气象条件对雾霾形成影响多大?谜团揭晓!

发布时间:2019.03.30 浏览次数:

       今年全国两会期间,生态环境部部长李干杰就“打好污染防治攻坚战”相关问题回答中外记者提问时表示,大气重污染成因与治理攻关项目取得了阶段性成果,三大影响因素污染排放、气象条件和区域传输,基本上搞清楚了。

 

  气象条件对大气重污染影响到底有多大?如何应对?中国工程院院士、中国气象科学研究院研究员徐祥德,中国气科院大气成分研究所所长王亚强,国家气候中心研究员柳艳菊等专家,最近接受了蓝蓝天工作室专访。

 

  风速很小、大气静稳、近地面逆温、湿度较高等情况下,容易产生重污染

 

  2017年4月,国务院常务会议确定由原环境保护部(现生态环境部)牵头,科技、中科院、农业、工信、气象、卫生、高校等多部门和单位协作,针对京津冀及周边地区秋冬季大气重污染成因、重点行业和污染物排放管控技术等难题开展集中攻关。原环境保护部随后按照“1+X”模式成立了国家大气污染防治攻关联合中心,组建了由200多家单位、近2000人组成的科技攻关队伍。

 

  徐祥德、王亚强、柳艳菊等专家组成气象攻关团队,对导致大气重污染的气象条件等问题,开展了深入研究。“高强度排放是导致大气污染的内因、主因,气象、气候条件是关键的影响外因。”在代表这一气象攻关团队接受蓝蓝天工作室专访时,徐祥德说。

 

  徐祥德介绍,京津冀及周边地区位于太行山东侧“背风坡”和燕山南侧的半封闭地形中,受青藏高原大地形“背风坡”效应所导致的下沉气流和“弱风效应”影响,冬季京津冀及周边地区为显著的下沉气流区,这不利于大气对流扩散及污染物清除。这个地区是我国冬季大气污染最重、季节差异最为显著的区域,PM2.5浓度冬季普遍偏高,污染最重,秋、春季次之,夏季最轻。

 

  研究表明,从目前统计分析结果来看,在京津冀及周边地区,符合以下条件时容易产生本地累积型重污染:风速小于2米/秒,对污染物水平扩散极其不利;大气处于静稳状态,垂直扩散能力较差;近地面逆温(一般情况下大气温度随着高度增加而下降,可是在某些天气条件下,地面上空的大气中会出现气温随高度增加而升高的现象,气象学上称为“逆温”,发生逆温现象的大气层称为“逆温层”),边界层(近地面空气可以在其中上下混合交换)高度低于500米;大气相对湿度达60%以上,导致气态前体物向颗粒物加速转化。

 

  具体来说,不利气象条件主要包括以下几个方面:

 

  ——风速很小。静风或小风(风速小于或等于2米/秒),风向多为东南风或偏南风,空气流动性弱,污染物水平扩散极其不利。

 

  ——大气静稳。大气处于静稳状态,大气垂直扩散能力较差。重污染天气期间,通常有逆温层发展,导致大气垂直方向静稳度增加,大气边界层高度明显降低,对污染物垂直扩散不利。

 

  大气边界层高度通常为500—1500米左右,重污染天气期间,边界层高度可下降到500米以下,甚至达100米以下,垂直方向扩散能力明显减弱,有利于污染物在低层累积、导致重污染天气持续。

 

  ——湿度较高。大气相对湿度达60%以上。一方面,相对湿度增加有利于细颗粒物的吸湿增长;另一方面,相对湿度增加还会促使气态前体物向颗粒物加速转化,导致颗粒物浓度快速增加。二氧化硫、氮氧化物等气态污染物在大气中发生氧化等化学反应,形成硫酸盐、硝酸盐等PM2.5的主要成分。

 

  大气重污染和不利气象条件之间能够形成显著“恶性循环”

 

  “上述指标有一定的代表性,但气象条件对于大气污染的影响是复杂的非线性关系,某一个单一指标和污染的相关关系有很大的局限性,而且不同区域、不同季节其关系可能有较大的变化,研究各主要污染相关气象参数综合影响更为合理。”徐祥德向蓝蓝天工作室指出。

 

  攻关团队气象专家通过对风速、风向、相对湿度等气象条件综合诊断,获得了两个最重要的指标定量描述不利气象条件:区域气团稳定性和水汽凝结率,进而得出了“污染—气象条件指数(PLAM)”。

 

  研究表明,在空气质量较好的时候,污染—气象条件指数的值通常在40以下,在我国大气污染重点地区,污染—气象条件指数值若大于80,通常大气水平能见度低于10公里的几率就很高,其与PM10和PM2.5浓度总体呈线性关系。污染—气象条件指数为80可视为一个重要的阈值。

 

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