27].5.2 稳定度特征与空气污染大气稳定度的性质,反应了边界层大气的对流活动状况,也是表征大气污染物扩散潜势的一个重要物理量.按照国标G B /T 384091中的规定计算结果表明,在重庆主城区夜间边界层大气基本上都处于中性或稳定层结,早上08时左右以中性层结为主,夏半年也有20%~40%的时间出现不稳定状况,而中午14时左右的稳定层结状况较少,中性和不稳定层结占绝大部分,这与每天大气活动规律一致.主要是由于在白天太阳高度角增大,辐射强度增强,地面温度逐步升高,乱流也随之增强,使不稳定不断增长.到14时地面温度接近最高,乱流也最强,所以此时段大气最不稳定.从全天总体看是重庆主城区大气以中性层结占主导地位(平均60%左右).从季节变化看,重庆主城区不稳定层结主要在夏季,较有利于大气污染物的扩散,这与重庆夏季辐射强㊁高温㊁多雨有关;而重庆主城区由于冬季云层厚,多阴天,太阳辐射等级弱,因而主要为中性和稳定层结,不利于大气污染物的扩散.但从近几年的各月总体变化看,重庆主城区不利于大气污染物扩散的层结(中性和稳定)百分率有下降的趋势,表明重庆主城区空气质量有缓慢转好的天气条件.6 结 语通过以上的统计分析,可以得到以下结论:1)重庆主城区逆温比例很高,各月均有逆温存在,而且有明显的日㊁月和季节变化,有多层逆温出现的现象,逆温强度平均在0.85ħ/100m 左右,其中冬季较强,冬季逆温层的厚度可达1000m 以上,零度层高度在冬季可低至1500m 左右;2)近地层的相对湿度较大,早间普遍大于夜间,冬季高于夏季,在近地层到2000m 间一年四季都存在有逆湿现象,逆湿厚度高的可达2500m ;3)近地层由于受山区地形的影响盛行偏东风,风速较小,3000m 以上夏季多为西南风,,其余季节盛行偏西风;4)从全天总体来看,重庆主城区大气以中性层结占主导地位(平均60%左右),由于冬季重庆主城区云层厚,多阴天,太阳辐射等级弱,因而主要为中性和稳定层结,不利于大气污染物的扩散而且冬季的混合层厚度较薄,污染物不易较快扩散;5)高逆温逆湿频率㊁低风速㊁多中性层结和较薄的混合层是造成重庆主城冬季空气质量较差的主要气象因素.参考文献:[1]胡 非,洪钟祥,雷孝恩.大气边界层和大气环境研究进展[J ].大气科学,2003,27(4):712-728.[2] 张 鑫,蔡旭晖.柴发合.北京市秋季大气边界层结构与特征分析[J ].北京大学学报:自然科学版,2006,42(2):220-225.[3] 胡 非.大气边界层的一些空气动力学特征[J ].力学进展,1990,20(3):328-340.[4] 徐阳阳,刘树华,胡 非.北京城市化发展对大气边界层特性的影响[J ].大气科学,2009,33(4):859-867.[5] 张 强,张 杰,乔 娟.我国干旱区深厚大气边界层与陆面热力过程的关系研究[J ].中国科学:地球科学,2011,41(9):1365-1374.[6] 胡 非,李 昕,陈红岩,等.城市冠层中湍流运动的统计特征[J ].气候与环境研究,1999,4(3):252-258.[7] 刘辉志,洪钟祥.北京城市下垫面边界层湍流统计特征[J ].大气科学,2002,26(2):241-248.[8] 李家伦,洪钟祥,孙淑芬.青藏高原改则地区大气边界层特征[J ].大气科学,2000,24(3):301-312.[9] 卞建春,乔劲松,吕达仁.大气近地层湍流能谱特征的再分析[J ].大气科学,2002,26(4):474-480.[10]胡 非.大气边界层湍流涡旋结构的小波分解[J ].气候与环境研究,1998,3(2):97-105.331第9期 王 中,等:重庆主城区大气层结特征及与空气质量关系分析Copyright ©博看网. All Rights Reserved.[11]郭 利,张艳昆,刘树华,等.北京地区P M 1o 质量浓度与边界层气象要素相关性分析[J ].北京大学学报:自然科学版,2011,47(4):607-612.[12]殷达中,洪钟祥.北京地区严重污染状况下大气边界层结构与参数研究[J ].气候与环境研究,1999,4(3):303-307.[13]张 璐,杨修群,汤剑平.夏季长三角城市群热岛效应及其对大气边界层结构影响的数值模拟[J ].气象科学,2011,31(4):431-440.[14]刘 罡,李 昕,胡 非.大气边界层风速脉动的分形模拟[J ].气候与环境研究,1998,3(3):260-265.[15]杨多兴,陈刚才,刘 驰,等.拉格朗日烟团空气质量模式系统气象要素模拟验证[J ].西南农业大学学报,2006,28(5):776-781.[16]李金娟,杨荣师.贵阳市大气颗粒物的污染特征及其与主要气象要素的相关性分析[J ].西南大学学报:自然科学版,2011,33(1):91-95.[17]马 力,张银廷.L 波段探空G F E (L )I 型二次测风雷达资料在重庆大气边界层特征分析中的应用[J ].气象科技,2008,36(1):105-107.[18]张倚晨,张银廷,谭炳全.L 波段雷达探空实际操作中常见问题及处理方法探讨[J ].贵州气象,2010,34(增刊):203-205.[19]李 琳,朱金山,高润霞.基于V A R 模型的重庆市经济增长与环境污染的关系研究[J ].西南大学学报:自然科学版,2009,31(11):92-96.[20]朱金山,王定勇.重庆市经济增长与环境污染关系及成因分析[J ].西南大学学报:自然科学版,2008,30(11):109-113.[21]王式功,姜大膀,郎成梅,等.兰州市区低空大气温度层结构特征及其与空气污染的关系[J ].兰州大学学报:自然科学版,2001,37(4):133-139.[22]李 燕,石小龙,王树雄,等.2009年大连春季强对流雨雪天气过程分析[J ].高原气象,2011,30(4):961-96.[23]蒋昌谭,张卫东.重庆市主城 蓝天行动 :典型山地城市大气污染控制实例[M ].北京:中国环境科学出版社,2009.[24]孟小峰,徐 刚.重庆主城区空气质量时空分布及原因分析[J ].亚热带资源与环境学报,2010,5(4):37-42.[25]廖国莲.大气混合层厚度的计算方法及影响因子[J ].中山大学研究生学刊:自然科学㊁医学版,2005,26(4):66-73.[26]孟庆珍,林安民.重庆近11年大气混合层厚度研究[J ].重庆环境科学,1994,18(4)12-16.[27]陈小敏,李 轲.重庆主城区人工增雨对空气质量的影响分析[J ].