陈光辉

摘 要：本文运用辽宁省开原市能见度监测资料、常规观测资料、自动站资料、探空数据资料及NCEP再分析资料等对2014年2月21-26日开原市持续雾霾天气过程分析，此次雾霾天气持续时间长、覆盖范围大、危害性强；高空弱西北气流及低层暖脊同地面高压后部相配合为雾霾天气发生提供了有利大气环流形势，主要天气系统为高空西风槽前、低层较强暖区配合地面低压；影响霾天气的主要污染物是PM2.5、PM10，分布呈凌晨低、午夜高特征；<4m/s的地面风速是雾霾天气关键风速指标。开原市雾霾天气出现时，地面风速基本上为1～3m/s ；很小温度露点差也为持续雾霾天气提供特别好的气象要素条件；地面至850hPa出现逆温是雾霾出现关键指标。

关键词：雾霾天气；环流形势；能见度；气象要素

中图分类号：P458.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）21-0023-01

雾霾天气是一种灾害性天气现象，不但会造成空气质量、能将度大幅度下降，造成航班延误或城市交通受阻，还会加重呼吸系统及过敏等疾病病情，严重威胁人们生命健康安全。为此，大量国内外学者分别从不同角度和层面对雾霾天气进行分析和研究。近些年来，全球气候变暖，开原市雾霾天气几率也在逐年攀升，雾霾对开原市空气质量、城市交通及农业生产均产生了严重影响。因此，本文对2014年2月21-26日开原市雾霾天气过程，采用天气动力学及统计学分析方法，通过分析霾颗粒物浓度及气象要素演变特征，掌握开原市雾霾发生机理、特征，以进一步认识开原市雾霾天气发生机理及特征，为今后雾霾天气现象预报预测、大气污染预测及防治工作提供重要指导依据。

1 雾霾天气形势及雾霾特征分析

1.1 雾霾天气实况

此次持续雾霾天气，开原市主要污染物为PM2.5，少数时段是PM10。根据开原市PM2.5及PM10浓度变化情况看出（图1），21-26日雾霾天气持续期间，PM2.5浓度始终保持较高状态，雾霾日变化趋势存在差异，最大值为每天23时左右，最大值范围是150～230μg/m3。PM2.5浓度变化具备显著双峰型，一般在13时通常存在PM2.5浓度次大值，最小值在07时左右，最小值为90～130μg/m3。在整个霾持续期间，PM10浓度在0时左右达到高值，230～300μg/m3；自01时开始，PM10浓度逐渐降低，降至最小值时间不一定，部分为07时前后，部分为19时前后，最小值为140～160μg/m3。

1.2 大气环流形势分析

21日前，500hPa上亚欧大陆区域为两槽一脊形势，大槽区主要分布在鄂霍次克海区域，浅槽主要处于巴湖至贝湖一带，槽底处于南太平洋，脊区处于两槽间东亚一带，500hPa呈东低西高。850hPa场上东北地区存在暖脊相配合，同时伴随2～4m/s东南风。22-23日东北地区高空没有冷空气活动，850hPa低层暖脊变强，吹向我国北方的东南风逐渐变成南风，风速增强为4～8m/s，开原市雾霾天气变重。地面场上，高压后部弱气压系统，属偏东风4m/s。24日巴湖至贝湖浅槽逐步变深且南压，导致其前部脊开始变形北挺，而我国北方存在低槽持续向东边移动且不断发展，低层850hPa我国长江中游存在显著风场辐合，朝北边移动的南风风力逐渐变弱，开原市污染程度变弱。25日巴湖大槽迅速向南边蔓延，前沿至我国东北地区西边，850hPa暖脊变强，东北中部及偏东区域增暖显著，南边高原槽朝东移动，吹向我国北方的南风增至4～8m/s。地面有闭合低压系统，开原市处在低压底前部，主要为2m/s西南风，雾霾污染程度开始逐渐增重。

2 促进持续雾霾天气产生的气象要素分析

2.1 PM2.5浓度同地面风速的关系

分析开原市地面风速同PM2.5浓度演变，雾霾天气出现时，开原市地面风速处于1～3m/s。22-23日午夜PM2.5浓度达到峰值，若地面风速为4m/s，就会导致PM2.5浓度变小；14时左右，PM2.5浓度又一次达峰值，若发生4m/s风，PM2.5浓度会再次下降。24-25日，在有PM2.5濃度最大值出现时，风速未增强，雾霾持续。总之，开原市雾霾同<4m/s风具有紧密联系，若出现>4m/s风时，污染物浓度下降；26日05时有9m/s风，污染物缓慢消散，可以说，5～7m/s风属空气质量逐渐变为优良的重要因素。

2.2 PM2.5浓度与地面湿度

T-Td可对测站大气湿度情况有效反映，直接使用该值分析PM2.5浓度同地面湿度之间的关系可看出，开原市雾霾天气，地面有很高湿度，温度露点差≤5℃，雾霾最为严重的午夜，开原市地面温度露点差为最小值，为2.4～3.3℃，表明最低温度露点差时段正好同大污染物浓度相对应。因而，很小温度露点差也属于雾霾天气出现的一个主要特征。

2.3 PM2.5浓度与近地面温度垂直分布

分析开原市22-25日高空探测垂直温度，地面至850hPa高度及温度垂直分布属等温或逆温，22日08、20时、24日20时开原市均为雾霾显著增重时段，其温度垂直分布为地面至低层850hpa的显著逆温，逆温程度是850hPa高空温度超过地面2～3℃。其他雾霾天气持续时段，由地面至850hPa高度是等温或弱降温1～2℃。总之，从地面及850hpa观测值不难看出，测站上空温度垂直分布处于极其稳定状态，对于雾霾污染物垂直输送非常不利，地面至850hPa出现逆温属开原市雾霾出现的关键指标。

3 结论与讨论

（1）此次雾霾天气时间持续较长、覆盖范围大、危害性较大。（2）高空弱西北气流及低层暖脊同地面高压后部相配合为开原市雾霾天气发生提供了有利大气环流形势，开原市雾霾典型系统为高空西风槽前、低层较强暖区配合地面低压。（3）影响开原市霾天气主要污染物是PM2.5、PM10，凌晨低、午夜高。<4m/s的地面风速是开原市出现雾霾天气关键风速指标，雾霾天气出现时地面风速基本为1～3m/s。（4）很小温度露点差也为开原市地区出现持续雾霾天气提供特别好的气象要素条件。（5）地面至850hPa出现逆温属开原市雾霾出现的关键指标。雾霾天气发生期间，开原市地面至850hPa具备明显逆温，850hPa温度超过地面2～3℃。雾霾出现最初时段及后期，地面至850hPa等温或弱降温1～2℃。（6）在大气垂直要素分布上，边界层逆温过程特别关键，低风速及高湿度大气环境不利于污染物扩散。低层由微弱北风变为微弱偏东风，导致污染物积聚。另外，低层微风及高层静风大气风场垂直构成会增重城市上空雾霾。

参考文献

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