2021年佛山地区一次短时...M_(2.5)污染过程分析_黄立炜.pdf
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1、第 卷第 期 年 月 广 东 气 象 收稿日期:作者简介:黄立炜(年生),男,本科,助理工程师,主要从事天气预报工作。:黄立炜,吴蒙,叶智明,等 年佛山地区一次短时 污染过程分析 广东气象,():年佛山地区一次短时 污染过程分析黄立炜,吴蒙,叶智明,曾海媚,黄志聪(佛山市高明区气象局,广东佛山;佛山市气象局,广东佛山)摘 要:利用地面气象观测资料、空气质量监测数据、再分析资料和风廓线雷达探测资料,对冷空气影响下 年 月初佛山地区出现的一次短时污染天气过程进行分析。结果表明:冷锋前的偏北风对污染物起传输作用,冷锋后较强偏北风对污染物的清除作用显著。低空逆温层的厚度增加、高度的下降抑制垂直运动,致
2、使污染物更容易累积在近地面层,加剧了污染形成;利用风廓线雷达分析本地风场,可以较为准确地判断逆温层的高度,并能发现逆温层出现时间比达到中等污染时间提早了约 ;对低层风场的风向、风速进行研判能够预测污染物的移动,为下游提前预警提供指示作用。关键词:环境气象;污染;冷空气;逆温层;风廓线雷达;佛山地区 中图分类号:文献标志码:随着经济社会的发展以及人们对宜居环境需求,空气质量问题愈发受到大众的关注,对珠三角 地 区 污 染 天 气 的 研 究、预 报 越 来 越 必要。处于珠三角腹地且制造产业发达的佛山地区,污染问题备受众多专家学者关注。干季的污染天气,一方面受生产生活产生的污染排放影响;另一方面
3、冷空气南下时,风向、风速、逆温层高度等气象条件的变化也对污染物的传输、扩散造成影响。风廓线雷达是探测大气边界层垂直风场分布的重要手段,具有时空分辨率高、连续性和实用性好的特点,已有不少学者将风廓线雷达应用在污染气象条件研究中。本研究利用地面气象观测资料、空气质量监测数据、风廓线雷达资料和 再分析资料对佛山近年来比较严重的一次污染天气过程进行分析,探讨气象条件对空气质量的影响,为区域空气质量预报和联防联控提供参考。资料和方法本研究主要使用的资料包括:佛山市国家气象站地面气象观测资料,主要采用三水区国家气象站数据进行分析;佛山市内 个国控监测站(湾梁、华材职中、南海气象局、顺德苏岗、容桂街道办、高
4、明孔堂、三水监测站、三水云东海)的数据,其中污染过程判断主要采用三水云东海监测点 质量浓度观测数据;三水风廓线雷达资料和清远探空资料;再分析资料,观测时间为 年 月 至 日(图)。图 佛山地区国家气象站和环境监测站分布 结果与分析 污染物的质量浓度变化 年 月 日,受冷空气南下影响,佛山地区出现了一次短时天气污染过程,其中主要污染物为 。从图 可以看出,该次污染过程对佛山北部、西部地区影响较大。从时间上分析,在 日:(北京时,下同)之前,佛山地区 质量浓度普遍在 ;日:至:,佛山西部、北部地区 质量浓度普遍上升至 以上,部分地区甚至在 以上,达到中度污染水平;在 日:之后,佛山地区 质量浓度普
5、遍降至 以下,污染过程结束。图 年 月 日:日:佛山地区 质量浓度空间分布 气象要素利用 再分析资料及国家自动站进行分析,年 月 日广东省受强冷空气影响,广东省内大部分市县日平均气温 下降 。冷空气于 日开始对佛山地区造成影响,偏北风加大、气温下降、地面气压上升,三水国家站在 日录得全市最低气温.,较 日同时下降 。冷空气南下可使上游地区的污染物向佛山地区堆积。图 是三水国家气象站的风向风速和三水云东海环境监测 质量浓度变化,从图 中可以看出,在 日:至:,偏北风风力在 级,质量浓度在 浮动。在 日:至 日:,风力逐渐加大 级以上,与此同时 质量浓度也随着风力的增大而不断升高,并录得过程最大
6、质量浓度 ,能见度最低 ,达到轻度污染水平。在 日:之后,风力维持在 级以上,而 质量浓度开始迅速回落至优良水平。由此可以得出,在冷锋过境之前,在偏北风对污染物起传输作用,大量的污染物从粤北地区向南输送、堆积,使佛山地区污染物质量浓度不断上升;而在冷锋过境后,偏北大风清除作用显现,佛山地区的污染物质量浓度迅速降低。图 年 月 日三水国家站风向风速和三水云东海监测站 质量浓度变化 对冷锋过境前 质量浓度与能见度、风速的相关系数进行计算分析得出 质量浓度与风速相关系数分别为.,具有明显的正相关;与能见度的相关系数为.,具有明显负相关;同时风速与能见度的相关系数为.,有明显负相关,表明该次过程中,冷
7、锋前的偏北风不仅对使佛山地区污染物质量浓度的增加,同时对本地能见度造成影响。垂直风温结构由清远探空站(站号:)至 日垂直大气结构情况可以看出,在 日:(图略),锋面高度在 附近,而在 以下温度整体是随高度递减,仅在 附近出现了有浅薄的低空逆温层出现。到 日:,以下有多个浅薄的逆温层出现,逆温层出现第 期 黄立炜等:年佛山地区一次短时 污染过程分析 高度下降到 以下,逆温层的厚度由 左右延伸至 以上。逆温层的发展极大影响了垂直扩散运动,使污染物被抑制在近地面,造成近地面污染物质量浓度升高(图)。图 年 月 日:清远探空图 为了能够更好地判断佛山地区上空冷暖平流的变化情况,本研究使用了风廓线雷达数
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