西南师范大学学报:自然科学版,2010,35(6):152-156.A n a l y s i s o fA t m o s p h e r i c S t r a t i f i c a t i o nF e a t u r e a n d I t s R e l a t i o n s h i p w i t hA i r Q u a l i t y i n t h eC i t y o fC h o n g q i n gWA N G Z h o n g, L I N N a C h o n g q i n g W e a t h e rM o d i f i c a t i o nO f f i c e ,C h o n g q i n g 401147,C h i n a A b s t r a c t :B y m e a n so fL -b a n ds o u n d i n g r a d a rd a t aa n ds u r f a c eo b s e r v a t i o n a l d a t a ,t h e f e a t u r eo f a t m o s -p h e r i c s t r a t i f i c a t i o n o v e r C h o n g q i n g m e t r o p o l i t a n a r e a h a s b e e n a n a l y z e d .A n d t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e a t m o s p h e r i cs t r a t i f i c a t i o nf e a t u r ea n dt h ea i r q u a l i t y o fm e t r o p o l i t a nC h o n g q i n g h a sa l s ob e e na n a l y z e d .T h e f o l l o w i n g r e s u l t s a r e e l a b o r a t e d o v e r t h e c i t y o f C h o n g q i n g :1)T h e t e m p e r a t u r e i n v e r s i o n c o u l d b e o b -s e r v e d i n e v e r y m o n t ho f y e a r ,t h e f r e q u e n c y i s h i g h a n d i t s d a i l y ,m o n t h l y a n d s e a s o n a l v a r i a t i o n s a r e o b -v i o u s ;2)t h e r e l a t i v e h u m i d i t y o f t h e s u r f a c e l a y e r i s h i g h e r t h a n t h a t o f t h e a b o v e l a y e r s ,a n dw i n t e r r e l a -t i v eh u m i d i t y h i g h e r t h a n s u mm e r ,f u r t h e r m o r e ,am o i s t u r e i n v e r s i o n i s f o u n db e t w e e n t h e s u r f a c e l a y e r a n d 2000ma b o v e ;3)t h e e a s t e r l y w i n d i s p r e v a i l i n g i n t h e s u r f a c e l a y e r a n d i t s s p e e d i s l o w ;4)t h e d o m i -n a n t a t m o s p h e r i c s t r a t i f i c a t i o n i s n e u t r a l ,a n d t h em i x e d -l a y e r d e p t h i s t h i n i nw i n t e r ;5)t h em e t e o r o l o g i c a l f a c t o r s o f t h em a l -q u a l i t y w i n t e r a i r c o u l db e s u m m a r i z e da s t h eh i g hr a t i oo f t e m p e r a t u r ea n d m o i s t u r e i n v e r s i o n ,l o w w i n d v e l o c i t y ,t h e h i g h f r e q u e n c y o f n e u t r a l a t m o s p h e r i c s t r a t i f i c a t i o n a n d a t h i nm i x e d l a y e r i nw i n t e r .K e y wo r d s :m e t r o p o l i t a na r e a ;a t m o s p h e r i c b o u n d a r y l a y e r ;a t m o s p h e r i c s t r a t i f i c a t i o n ;a i r p o l l u t i o n 责任编辑 陈绍兰 431西南师范大学学报(自然科学版) h t t p ://x b b jb .s w u .c n 第38卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.。
第11卷㊀第12期环境工程学报Vol.11,No.122017年12月Chinese Journal of Environmental EngineeringDec .2017基金项目:重庆市科学技术委员会基础科研课题(2013cstc-jbky-01610)收稿日期:2017-03-09;录用日期:2017-07-16第一作者:余家燕(1981 ),女,硕士,高级工程师,研究方向:环境监测㊂E-mail:yujiayankk@ ∗通信作者,E-mail:wangjun0492@重庆城区PM 2.5化学组分特征及季节变化余家燕,王军∗,许丽萍,李礼,刘芮伶,刘佳重庆市生态环境监测中心,重庆401147摘㊀要㊀2014年7月 2015年5月典型季节期间在重庆城区选择典型站点开展PM 2.5样品采集,并测量质量浓度,分析样品中水溶性离子㊁无机元素㊁OC 和EC 等组分,在此基础上对组分化学组成进行了质量重构㊂结果表明:观测期间PM 2.5年均值为76.4μg㊃m -3,浓度季节变化为冬季>秋季>春季>夏季;组分方面,以二次转化为主的SO 2-4㊁NH +4㊁NO -3和OC 是PM 2.5组分中最主要成分,OC /EC 比值4个季度均大于2,表明城区二次有机碳生成显著;硫氧化率(SOR)分析,气态污染物SO 