丛美环 周淑玲 周丹

摘要 通过对比分析2017年1月1日PM25和4月30日PM10造成重污染个例的气象条件发现，两者在低层都有暖脊，但天气形势背景差异较大。分析其物理量特征发现，在925hPa两者都发生在2090～30%的相对湿度条件下，T-Td冬季大于12℃，春季大于20℃;两个个例都是上湿下千的浅对流大气层结，在低层都有逆温，但湿层和逆温层高度不同，风垂直切变也不同;两者在700hPa上都是下沉运动，在925hPa上都有弱的上升运动，但上升运动大小有差别。地面风向都存在南风和北风，风速都在4级以下。相对湿度PM25

在7090～98%，PM在1096～409%。

关键词 PM23和PM10;重污染;气象条件;对比分析

中图分类号：X513

文献标识码：A

文章编号：2095-305（2021）02-120-04

大气重污染事件对交通安全和人类身体健康具有很大影响。针对PM25的时空分布特征回和造成大气重污染个例的气象条件図进行了分析研究。有的研究发现PM2有季节变化，与相对湿度、气温有正相关性回。威海市三面环海，“蓝天白云，繁星闪烁”天数在山东省最多，PM25、PM1o、SO2、NO2等大气污染物浓度也均为全省最低，空气质量排名稳居全省榜首。但是，在冬季和春秋季，在不利于污染物扩散的气象条件下，偶尔也会出现重污染天气。为了探讨造成威海重污染的气象条件特征，本文选取2017年1月1日和4月30日分别由PM25和PM1。造成重污染的个例，分析两类污染气象条件的异同，为做好重污染的天气的气象服务提供可靠的技术支撑。

1资料和空气质量特征

资料选取气象常规观测资料和威海市环保局观测资料。分析2013年1-12月空气污染指数的首要污染物发现，多数为PM23造成的，偶有O3和PM1o造成。分析客观原因，较重污染与冬季供暖、工厂排污等有关，在相同的客观条件下，则与气象条件相关。为此，本文选取2017年两个分别由PM25和PM10造成的重污染个例，分析造成两类污染气象条件的异同点。

2个例观测实况

2017年1月1日的重污染是由PM25造成的，时间从1月1日1：00开始，一直持续到3日8：00，AQI最大为5级，出现在2日8：00-9：00，值为252;4月30日的重污染是由PM10造成的，从30日9：00开始，一直持续到5月1日7：00，AQI最大为6级，出现在30日21：00，值为329。

3造成污染的气象条件分析

3.1天气背景分析

分析2017年1月1日08：00PM25造成的重污染的天气形势（图1）可以看出，在500hPa河套南有南支槽，威海处于偏西急流控制，偏西气流为26m/s在850hPa，蒙古东部有弱脊，山东半岛处于脊前西北气流，长江下游有弱的暖温度脊北伸到山东，温度大于0℃;925hPa，威海为西南气流控制，西侧为较强暖舌;地面图上威海处于海上高压后部，山东处于鞍型场的气壓场中（图1）分析2017年4月30日08：00PMo造成的重污染的天气形势（图2）可以看出：在500hPa在东北东部为低涡，威海处于涡后脊前西北气流控制;在850hPa，也为12m/s的西北气流，41N为近东西向的温度密集带，与风向近乎垂直，从河套有一暖温度脊伸向山东半岛;在925hPa，鲁西北有一暖中心，山东为20℃暖中心控制，威海为西北气流控制。地面图上有一弱冷锋影响威海贝湖东部与东北低压之间强的偏北风沿120°～122°E从东北吹向山东半岛东部（图2）。

可见，冬季PM2和春季PM1造成的重污染的天气形势特点为：低层都有暖脊，但天气形势却差别较大。

3.2水汽特征分析

在1月1日08：00925hPa相对湿度图上，渤海有一干中心，威海相对湿度为30%左右（图3a），在4月30日08：00925hPa相对湿度图上，华北有干中心，威海相对湿度为20%左右（图sb）在925hPa的T-Td图上，T-Td大值区与相对湿度干区相对应，威海的T-Td冬季大于12℃，春季大于20℃（图3c、图3d）。

3.3大气层结分析

分析1月1日08：00和4月30日20：00的Tlogp图（图4）发现，两次个例都是上湿下干的浅对流，在低层都有逆温，但1月1日08：00较湿层在500hPa以上，逆温在1000hPa附近，850hPa以下为西南风，以上为西北风;4月30日08：00较湿层在700hPa以上，逆温在925～1000hPa，850hPa以下为东北风，以上为西北风。

3.4上升运动

分析1月1日08：00和4月30日20：00700hPa、925hPa的垂直上升运动，共同的特征为：在700hPa上都是下沉运动，在925hPa上都是上升运动。不同的特征为：1月1日08：00925hPa上升运动为20～80cm/s（图5b），4月30日08：00925hPa上升运动为80～110cm/s（图5d）。可见，产生污染时在925hPa低层有弱的上升运动。

4地面气象条件分析

4.1与风向风速的关系

选取威海气象观测站10m风场，分析2017年1月1日1时～3日1时和4月30日09：005月1日07：00的风向风速发现，在PM25造成的重污染和PM1o造成的重污染期间，风向都存在南风和北风，整点2分钟的风速都小于6m/S，最大风风速PM2s小于7.7m/s，PM10小于7.8m/s，极大风风速PM2s小于12.4m/s，PM1。小于12.7ms;1月2日8：00-9：00PM2s最大值出现时最大风为西北风，风速为5.6～7.0ms，4月30日21：00PM10最大值出现时最大风为北风，风速为0.8m/s（图6）。

可见，在PM25造成的重污染和PM1造成的重污染期间，地面风向都存在南风和北风，风速都在4级以下。

4.2与相对湿度关系

选取威海气象观测站相对湿度，发现，2017年1月1日01：00到3日01：00PM2造成的重污染期间，相对湿度除短时几个小时出现506～709%外，其他大部分时间在7096～98/6，1月2日08：00-09：00PM2最大值时相对湿度为7896左右。4月30日09：00-5月1日07：00PM1造成的重污染期间，相对湿度在1096～4096，4月30日21：00PM。最大值时相对湿度为13%～18%0。

可见，PM2造成的重污染期间相对湿度在709%6～98%，PM1造成的重污染期间，相对湿度在109%6～40%。

5小结

通过对比分析2017年1月1-3日PM2s和4月30日-5月1日PMo造成重污染个例的气象条件，得出如下结论：

（1）两者在低层都有暖温度脊，但天气形势背景差异较大。

（2）两者在925hPa上相对湿度都在20%0～309%，T-Td冬季大于12℃，春季大于20℃;两个个例都是上湿下干的浅对流，在低层都有逆溫，但湿层和逆温层高度不同，风垂直切变冬季PM2造成的污染在8501hPa以下为西南风，以上为西北风，春季PM10造成的污染在850hPa以下为东北风，以上为西北风。两者700hPa上都是下沉运动，在925hPa都是上升运动，冬季PM23造成的污染在925hPa上升运动为20～80cm/s，春季PM造成的污染在925hPa上升运动为80～110cm/s。

（3）两者地面风向都存在南风和北风，风速都在4级以下。相对湿度PMs在

7096～98%，PM1。在1096～4096。

参考文献

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[2]李芳，董倩，任兆鹏，等，鲁西南一次持续空气污染过程的气象条件分析[J]山东气象，2016，36（3）：3641.

[3]黄善斌，李本轩，王文青.济南PM23质量浓度与气象条件相关性初步研究[J]海洋气象学报，2020，40（1）：90-97

责任编辑：黄艳飞