蠡县雾霾日数与气象因素变化规律分析

作者:未知

  摘 要 选取1999—2018年河北省保定市蠡县及周边5个地区气象数据资料,采用统计学方法对雾霾日数与气温、平均风速、相对湿度、降水等观测资料气象因素变化规律分别进行统计分析。结果表明,气温越低,日平均风速越小,最大不连续降水日数越多,蠡县雾霾天气发生的概率越大;蠡县发生雾霾天气时的日平均风速主要集中在1.3~2.8 m·s-1;蠡县雾霾出现概率随着相对湿度的增大呈先增后减趋势,相对湿度在50%~60%时达到霾出现峰值,相对湿度70%~80%时达到雾出现峰值;蠡县雾霾具有明显的季节变化,秋冬季雾霾日数多,春夏季雾霾日数少。
  关键词 雾霾;气象因素;日数;河北省保定市蠡县
  中图分类号:X513 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.09.079
  随着社会经济发展,雾霾污染对生态环境和人类身体健康产生了极大危害。如今,对雾霾特征进行研究已成为学术界的热点话题。严雪梅等[1]运用统计计算方法对宜宾市大气污染时空分布特征及其与气象因子相关关系进行分析;孙翠英等[2]对河北南部雾霾天气时空分布规律、雾霾天气气象要素特征、长持续雾霾天气过程发生气象条件进行统计分析。近年来,相关学者对雾霾的研究主要侧重于对其时空分布特征进行分析,对气象因素变化规律研究较少。基于此,通过对河北省保定市蠡县雾霾日数与气象因素变化规律进行研究分析,以期对即将发生的雾霾天气做到提前预报、及时预警,为大气污染综合防治提供针对性服务,为重污染防治提供技术支撑。
  1 材料和方法
  蠡县位于河北省中部,京、津、石大三角腹地,雾霾污染源主要是工业企业排放的废气、油污、烟尘及机动车排放尾气等。本次调查选取保定市气象局信息共享平台蠡县、高阳、安国、清苑、肃宁、安平6个国家地面观测站1999—2018年雾霾日数、气温、风速、相对湿度、降水等观测资料,采用统计学方法对这些观测资料气象因素变化规律进行统计分析,得出在不同气象因素条件下蠡县雾霾天气在不同区间的发生概率,以其他五县为对比检验。将观测记录中当日出现一种或同时出现雾与霾现象,记为一个霾日;将相对湿度60%作为区分雾与霾的界限(不考虑轻雾);气象日每日20时为日界。
  2 结果与分析
  2.1 雾霾日数与气温
  分析1999—2018年河北省保定市蠡县多年雾霾出现次数日累计值和逐日平均、最高、最低气温值分布(图1)可看出,1999—2018年蠡县雾霾日数呈单谷型分布,与逐日平均、最高、最低气温值单峰型变化曲线呈镜像对称,峰谷值正好相反[3]。同时看出,蠡县雾霾具有明显季节变化特征,随着时间先增后减,秋冬季雾霾日数多,春夏季雾霾日数少。
  蠡县、高阳、安国、清苑、肃宁、安平6地区平均多年雾霾出现次数日累计值和逐日平均、最高、最低气温多年平均值分布见图2,与图1对比可知,其对应曲线走势基本一致。
  将上述6站点多年气象要素值进行平均后与雾霾出现次数作对比分析,确定逐日平均、最高、最低气温与当地雾霾出现有一定的影响。因此将蠡县雾霾出现概率与多年逐日平均、最高、最低气温关系对比分析可知,当逐日平均气温>17.4 ℃、逐日最高气温>23.5 ℃、逐日最低气温>12.1 ℃时,雾霾出现概率<30%;当逐日平均气温<-1.3 ℃、逐日最高气温<4.1 ℃、逐日最低气温<-6.4 ℃时,雾霾出现概率≥70%。可见蠡县雾霾日数与气温成反比,气温越低,蠡县雾霾天气发生频率越高,這与蠡县雾霾季变化趋势一致。
  2.2 雾霾日数与平均风速