2的二次转化效率较高,大气存在明显的二次转化过程㊂PM 2.5质量重构后主要组成为有机气溶胶(OM)㊁二次无机离子(SNA)和矿物尘,重庆城区应协同控制一次排放的颗粒物和气态污染物SO 2和NO x ,从而控制二次组分浓度㊂关键词㊀PM 2.5浓度;化学组成;特征中图分类号㊀X513㊀㊀文献标识码㊀A㊀㊀文章编号㊀1673-9108(2017)12-6372-07㊀㊀DOI ㊀10.12030./j.cjee.201703096Characteristics of chemical components of PM 2.5and its seasonal variations inChongqing urban areaYU Jiayan,WANG Jun ∗,XU Liping,LI Li,LIU Ruiling,LIU JiaChongqing Ecological Environment Monitoring Center,Chongqing 401147,ChinaAbstract ㊀A series of PM 2.5sampling was conducted from July 2014to May 2015at typicalsites in the urban are-as of Chongqing.The mass concentrations of PM 2.5were measured,and water-soluble ions,elements,organicand elemental carbon (OC and EC)quantified.The measured PM 2.5mass was reconstructed based on SO 2-4,NO -3,NH +4,organic matter (OM),and EC.The average mass concentration of PM 2.5was 76.4μg㊃m -3.The seasonal variation of PM 2.5mass followed an order:winter >autumn >spring >summer.Sulfate,ammonium,ni-trate and organic carbon were the major specifications in PM 2.5.The ratio of OC /EC was greater than two in four seasons during the sampling period,indicating that the formation of secondary organic carbon was significant an-nually.Sulfur oxidation ratio (SOR)analysis showed that the secondary conversion efficiency of sulfur dioxides was high.OM,SNA,and mineral dust were dominant compositions in PM 2.5;the PM precursors,including sul-fur dioxides and nitric oxides,should be controlled simultaneously,in order to control the secondary aerosol for-mation.Key words ㊀PM 2.5concentration;chemical components;characteristics㊀㊀PM 2.5污染是当前国内大中型城市空气质量的首要问题㊂近年来,雾霾问题引发广泛关注,成为环境管理的重点㊂人类活动及迅速发展的工业㊁交通以及化石燃料排放的的一次气溶胶粒子和气态污染物,以及一次污染物通过转化形成的二次气溶胶,是PM 2.5形成的主要原因㊂PM 2.5主要成分中硫酸盐㊁硝酸盐㊁有机物和元素碳等组分具有较强的消光能力[1-2],通过光反射㊁散射㊁漫射和吸收,导致大气能见度降低,同时PM 2.5组分对人体健康和大气循环等带来较大影响㊂开展PM 2.5组分的监测,主要是掌握硫酸根(SO 2-4)㊁硝酸根(NO -3)㊁氨根(NH +4)离子和有机碳(OC)㊁元素碳(EC)的浓度,结合源排放㊁气象条件和地理条件分析,判断区域内的污染物特征及来源贡献㊂京津第12期余家燕等:重庆城区PM2.5化学组分特征及季节变化冀㊁珠三角㊁长三角及部分重点城市都相继开展了区域内PM2.5化学组分的监测及来源解析分析㊂随着复合大气污染形式已成区域化态势发展,在全国范围内建立颗粒物组分监测网,开展系统全面的PM2.5化学组分研究工作已得到管理部门重视㊂重庆市地处长江上游,城区位于长江与嘉陵江交汇处,常年水汽重湿度大,全年能见度较低,历来素有 雾都 称号,地貌以山地和丘陵为主,常年风速较小,污染物不易传输和扩散㊂在重庆城区开展PM2.5采样与化学组分分析工作,开展不同季节主要组分特征分析,掌握城区的污染水平,可帮助开展颗粒物来源解析和源追踪,制定后期管控措施㊂1㊀实验部分1.1点位与样品采集重庆市城区位于四川盆地东部,典型的山地与河谷交汇城市,下垫面较为复杂,常年静稳频率较高㊂采样点位为重庆工商大学教学楼顶,文教居住混合区,采样垂直高度为15m,采样四周开阔且不受明显局地污染源影响,通过近年空气监测网运行结果来看,该站点自动监测数据全年PM2.5浓度处在城市站点中位,能较好的代表城区浓度水平㊂采样周期为一年,每季度采样一个月,第一季度采样时间为2014年7月1 30日(夏季),第二季度采样时间为2014年10月23日 11月22日(秋季),第三季度采样时间为2015年1月6日 2月4日(冬季),第四季度采样时间为2015年4月2日 5月1日(春季)㊂每个季度采集的样品数均为30d,有效样品数都达到100%,全周期共采样120张滤膜,4个空白样品㊂整个采样过程中详细记录了天气情况(见表1)㊂采样期间温度四季变化分明,夏季气温普遍高于30ħ,春季和秋季温度较为接近,都在20ħ附近,冬季温度较低㊂四季相对湿度60%~80%之间,秋季湿度最大,冬季次之,春秋两季相差不大㊂表1㊀采样期间气象参数Table1㊀Meteorological parameters during sampling季节采样点气温/ħ相对湿度/%天气情况描述夏季南坪30.0ʃ3.861ʃ14.2雨天:7月1 3日㊁10 14日晴/阴:7月4 9日㊁15 30日秋季南坪21.1ʃ3.176ʃ5.6雨天:11月1日㊁12 17日晴/阴:10月23 30日㊁11月2 11日㊁18 21日冬季南坪15.0ʃ1.769ʃ8.7雨天:1月8日㊁1月27 29日晴/阴:1月6 7日㊁9 26日㊁1月30日 2月4日春季南坪20.3ʃ4.059ʃ13.4雨天:4月5 