氣象條件對霧霾形成影響多大?謎團(tuán)揭曉!

發(fā)布時間:2019.03.30 瀏覽次數(shù):

       今年全國兩會期間,生態(tài)環(huán)境部部長李干杰就“打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)”相關(guān)問題回答中外記者提問時表示,大氣重污染成因與治理攻關(guān)項(xiàng)目取得了階段性成果,三大影響因素污染排放、氣象條件和區(qū)域傳輸,基本上搞清楚了。

 

  氣象條件對大氣重污染影響到底有多大?如何應(yīng)對?中國工程院院士、中國氣象科學(xué)研究院研究員徐祥德,中國氣科院大氣成分研究所所長王亞強(qiáng),國家氣候中心研究員柳艷菊等專家,最近接受了藍(lán)藍(lán)天工作室專訪。

 

  風(fēng)速很小、大氣靜穩(wěn)、近地面逆溫、濕度較高等情況下,容易產(chǎn)生重污染

 

  2017年4月,國務(wù)院常務(wù)會議確定由原環(huán)境保護(hù)部(現(xiàn)生態(tài)環(huán)境部)牽頭,科技、中科院、農(nóng)業(yè)、工信、氣象、衛(wèi)生、高校等多部門和單位協(xié)作,針對京津冀及周邊地區(qū)秋冬季大氣重污染成因、重點(diǎn)行業(yè)和污染物排放管控技術(shù)等難題開展集中攻關(guān)。原環(huán)境保護(hù)部隨后按照“1+X”模式成立了國家大氣污染防治攻關(guān)聯(lián)合中心,組建了由200多家單位、近2000人組成的科技攻關(guān)隊(duì)伍。

 

  徐祥德、王亞強(qiáng)、柳艷菊等專家組成氣象攻關(guān)團(tuán)隊(duì),對導(dǎo)致大氣重污染的氣象條件等問題,開展了深入研究。“高強(qiáng)度排放是導(dǎo)致大氣污染的內(nèi)因、主因,氣象、氣候條件是關(guān)鍵的影響外因。”在代表這一氣象攻關(guān)團(tuán)隊(duì)接受藍(lán)藍(lán)天工作室專訪時,徐祥德說。

 

  徐祥德介紹,京津冀及周邊地區(qū)位于太行山東側(cè)“背風(fēng)坡”和燕山南側(cè)的半封閉地形中,受青藏高原大地形“背風(fēng)坡”效應(yīng)所導(dǎo)致的下沉氣流和“弱風(fēng)效應(yīng)”影響,冬季京津冀及周邊地區(qū)為顯著的下沉氣流區(qū),這不利于大氣對流擴(kuò)散及污染物清除。這個地區(qū)是我國冬季大氣污染最重、季節(jié)差異最為顯著的區(qū)域,PM2.5濃度冬季普遍偏高,污染最重,秋、春季次之,夏季最輕。

 

  研究表明,從目前統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果來看,在京津冀及周邊地區(qū),符合以下條件時容易產(chǎn)生本地累積型重污染:風(fēng)速小于2米/秒,對污染物水平擴(kuò)散極其不利;大氣處于靜穩(wěn)狀態(tài),垂直擴(kuò)散能力較差;近地面逆溫(一般情況下大氣溫度隨著高度增加而下降,可是在某些天氣條件下,地面上空的大氣中會出現(xiàn)氣溫隨高度增加而升高的現(xiàn)象,氣象學(xué)上稱為“逆溫”,發(fā)生逆溫現(xiàn)象的大氣層稱為“逆溫層”),邊界層(近地面空氣可以在其中上下混合交換)高度低于500米;大氣相對濕度達(dá)60%以上,導(dǎo)致氣態(tài)前體物向顆粒物加速轉(zhuǎn)化。

 

  具體來說,不利氣象條件主要包括以下幾個方面:

 

  ——風(fēng)速很小。靜風(fēng)或小風(fēng)(風(fēng)速小于或等于2米/秒),風(fēng)向多為東南風(fēng)或偏南風(fēng),空氣流動性弱,污染物水平擴(kuò)散極其不利。

 

  ——大氣靜穩(wěn)。大氣處于靜穩(wěn)狀態(tài),大氣垂直擴(kuò)散能力較差。重污染天氣期間,通常有逆溫層發(fā)展,導(dǎo)致大氣垂直方向靜穩(wěn)度增加,大氣邊界層高度明顯降低,對污染物垂直擴(kuò)散不利。

 

  大氣邊界層高度通常為500—1500米左右,重污染天氣期間,邊界層高度可下降到500米以下,甚至達(dá)100米以下,垂直方向擴(kuò)散能力明顯減弱,有利于污染物在低層累積、導(dǎo)致重污染天氣持續(xù)。

 

  ——濕度較高。大氣相對濕度達(dá)60%以上。一方面,相對濕度增加有利于細(xì)顆粒物的吸濕增長;另一方面,相對濕度增加還會促使氣態(tài)前體物向顆粒物加速轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致顆粒物濃度快速增加。二氧化硫、氮氧化物等氣態(tài)污染物在大氣中發(fā)生氧化等化學(xué)反應(yīng),形成硫酸鹽、硝酸鹽等PM2.5的主要成分。

 

  大氣重污染和不利氣象條件之間能夠形成顯著“惡性循環(huán)”

 

  “上述指標(biāo)有一定的代表性,但氣象條件對于大氣污染的影響是復(fù)雜的非線性關(guān)系,某一個單一指標(biāo)和污染的相關(guān)關(guān)系有很大的局限性,而且不同區(qū)域、不同季節(jié)其關(guān)系可能有較大的變化,研究各主要污染相關(guān)氣象參數(shù)綜合影響更為合理。”徐祥德向藍(lán)藍(lán)天工作室指出。

 

  攻關(guān)團(tuán)隊(duì)氣象專家通過對風(fēng)速、風(fēng)向、相對濕度等氣象條件綜合診斷,獲得了兩個最重要的指標(biāo)定量描述不利氣象條件:區(qū)域氣團(tuán)穩(wěn)定性和水汽凝結(jié)率,進(jìn)而得出了“污染—氣象條件指數(shù)(PLAM)”。

 

  研究表明,在空氣質(zhì)量較好的時候,污染—氣象條件指數(shù)的值通常在40以下,在我國大氣污染重點(diǎn)地區(qū),污染—氣象條件指數(shù)值若大于80,通常大氣水平能見度低于10公里的幾率就很高,其與PM10和PM2.5濃度總體呈線性關(guān)系。污染—氣象條件指數(shù)為80可視為一個重要的閾值。