  分析蠡县多年雾霾次数日累计值和逐日2 min平均风速分布情况(图3)可知,蠡县雾霾日数与逐日2 min平均风速变化成反比。风速大时,雾霾次数少,风速小时,雾霾出现次数多。
  以雾霾出现概率超5%为分界线,当逐日平均风速≤1.9 m·s-1时,蠡县雾霾出现所占比例达80.7%,当逐日平均风速>1.9 m·s-1时,随着风速增大,雾霾发生概率逐渐减小,可见平均风速是影响雾霾日数的一个重要因素。通过对比验证,其他5县雾霾日数与逐日平均风速关系曲线走势基本一致。
  2.3 雾霾日数与相对湿度
  分析蠡县地区1999—2018年雾霾天气出现概率与相对湿度变化可看出,随着相对湿度增加,雾霾出现概率先增后减。当相对湿度在0%~10%时,霾出现概率为0;相对湿度在10%~20%、20%~30%、30%~40%、40%~50%时,霾出现概率分别为0.9%、4.6%、9.3%、13.3%;相对湿度在50%~60%时,出现霾的概率达最大值,为19.1%;随着相对湿度继续增大,达到80%~90%甚至趋于饱和时,霾出现概率逐渐减少,而雾出现的相对湿度峰值为70%~80%。可见湿度是雾霾形成的必要条件,但不是充分条件。
  2.4 雾霾日数与最大不连续降水日数
  降水是影响雾霾日数多寡的一个重要气象因子。蠡县雾霾日数与最大不连续降水日数的关系见图4,随着春季和雨季到来,最大不连续降水日数减少,雾霾日数呈减少趋势。其中,4—7月基本未出现雾霾天气,8月起随着最大不连续降水日数增加,雾霾日数呈上升趋势,10月随着降水日数减少(连续20 d以上无降水),雨水对大气中污染物冲刷作用减弱,污染物颗粒能更长久在空气中留存,更易形成雾霾天气[4],并于12月达雾霾日数峰值。
  3 结论与讨论
  1)蠡县雾霾日数与逐日平均、最高、最低气温值呈显著负相关,气温越低,蠡县雾霾天气发生频率越高。2)蠡县发生雾霾时日平均风速(2 min)主要集中在1.3~3.0 m·s-1。
  当逐日平均风速≤1.9 m·s-1时,占比80.7%,当日平均风速>1.9 m·s-1时,随着风速增大,雾霾概率逐渐减小。3)随着相对湿度增加,蠡县雾霾先增后减,霾出现相对湿度峰值在50%~60%,雾出现的相对湿度峰值为70%~80%。4)蠡县雾霾日数与最大不连续降水日数呈正相关,随着最大不连续降水日数增加,更易形成雾霾天气。5)雾霾具有明显季节变化,秋冬季雾霾日数多,春夏季雾霾日数少。
  对于蠡县雾霾预报建议及主要应对措施:1)发挥气象在雾霾治理中的作用,根据不同天气条件采取有效控制措施;2)建立适合本地特点的预报预警方法,加强雾霾气象条件预报预警,科学研判。
  参考文献:
  [1] 严雪梅,赵焕宇,邓杰,等.宜宾市大气污染时空分布及其气象因子分析[J].环境与发展,2017,29(6):49,51.
  [2] 孙翠英,贾伯岩,方春华,等.河北南部地区雾霾天气气象特征分析[J].环境与可持续发展,2015,40(5):
  165-168.
  [3] 王珊,修天阳,孙扬,等.1960—2012年西安地区雾霾日数与气象因素变化规律分析[J].环境科学学报,2014,
  34(1):19-26.
  [4] 魏丽欣,张良玉,王欢.保定市大气污染与气象条件的影响分析和模拟研究[J].环境与发展,2018,30(8):
  162-163.
  (责任编辑:赵中正)
  收稿日期:2020-01-21
  作者简介:付建(1990—),男,河北高碑店人,本科,助理工程师,从事气象分析。E-mail: 1224359522@qq.com。
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