7日㊁23 24日晴/阴:4月2 4日㊁8 22日㊁25日 5月1日1.2采样与分析使用Thermo公司Partisol2000i颗粒物采样器,使用直径为47mm的石英滤膜用于质量浓度测量和碳组分分析,采样流量为16.7L㊃min-1,同时采用BGI FRM Omni小流量颗粒物采样器,使用直径为47mm 的Teflon滤膜用于无机元素和水溶性离子组分分析,采样流量为5L㊃min-1,仪器装有测量气温和气压的传感器,利用实时的气温和气压将采样体积换算成标态体积㊂采样前石英膜置于马弗炉450ħ下煅烧4h,然后恒温恒湿((20ʃ1)ħ,(50ʃ5)%)条件下平衡48h㊂特氟龙滤膜同样恒温恒湿平衡48h,称重后滤膜装入专用膜盒进行编号,在恒温恒湿房间放入干燥皿备用㊂完成采样的滤膜需要在恒温恒湿(T=20ħ,RH=40%)条件下放置48h恒重,之后特氟龙滤膜用电子天平称重㊂3736环境工程学报第11卷PM 2.5中的无机元素主要包括:Na㊁Mg㊁Al㊁Si㊁S㊁Cl㊁K㊁Ca㊁Sc㊁Ti㊁V㊁Cr㊁Mn㊁Fe㊁Co㊁Ni㊁Cu㊁Zn㊁As㊁Br㊁Rb㊁Sr㊁Mo㊁Cd㊁Sn㊁Ba 和Pb 等27种元素,采用美国Agilent 7500型ICP-MS 分析㊂水溶性离子的分析仪器选用的是美国戴安离子色谱仪,型号为Dionex 600㊂主要分析NH +4㊁Na +㊁Mg 2+㊁Ca 2+和K +5种阳离子,SO 2-4㊁NO -3㊁Cl -和F-4种阴离子㊂样品中的有机碳(Organic carbon,OC)和元素碳(Elemental carbon,EC)的分析采用美国沙漠研究所的DRI Model 2001A 型热光分析仪(Thermal /Optieal Carbon Analyzer)㊂分析原理:在纯He 环境中,对样品滤膜分别在120㊁250㊁450和550ħ下测定OC1~OC4,颗粒物中的有机碳全部挥发,挥发的有机碳被氧化成CO 2,接着被转化成CH 4,由火焰离子检测器(FID)检测;然后将滤膜在含2%O 2的He 环境中,分别升温至550㊁700和800ħ,以测定EC1~EC3㊂2㊀结果与分析2.1PM 2.5及组分质量浓度2014年夏季至2015年春季,南坪站点PM 2.5总浓度均值为76.4μg ㊃m -3,高于我国空气质量标准(GB 3095-2012)中PM 2.5的年均均值二级标准35μg㊃m -3㊂与其他城市开展采样分析的数据相比,低于北京2013年的93.0μg㊃m -3[3]和成都2015年3月份的121.1μg ㊃m -3[4]及2015年沿海城市的76.8μg㊃m -3[5]㊂通过近年城市间空气质量排名结果来看,重庆城区的空气质量状况也好于以上城市㊂图1㊀不同季节PM 2.5浓度时间序列Fig.1㊀PM 2.5mass concentration in different seasons ㊀季节变化趋势来看,与大部分城市一致,呈冬季>秋季>春季>夏季趋势㊂PM 2.5污染冬季最为严重,其次是秋季,主要原因是因采暖等生活习惯导致污染物的排放增加;同时秋冬季因逆温㊁大气边界层降低等不利于污染物扩散的气象较为频繁,污染物易在近地面积累;春季空气流动性增强,污染物较易扩散,夏季大气混合层较高,降水较为集中,有利于污染物的扩散和去除,因此,重庆市主城区夏季和春季PM 2.5浓度相对较低㊂从逐日浓度数据来看(见图1),浓度起伏与当日大气水平扩散㊁垂直扩散及降雨洗刷有直接关系㊂以秋冬季节为例,出现降雨的采样日PM 2.5浓度都有明显的下降,但之后一旦出现静稳天气,PM 2.5浓度则会迅速增长,最高可达到190μg㊃m -3左右,说明城区内的一次排放量足够大,在扩散不利条件下4736第12期余家燕等:重庆城区PM 2.5化学组分特征及季节变化极易出现污染物转化㊁叠加㊂图2㊀不同季节PM 2.5组分特征Fig.2㊀Chemical compositions of PM 2.5in different seasons㊀图2是重庆市主城区PM 2.5主要组分季节变化图㊂SO 2-4㊁NH +4㊁NO -3和OC 是秋季㊁冬季和春季的最主要的组分,这4个组分质量浓度之和分别占各季节PM 2.5浓度的35.4%㊁57.35%和46.7%㊂相对而言,夏季NO -3浓度占比较低,夏季主要组分为SO 2-4㊁NH +4㊁OC 和EC,这4个组分质量浓度之和占夏季PM 2.5浓度的65.8%㊂HNO 3饱和蒸汽压较高,气-固分配取决于大气中氨气的含量㊁相对湿度和温度,HALLQUIST 等[6]估计温度高于30ħ时NO -3主要以气态形式存在,低于15ħ时将主要以颗粒物形式存在,15~30ħ时,相对湿度将影响这个平衡,但温度的影响更为重要,同时WANG 等[7]发现传统滤膜的离线采样容易导致NH 4NO 3的挥发损失,这是夏季NO -3浓度较低的原因㊂PM 2.5中SO 2-4主要来自化石燃料燃烧和工业排放的SO 2的转化㊂NO -3主要来自机动车排放和燃煤排放NO 2的化学转化,NH +4主要来自家禽养殖㊁农业活动㊁工业排放的氨气(NH 3)以及与硫酸㊁硝酸发生中和反应形成㊂EC 来源于含碳燃料的不完全燃烧,是一次大气排放的指标,而OC 分别来源于一次源及其二次转化㊂通过4个季度主要成分的比例可以看出,重庆市城区PM 2.5主要是二次转化成分为主,呈现较为明显的复合污染态势㊂2.2OC /EC 季节分析2014年夏季至2015年春季,南坪站点OC 和EC 总平均浓度为12.37μg㊃m -3和3.65μg㊃m -3,分别占PM 2.5质量浓度的16.2%和4.8%㊂不同季节质量浓度及占比见表2,4个季度OC㊁EC 与PM 2.5变化趋势一致,都是冬季>秋季>春季>夏季㊂与其他城市相比,季节变化趋势一致,浓度值低于太原[8]㊁广东[9]及天津[10]等测量值,其他城市EC 浓度明显高于重庆的测量值,说明其一次排放量贡献更大㊂利用OC /EC 的比值[11-16]来判断城区SOC 的贡献,如果m (OC)/m (EC)>2,一般认为存在二次有机碳,南坪站点m (OC)/m (EC)为2.46~4.47之间,二次有机碳污染特征明显㊂季节来看,夏季m (OC)/m (EC)比值最低,为(2.46ʃ0.48);秋季相对较高,为(2.98ʃ0.56);冬季m (OC)/m (EC)比值最高(4.47ʃ1.03),2015年春季m (OC)/m (EC)比值在夏季和秋季之间,为(2.73ʃ0.44),二次有机气溶胶的生成与PM 2.5质量浓度季节趋势一致㊂表2计算了OC㊁EC 在PM 2.5浓度的占比情况,夏季EC㊁OC 绝对浓度较低,但因PM 2.5整体浓度较低,故使得碳组分成为PM 2.5主要的成分;秋冬季节气溶胶中一次排放的EC 浓度占比不高,但OC 占比较高,说明二次转化生成量大,对质量浓度贡献也大,冬季的温度较低且易发生逆温现象,这有利于OC 