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大气边界层逆温与银川市雾、霾天气之间的关系

2018-04-23邓敏君王建英

江西农业 2018年5期
关键词:逆温层逆温银川市

邓敏君 王建英

(1.中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室,宁夏银川 750002;2.宁夏气象防灾减灾重点实验室,宁夏银川 750002;3.宁夏气象服务中心,宁夏银川 750002)

银川市是宁夏回族自治区的首府,为全区的政治、经济、文化中心。近年来,银川市经济快速发展,工业化步伐明显加快,人为污染物排放增加,雾、霾天气显著增多[1]。雾、霾灾害对大气环境、人体健康及社会正常秩序均有着极大的影响和危害。

逆温是指温度随高度的增加不降反升的现象,其存在对低层大气污染物的扩散较为不利。雾是悬浮在空中的大量微小水滴,常呈乳白色,使水平能见度小于1 km;霾是大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中,使水平能见度小于10 km的空气普遍浑浊现象。雾与霾最主要的区别包括:一是能见度范围不同,雾的水平能见度小于1 km,霾的水平能见度小于10 km;二是相对湿度不同,雾出现时相对湿度较高,而霾出现时相对湿度较低;三是出现的时间不同,雾一般最易出现在午夜至清晨时段,随着太阳辐射的增强而逐渐消散;霾的日变化特征则不明显,当气团较稳定时比较容易出现[2]。

该文对2011-2015年银川站的探空观测资料和雾、霾资料进行分析,探索大气边界层逆温与雾、霾天气之间的关系,为改善银川市空气质量提供参考依据。

1 大气边界层逆温与雾、霾天气

人为污染物的排放主要集中在大气边界层中,严重时会导致出现雾、霾等天气。大气边界层顶距地面1.5 km左右,因此该文选取底高在1 500 m以下的逆温层进行研究。逆温层的存在使近地层大气层结较为稳定,大气中水汽含量充足且伴有冷凝时,容易产生雾;同样地,逆温的存在会减弱垂直方向的对流交换,导致近地面层中的大气污染物不断累积,悬浮微粒被抑制在近地面层,从而形成霾。

统计2011-2015年银川市雾、霾天气现象,结果如表1所示。由表1可知,边界层逆温与雾、霾天气有直接联系。出现雾、霾天气时,无逆温次数极少。即当存在雾或霾天气现象时,低层大气中往往伴有逆温层。因此,逆温是形成雾和霾的重要原因。

表1 2011-2015年银川市雾、霾天气统计

2 形成雾、霾的气象条件

形成雾的气象条件一是微风;二是大气中水汽含量达90%以上,且伴有凝结产生雾滴;三是近地层大气形成上暖下冷的逆温层,上下空气的流动性差。不同的气象条件下,形成的雾的种类也不同。当银川市处于高压控制下,夜间地表辐射冷却,形成大气逆温层,是形成辐射雾的必要条件;当暖湿气流作水平运动,经过相对较冷的下垫面时,会逐渐冷却而形成平流雾;此外,还有锋面雾、坡面雾、混合雾等。

霾是空气中悬浮的大量微粒和气象条件相互作用的结果,其主要气象成因有三,一是在水平方向存在静小风现象。城市里的高楼大厦对气流有阻挡和摩擦作用,致使风流经城区时明显减弱。静风现象的增多不利于大气污染物的扩散和稀释,进而聚集在近地层。二是在垂直方向上形成逆温层后抑制了空气中悬浮微粒向高空飘散,使污染物在低层累积,形成霾。三是人为污染物的排放增加,随着银川市的工业发展和机动车的猛增,污染物的排放使空气中凝结核增多,形成霾的概率增大。

3 结语

银川市雾、霾天气的出现往往伴随着逆温现象,大气边界层逆温是形成雾、霾天气的重要气象条件之一。当今,人为因素仍是雾、霾灾害频发的主要因素。因此,治理雾、霾是一场“持久战”,要了解银川市当前污染源的组成,大力发展清洁能源,限制机动车尾气排放等,多方联动,综合推进雾、霾治理,努力打造“碧水蓝天,明媚银川”。

[1]张智,陈玉华,周红.宁夏雾日和霾日的变化趋势分析[J].干旱气象,2013(4):714-719.

[2]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社,2005.

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