的形成㊂相关研究[17]表明,温度降低10ħ,会导致二次有机气溶胶的生成量相应的增加20%~150%㊂表2㊀重庆市PM 2.5及OC ㊁EC 日平均质量浓度Table 2㊀Average mass concentration of PM 2.5,OC ㊁EC采样点样品数PM 2.5浓度/(μg㊃m -3)OC 浓度/(μg㊃m -3)EC 浓度/(μg㊃m -3)m (OC)/m (EC)(m (OC)/m (PM 2.5))/%(m (EC)/m (PM 2.5))/%夏季3029.90ʃ9.06 5.83ʃ1.55 2.51ʃ0.95 2.46ʃ0.4820.45ʃ5.728.77ʃ3.33秋季30105.37ʃ40.9610.66ʃ4.77 3.58ʃ1.36 2.98ʃ0.5611.01ʃ4.55 3.85ʃ1.82冬季30112.27ʃ51.9524.73ʃ12.14 5.46ʃ2.45 4.47ʃ1.0323.20ʃ9.59 5.28ʃ2.00春季3058.10ʃ25.208.253ʃ2.49 3.05ʃ0.85 2.73ʃ0.4418.06ʃ11.226.73ʃ4.065736环境工程学报第11卷2.3水溶性离子2014年夏季至2015年春季,南坪站点水溶性离子平均浓度为29.3μg㊃m -3,占PM 2.5总平均浓度的38.3%;SO 2-4㊁NH +4和NO -3是最主要的水溶性离子,这3种水溶性离子总和称为二次无机离子(SO 2-4㊁NH +4和NO -3之和,简称SNA),表征PM 2.5中二次污染水平;SNA 浓度均值为25.5μg㊃m -3,占水溶性离子总浓度均值的87.0%㊂图3㊀不同空气质量级别下SNA 分布Fig.3㊀Distribution of SNA in different air qualitu level将采样期间120个浓度按照PM 2.5浓度划分为5个级别:一级(0~35μg㊃m -3)㊁二级(35~75μg㊃m -3)㊁三级(75~115μg ㊃m -3)㊁四级(115~150μg㊃m -3)和五级(150~250μg ㊃m -3)㊂分析不同空气质量级别下PM 2.5中主要水溶性离子分布特征及SNA 占总水溶性离子的变化趋势(见图3),随着空气污染加重,SNA 在水溶性离子中的占比也快速上升㊂在一~五级天气中SNA 所占的比例分别为41.1%㊁51.3%㊁59.8%㊁64.1%和74.0%㊂水溶性离子是PM 2.5中重要的组成成分㊂因此,控制SNA 的生成对降低PM 2.5污染有着重要的作用㊂图4㊀NOR㊁SOR 和NO -3/SO 2-4季节变化Fig.4㊀Seasonal variations of NOR,SOR and NO -3/SO 2-4㊀2.4氮氧化率(NOR )和硫氧化率(SOR )氮氧化率(nitrogen oxidation ratio,NOR)和硫氧化率(sulfur oxidation ratio,SOR)分别表示NO x 和SO 2向硝酸盐和硫酸盐的转化程度和过程[18],对酸沉降和能见度变化有着重要的影响,有助于研究硝酸盐和硫酸盐的形成过程和机理[19],而大气颗粒物中NO -3和SO 2-4的质量浓度比值可用于比较固定源和移动源对大气中硫和氮污染的相对贡献[20]㊂图4显示了南坪站点NOR㊁SOR 和NO -3/SO 2-4季节变化特征㊂通常研究认为,当NOR 和SOR 大于0.1时,表明环境空气中的NO x 和SO 2发生了一系列的光化学反应[18]㊂南坪采样点SOR 值分别为夏季(0.49)㊁秋季(0.24)㊁冬季(0.25)和春季(0.25),说明气态污染物SO 2的二次转化效率较高㊂夏季最大,另外3季数值相当㊂这是因为夏季温度高,太阳辐射较其他季节强,空气湿度大,有助于SO 2在空气中发生光化学反应㊂NOR 值分别为夏季(0.04)㊁秋季(0.09)㊁冬季(0.13)和春季(0.06)㊂NOR 值整体低于SOR 值,NO x 的二次转化效率低于SO 2㊂夏季NOR 最低,可能跟NO -3的形成机制有关㊂研究表明NO x 转换为NO -3的反应在15~30ħ之间有一个热力学平衡,当温度高于30ħ的时候NO -3主要以气态形式存在[21]㊂根据重庆市气象条件可知重庆夏季白天气温普遍高于30ħ,夏季NOR 又低于0.1㊂因此,可初步判断夏季重庆市NO x 几乎没有发生二次转换㊂利用[NO -3]/[SO 2-4]的比值衡量移动污染源和固定污染源对大气环境的影响,比值较大,表明移动源比固定源影响大,比值较小则相反㊂南坪采样点6736第12期余家燕等:重庆城区PM2.5化学组分特征及季节变化[NO-3]/[SO2-4]质量浓度比值均值为0.54,可以反映城区内燃煤固定源与机动车源影响并存,固定源对大气环境的影响较大㊂就季节变化而言秋冬季最高(秋季0.74,冬季0.82),春季次之(0.49),夏季最低(0.10)㊂夏季高温高湿强辐射的条件有利于硫酸盐的生成,而高温条件下硝酸盐不稳定,容易分解转换为气态硝酸,导致夏季[NO-3]/[SO2-4]最低㊂2.5PM2.5质量重构按有机气溶胶(organic matter,OM)㊁EC㊁SNA(SO2-4㊁NO-3㊁NH+4)㊁矿物尘(指产生于地壳的无机物质)㊁微量元素几类物种对PM2.5进行质量重构,SNA㊁EC和微量元素是直接测量,其他具体计算如下:OM=1.6OC矿物尘=1.89[Al]+2.14[Si]+1.4[Ca]+1.66[Mg]+1.75[Al]对PM2.5质量重构的化学组分中OM㊁EC㊁SNA㊁矿物尘㊁微量元素㊁Cl和未鉴别元素浓度分别为19.99㊁3.68㊁27.38㊁18.59㊁3.79㊁1.53和14.74μg㊃m-3㊂OM㊁SNA和矿物尘是最主要的组分,分别占PM2.5浓度的22.44%㊁30.74%和20.87%,说明主城区应协调控制一次排放的颗粒物和气态污染物SO2和NO x,从而降低二次转化组分的浓度㊂表3是重庆市夏秋冬春季PM2.5质量重构的化学组分浓度表㊂PM2.5中SNA重构季节变化为冬季(39.65)>夏季(27.80)>秋季(23.37)>春季(18.71),分别占重构后PM2.5浓度的36.1%㊁31.2%㊁28.0%和27.54%㊂重构后的矿物尘浓度季节变化特征为夏季>春季>秋季>冬季㊂OM是除了SNA 外,PM2.5中重要组成成分之一,呈现明显的季节变化特点,其冬季(39.57μg㊃m-3)>秋季(17.73μg㊃m-3)>春季(13.19μg㊃m-3)>夏季(9.47μg㊃m-3)㊂这与源排放季节变化及气粒转化的大气氧化活性的影响有关㊂PM2.5中的未鉴别成分直接关系到PM2.5对相应的研究中大气环境(如吸光㊁消光和成云等)和人体健康(如吸入颗粒物的毒性)影响大小的确定㊂本研究中4个季度的未鉴别部分分别为22.07%(夏季)㊁26.88%(秋季)㊁8.81%(冬季)和15.24%(春季),具有明显的季节变化特征,秋季高,冬春季略低,与各种化学成分测量误差㊁水溶性成分吸收水蒸气㊁矿物尘与有机物的估算引入偏差等因素相关㊂表3㊀PM2.5化学组分质量重构Table3㊀PM2.5Quality reconstruction of chemical components季节OM/(μg㊃m-3)EC/(μg㊃m-3)SNA/(μ(Am-3)矿物尘/(μg㊃m-3)微量元素/(μg㊃m-3)Cl/(μg㊃m-3)未鉴别元素/(μg㊃m-3)未鉴别部分/%夏季9.47 2.5627.8025.04 1.32 3.1719.8322.07秋季17.73 3.6423.3718.11 2.740.9917.5026.88冬季39.57 5.4639.6511.84 2.99 1.3910.548.81春季13.19 3.0518.7119.37 2.090.5811.0915.243结论1)重庆市城区PM2.5浓度较高,年均值为76.4μg㊃m-3,季节变化趋势较为明显,分别是冬季>秋季>春季>夏季㊂2)通过OC/EC分析表明,城区具有显著的二次有机碳转化和生成,秋冬季节最为明显㊂3)水溶性离子浓度在PM2.5中占比较高(38.3%),其中SO2-4㊁NH+4和NO-3是最主要成分,表明城区大气有较为明显的二次污染㊂4)重庆城区SOR值分析表明气态污染物SO2的二次转化效率高;[NO-3]/[SO2-4]质量浓度比值为0.54,固定源对重庆市大气环境的影响较大㊂5)PM2.5质量重构后,SNA㊁OM和矿物质为主要的组成成分,城区大气呈现较为明显的复合污染态势,77368736环境工程学报第11卷应协调控制一次排放的颗粒物和气态污染物SO2和NO x,从而降低二次转化组分的浓度㊂参考文献[1]黄玉虎,李媚,曲松,等.北京城区PM2.5不同组分构成特征及其对大气消光系数的贡献[J].环境科学研究,2015,28 (8):1193-1199[2]陶俊,张仁健,许振成,等.广州冬季大气消光系数的贡献因子研究[J].气候与环境研究,2009,14(5):484-490[3]王占山,李云婷,陈添,等.2013年北京市PM2.5的时空分布[J].地理学报,2015,70(1):110-120[4]林瑜,叶芝祥,杨怀金,等.成都市西南郊区春季大气PM2.5的污染水平及来源解析[J].环境科学,2016,37(5): 1629-1638[5]卢慧剑.典型沿海城市PM2.5污染特征及其来源解析研究[D].杭州:浙江大学,2016[6]HALLQUIST M,STEWART D J,STEPHENSON S K,et al..Hydrolysis of N2O5on sub-micron sulfate aerosols[J].Physical Chemistry Chemical Physics,2003,5(16):3453-2463[7]WANG H C,JOHN W.Characteristis of the burner impactor for sampling inorganic ions[J].Aerocol Science and Technology, 1988,8(2):157-172[8]刘珊,彭林,温彦平,等.太原市PM2.5中有机碳和元素碳的污染特征[J].环境科学,2015,36(2):396-401[9]甘婷,李梅,黄正旭,等.不同季节广东鹤山超级站大气颗粒物中有机碳(OC)和元素碳(EC)粒径分布研究[J].分析化学,2015,43(12):1934-1941[10]谭学士.天津市大气颗粒物中OC/EC污染特征与细粒径来源解析[D].北京:北京化工大学,2015[11]TURPIN B J,HUNLZICKER J J.Identification of secondary organic aerosol episodes and quantification of primary and sec-ondary organic aerosol concentrations during SCAQS[J].Atmospheric Environment,1995,29(23):3527-3544 [12]KLEEMAN M J,RIDDLE S G,ROBERT M A,et al.Lubricating oil and fuel contributions to particulate matter emissionsfrom light-duty gasoline and henvy-duty diesel vehicles[J].Environment Science and Technology,2008,42(1):235-242 [13]LIM H J,TURPIN B J.RUSSELL L M,et anic and elemental carbon measurements during ACE-Asia suggest a longeratmospheric lifetime for elemental carbon[J].Environment Science and Technology,2003,37(14):3055-3061 [14]SAYLOR R D,EDGERTON E S,HARTSELL B E.Linear regression techniques for sue in the EC tracer method of secondaryorganic aerosol estimation[J].Atmospheric Environment,2006,40(39):7546-7556[15]TURPIN B J,HUNTZICKER J J.Secondary formation of organic aerosol in Los Angeles basin:A descriptive analysis of or-ganic and elemental carbon concentrations[J].Atmospheric Environment,1991,25(2):207-215[16]LIM H J,TURPIN B J.Origins of primary and secondary organic aerosol in Atlanta:Results of time-resolved measurementduring the Atlnnta duper site experiment[J].Environment Science and Technology,2002,36(21):4489-4496 [17]SHEEHAN P E,BOWMAN F M.Estimated effects on temperature on secondary organic aerosol concentrations[J].Environ-ment Science&Technology,2001,35(11):2129-2134[18]WANG Y,ZHUANG G S,TANG A H,et al.The ion chemistry and the source of PM2.5aerosol in Beijing.[J].AtmosphericEnvironment,2005,39(21):3771-3784[19]高晓梅.我国典型地区大气PM2.5水溶性离子的理化特征及来源解析[D].济南:山东大学,2012[20]WANY Y,ZHUANG G S,ZHANG X Y,et al.The ion chemistry,seasonal cycle,and sources of PM2.5and TSP aerosol inShanghai[J].Atmospheric Environment,2006,40(16):2935-2952[21]CHEN L W,CHOW J C,DODDRIDGE B G,et al.Analysis of a summertime PM2.5and haze episode in the mid-Atlantic re-fion[J].Journal of the Air Waste Management Association,2003,53(8):946-956(责任编辑:靳炜)。
重庆市渝中区天气引言：重庆市渝中区位于中国西南地区的重庆市，是该市的核心区域之一。
作为一个充满魅力和活力的城市，重庆市渝中区拥有多样化的气候特征。
随着季节的更迭，渝中区的天气变幻莫测，给人们的日常生活带来了一定的影响。
本文将介绍重庆市渝中区的天气条件，以及人们应该如何应对不同天气情况。
一、气候概况重庆市渝中区属于亚热带湿润季风气候区，夏季炎热多雨，冬季相对冷热。
渝中区地形复杂，兼具山区和沿江区域，导致气温和降水变化较大。
气候特点主要表现为四季分明，昼夜温差大，季风阵风频繁。
二、春季天气春季是渝中区气温回升的季节，但也是气温变化不稳定的时期。
气温通常在10℃至25℃之间波动，早晚温差较大。
这个季节的降雨较多，霾天较少，大气湿度偏高。
在这个季节，人们应该及时采取措施防止感冒和过敏等疾病。
三、夏季天气夏季是渝中区最炎热的季节，气温常常超过30℃。
高温和高湿度是夏季的主要特征，人们容易出汗、中暑和脱水。
此外，季风带来的降水也较多，暴雨和雷电也经常出现。
人们在炎热的夏日应该注意保护皮肤、避免长时间暴露在烈日下，多喝水补充体液。
四、秋季天气秋季是渝中区气温回落的季节，是一个宜人的季节。
气温通常在20℃至30℃之间，温暖而适宜。
这个季节的天空晴朗，湿度适中。
尽管秋季降水量相对较少，但仍然需要关注防晒和补水。
同时，秋季也是旅游的黄金季节，各种节庆活动举办频繁，游客可以尽情享受自然的美景。
五、冬季天气冬季是渝中区最冷的季节，气温通常在5℃至10℃之间。
冬季空气湿度较低，风力较大，气候干燥。
降雨量较少，蓝天白云出现的频率较高。
穿着厚衣服、加强保暖是在冬季生活的关键。
同时，冬季也是温泉度假和温暖美食的最佳季节，人们可以在寒冷的天气中享受温暖和美味。
六、天气突变重庆市渝中区的天气常常发生突变，这可能给人们的日常生活带来不便。
例如，突然的降雨可能导致交通堵塞和道路积水。
此外，季风的突然袭击可能会造成强风和狂暴的天气现象。
收稿日期:2006-05-17;修订日期:2006-10-25。
作者简介:叶堤,男,1980年生,工程师,主要从事大气污染控制方面的研究。
重庆市区大气能见度变化特征及其影响因素分析叶堤 蒋昌潭 王飞(重庆市环境科学研究院,重庆 400020) 摘 要:为研究重庆市区大气能见度变化特征,对2000～2005年的重庆能见度观测资料进行了统计分析。
:市区能见度以差和较差为主,能见度的季节变化、日变化特征明显,且近年来日平均能见度有所下降。
能见度与同期的地面气象条件、主要空气污染物的相关分析结果表明,在气象条件中,相对湿度和风速对能见度的影响最为明显,各季能见度均与相对湿度呈显著负相关,与地面风速呈正相关;在污染物因子中,PM 10是能见度下降的最主要原因且不同季节PM 10对能见度的影响程度不同,其中以冬、夏季影响较强。
关键词:能见度;气象条件;PM 10污染;影响因素 能见度的好坏不仅反映出一个地区的大气环境质量,而且与人们的日常生活息息相关,特别是对海、陆、空交通运输的制约更为明显。
低能见度的出现会给人们带来诸多不便和各种危害,常常是发生交通和飞机起降等重大事故的重要原因。
已有研究发现,与气象因子有关的飞行事故中有1912%是由于能见度较低所造成的[1]。
因此,探讨和掌握大气能见度的变化特征及其主要影响因素,是实现大气能见度预测预报的基础,是保证交通安全、提高人们生活质量的需要,同时也可以及时地反馈某一地区大气环境质量的变化。
作为我国西部地区的重要交通枢纽,重庆在历史上以雾多、污染重而闻名。
由于雾和大气污染物的吸光、散射作用,低能见度天气时有发生,严重影响了重庆市的交通安全与便利,已经引起了研究者的广泛关注。
廖代强等(《重庆市区能见度与TSP 关系的变化分析》,第五届全国优秀青年气象科技工作者学术研讨会学术论文集,2002年)曾对重庆市大气能见度与总悬浮颗粒物(TSP )的变化关系进行了分析,指出高浓度的TSP 污染是市区能见度下降的主要原因。
哄全[2]也曾对1986～2000年重庆市大气能见度的变化趋势和影响因子进行了研究分析,认为市区大气能见度受相对湿度、降雨量和TSP ,NO X ,SO 2的影响较大。
2000年以来,一方面,重庆市的国民经济迅速发展,城市建设规模不断扩大和汽车保有量逐年上升;而另一方面,重庆市也在不断加大环保工作力度,相继出台一系列大气污染控制措施。
这些都使得重庆市的气候、大气环境(空气质量)发生了不断的改变。
因此,有必要对近年来重庆市市区大气能见度的变化趋势和影响因素进行进一步的探讨与研究,以期为重庆市主城今后几年实施“蓝天行动”提供科学依据。
1 资料来源所用资料:(1)气象资料。
2000～2005年重庆市沙坪坝气象观测台提供的水平能见度和地面常规气象要素(温度、风速、相对湿度、气压、降雨量等)的定时观测资料;(2)环境空气质量资料。
重庆市环境监测中心提供的2004～2005年主城区PM 10和NO 2日平均浓度资料。
2 重庆市区大气能见度特征概况211 概况对2000～2005年重庆市区每日4次定时观测的能见度历史资料的统计分析得到,重庆市大气能见度的最大值为35100km ,最小值为0100km (小于011km 的观测,一般记为0),平均值为5169km ,标准差为5107km 。
统计得到的能见度频率分布见表1。
由表1可知,重庆市区大气能见度集中分布于0～20km 的范围内,占有效样本总数的9817%。
而在0～20km 内分布不均匀,以0～2km 和2～4km 两个范围居多,即重庆市的大气能见度以差和较差为主(根据段玉森提出的能见度等级划分原则)[3]。
212 年际变化年平均能见度变化是反映能见度总体特征的一个重要指标。
图1给出了2000～2005年能见度年均值的变化趋势,从图1可以看出:重庆市区能见度年平均值为5～6km ,除2001年和2003年能见度略有上升外,总体呈下降趋势,与2000年相比,2005年的能见度下降了15%左右。
第22卷第6期2006年12月 气象与环境学报J OURNAL OF M ETEOROLO GY AND ENV IRONM EN T Vol 122No 16December 2006表1 重庆市区大气能见度频率分布特征能见度/km 0～22～44～66～88～1010～1212～1414～1616～1818～2020以上频率/(%)261732161218617511619019411110118113图1 重庆市区大气能见度年际变化213 月和季变化不同月份、季节间的气候或污染程度变化可造成能见度的规律性波动。
图2以2000,2001,2004图2 重庆市区大气能见度各月平均值变化年和2005年为例,给出了重庆市市区能见度月平均值的变化情况,从图2可以看出,各年份能见度的最小值均出现在1月和12月,最高值出现在7月。
四季之中(表2),重庆市能见度以夏季为最高(714km ),春季表2 重庆与其他城市各季平均能见度比较 km 城市春季夏季秋季冬季资料来源重庆615714511319本研究北京1218101112101216文献[5]沈阳10179191110713文献[6]鞍山1214121112161018文献[6]抚顺1910171419101419文献[6]本溪1414141014131310文献[6]为次高(615km ),冬季为最低(319km )。
与20世纪90年代的观测结果相比[2],除秋季外,重庆市区各季能见度均有不同程度的上升;然而,与其他城市相比(表2),重庆市区各季能见度均处于较低水平。
可见,重庆市区的大气能见状况依然较差,其主要原因可能是由于严重的空气污染加上高湿、小风的气候条件所致。
214 日变化根据2000～2005年重庆市沙坪坝气象台每日4次定时能见度观测资料日变化统计结果表明,重庆市区日逐时能见度变化:早晨(08时能见度为315km )小于夜间(02时能见度为418km )小于午后14时能见度为618km )小于夜间(20时能见度为718km ),这主要与人群活动变化以及气象条件(逆温层、混合层、风速等)的日内演化有关。
如08时能见度观测值最低的原因主要受以下影响:(1)早晨往往湿度高、易出现辐射雾;(2)多数情况下,夜间形成的接地逆温未被破坏,加上早晨炊事、交通等人类活动较为集中,导致此时的大气污染物浓度升高、大气消光作用强。
3 大气能见度的影响因素分析311 气象条件对能见度的影响有关研究表明[3-5],大气能见度的优劣与气象条件密切相关,尤其是相对湿度和地面风速。
鉴于每日08时能见度最低,对人类活动影响最大,因此本文选用08时能见度与同步的气象观测资料来分析各地面气象要素对能见度的影响。
31111 能见度与相对湿度、风速的年际变化相对湿度与风速是影响能见度变化的主要气象条件。
图3为2000～2005年重庆市区08时平均能图3 重庆市区08时能见度、相对湿度和风速的年际变化见度、平均风速和平均相对湿度的年际变化曲线。
从图3可以看出,能见度与平均相对湿度的变化趋势呈明显反位相,表明能见度与相对湿度具有反相关关系。
能见度与平均风速的年际变化基本一致,呈现正位相,表明风速增大会使能见度提高,但由于风速变化幅度(1114～1136m/s 之间波动)较小,这一正相关趋势并不明显。
图4给出了2000～2005年重庆市区08时高湿度、小风和低能见度的出现频率的年际变化曲线。
根据重庆市区的实际情况,本文的低能见度指小于等于1km 的能见度,高湿度指相对湿度大于或等于90%,小风为小于等于115m/s 的风速。
从图4可见,低能见度日与高湿日7第6期叶堤等:重庆市区大气能见度变化特征及其影响因素分析 和小风出现频率变化趋势基本一致,这进一步说明图4 重庆市区08时低能见度和高湿度及小风出现频率的年际变化相对湿度和风速对能见度的优劣变化有一定的作用,其中又以相对湿度对能见度的影响较大。
31112 能见度与地面常规气象要素的相关分析从以上的年际变化趋势分析已知,能见度与相对湿度、风速相互关联。
为了进行更全面的分析,利用2004～2005年重庆每日定时观测的温、压、湿、风和降水等气象要素资料,计算能见度与对应气象要素的相关系数。
为控制污染因子的干扰,采用偏相关分析方法,控制因子为日污染综合指数(A PI )值。
计算结果表明(表3),总体来看,能见度与相对湿度的相关性最强,与风速次之。
各季08时能见度与08相对湿度均呈显著负相关,与08时风速呈显著正相关,这也验证了前面的趋势分析结果。
在夏季,能见度还与温度、日照呈显著正相关,与08时是否降雨呈显著负相关。
表3 偏相关分析结果季节相关因子温度/℃日照/h雨否(0/1)气压/hPa风速/(m ・s -1)湿度/(%)春季能见度(N =181)01006-01001-0110501037012973-015553夏季能见度(N =181)013563012323-012783-01112012223-016323秋季能见度(N =179)011100105601017-010********-015243冬季能见度(N =178)0107601124-0105101083011833-016613 注:3表示在置信水平а=0105下具有显著性(P ≤0105);N 为有效样本数。
312 大气污染对能见度的影响大量研究表明[6-10],空气中的气溶胶细粒子(PM 10和PM 215)及NO 2气体都是重要的消光物质,其中又以细粒子的消光作用最强,可高达总消光系数的70%甚至80%以上,而能见度的好坏与大气消光作用的强弱是分不开的。
为此,本文利用2004～2005年期间日平均能见度和PM 10,NO 2日污染指数资料,制作了各季污染物指数与能见度的散点图,并进行相关分析。
为排除一些天气现象引起的能见度下降,根据现有的数据基础,在本研究中人为去除降雨日天气样本,这样也可在一定程度上控制高湿天气的干扰。
分析结果表明(图5),各季能见度均与图5 各季日平均能见度与PM 10日污染指数的相关关系8气象与环境学报第22卷PM 10日污染指数的对数变化相关性较好,能见度随PM 10污染指数的升高而降低。
其中,夏季相关性最好,冬季次之,秋季和春季相对较差,表明在不同季节PM 10对能见度的影响程度不同。
这可能与不同季节PM 10中的重要化学组分如元素碳、SO 2-4和NO -3等有所差异有关,因为已有研究表明颗粒物中的元素碳、SO 2-4和NO -3等均有较强的消光作用[8]。
对于NO 2,由于其污染源一年之中相对较为稳定,各季之间浓度波动也不明显,因此这里仅给出全年的相关分析结果(图6)。
