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摘要 根据2007—2011年白城市逐日空气污染物浓度资料和同期气象资料，对白城市空气质量状况分布特征、空气污染与气象条件的关系进行分析。结果表明：白城市城区空气质量优良率较高，秋季空气质量最好，春季、冬季空气质量较差。以天气形势为依托、综合考虑气象要素变化和分类法与趋势外推法相结合，对空气质量进行预报，可使高污染浓度预报更准确。
关键词 空气质量特征； 空气质量等级；气象条件；吉林白城
中图分类号 P456 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）10-0232-01
随着社会经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，大气环境质量成为了世人关注的问题。本文对白城市空气质量特点及其气象影响因子进行了统计分析，并以天气形势为依托、综合考虑气象要素变化和分类法与趋势外推法相结合的综合预报方法，目的是使高污染浓度预报得更准确。
1 资料来源及处理
所用资料是由2个单位提供的，一是白城市环境监测站所提供的2007—2011年的逐日大气环境监测资料，包括大气中可吸入颗粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）的浓度值，环境监测站每月进行一次均化处理和分类统计分析；二是由白城市气象局提供的2007—2011年的逐日地面常规气象观测资料及高空实况资料，包括降水量、地面风速、地面温度日较差（最高气温—最低气温）、总云量、平均相对湿度、平均气压、日照时数、850 hPa温度、500 hPa温度等；2007—2011年地面实况场、高空实况场；1970—2000年30年风向、风速频率表及风玫瑰图等资料[1]。
将这些资料进行分析、统计，找出污染物浓度与同期气象因子之间的对应关系，并以天气形势为依托、综合考虑气象要素变化和分类法与趋势外推法相结合，对空气质量进行预报，可使高污染浓度预报更准确，从而得到空气质量预报。
2 空气污染等级与气象条件关系分析
2.1 主要污染物时间分布及特点
影响白城市空气质量的首要污染物主要为PM10，其次为SO2。
PM10的浓度曲线大值区有2段，一是1月和12月，二是春季3—5月，最小值出现在7—9月。 S02分布特点是12月至次年3月持续偏高，5月浓度最低。NO2分布特点是1月浓度最大，6—7月浓度最小。另外，也可以看出各污染浓度急剧变化期为冷暖转换的3—4月与9—10月。
白城市空气质量具有明显的季节性变化，春季和冬季污染较严重，秋季空气质量最好。白城市春季、冬季空气质量以二级为主，夏季、秋季空气质量以一级为主，四级和五级比较罕见，都出现在春季和冬季。秋季空气质量较好，春季空气质量最差。
2.2 气象因子与空气质量的关系
2.2.1 降水与污染指数之间的关系。降水对空气有净化作用，但不同季节作用不同。对白城市而言，春季和冬季降水因子不是改变空气质量的主要因子。夏季当降水量小于10 mm（即小雨），当日PM10浓度一般较低，空气质量较好；降水量达暴雨量级时，降水当日PM10浓度较大，降水过后第2天空气质量明显转好。秋季降水当日PM10浓度下降。
2.2.2 地面风速、风向与污染指数之间的关系。白城市全年风力以2～3级为主，春季风力稍大，对应的空气质量以2级为主，春季当平均风力达3～4级、冬夏季4级时易出现高空气污染等级（4～5级），当日平均风力达5级，在上游没有沙尘天气的情况下，则不出现重污染（5级）现象，间接说明风速越大污染物的扩散和稀释就越快。
以2007年1—12月为例，NO2全年都为1级，SO2浓度无论风向如何，空气质量都在2级以内，由此可见，风向主要对PM10分布产生影响。空气质量出现3级最多的风向为偏N风（NNW-N-NE） ，偏北风风速3～4级时，环境大气污染最严重，随着风速的降低，污染有所减轻；其次是WNW；当刮SSW大风（2007年2月25日）时，空气污染严重（空气质量达4级），PM10严重超标；其他风向时空气质量多以1～2级为主。
2.2.3 稳定度与污染指数之间的关系[2-3]。分析2007—2010年地面8：00温度与850 hPa温度差，1 452 d中有291 d出现逆温（T08-T850<0），逆温大都出现在10月至次年3月，其中12月至次年1月最易出现逆温，夏季无逆温现象。逆温时地面为高压控制的占79%，其他21%地面为低压类。逆温时层结稳定，空气污染物不易扩散，其中41 d空气质量为1级，185 d空气质量为2级，22 d空气质量为3级，无3级以上。白城市冬季（12月至次年2月）稳定性层结出现几率高达60.6%以上。这种层结结构是白城市区各种污染源向大气排放的有害气体不易扩散的重要因素之一。
分析2007—2010年夏季（6—8月）850 hPa温度与500 hPa温度差即T850-T500，差值越大，说明低层暖湿、高层干冷越明显，空气层结越不稳定。通过与天气现象对比分析发现，当差值>25 ℃时易出现强对流天气，即大气层结不稳定，此时对应364样本中大气层结不稳定的有78 d，空气质量1级有45 d（57.7%），2级32 d（41%），3级1 d（当天天气现象有浮尘，时间2007年6月11日 ）。因此，当存在不稳定层结时，近地层上升运动加强，有利于空气污染物的扩散，一般在上游没有沙尘天气的情况下，空气质量不会超过2级。
3 结语
白城市城区空气质量优良率较高，秋季空气质量最好，春季，冬季空气质量较差，白城市冬季近地层经常出现逆温或等温现象，造成污染物不易扩散，空气质量较差；夏季白城市经常出现对流不稳定层结（T850-T500>25 ℃），易造成强对流天气，并在近地层产生强的上升运动，此时如果上游没有沙尘天气，本地空气质量等级较好。以天气形势为依托、综合考虑气象要素变化和分类法与趋势外推法相结合，对空气质量进行预报，可使高污染浓度预报更准确[4-5]。
4 参考文献
[1] 陈添.气象条件对北京市空气质量的影响[J].环境保护，2006（10） ：46.
[2] 刘兴中，严从路，牛玉琴，等.南京大气高浓度污染的特征及与气象条件的关系[J].气象科学，1992，12（1）：107- 112.
[3] 房小怡，蒋维楣，吴涧，等.城市空气质量数值预报模式系统及其应用[J].环境科学学报，2004（1）： 111-115.
[4] 曲晓黎，付桂琴，贾俊妹，等.2005-2009年石家庄市空气质量分布特征及其与气象条件的关系[J].气象与环境学报，2011（3）： 29-32.
[5] 宁海文，王式功，杜继稳.西安沙尘天气特征及其对空气质量的影响[J].中国沙漠，2005（6）： 886-890.
关键词 空气质量特征； 空气质量等级；气象条件；吉林白城
中图分类号 P456 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）10-0232-01
随着社会经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，大气环境质量成为了世人关注的问题。本文对白城市空气质量特点及其气象影响因子进行了统计分析，并以天气形势为依托、综合考虑气象要素变化和分类法与趋势外推法相结合的综合预报方法，目的是使高污染浓度预报得更准确。
1 资料来源及处理
所用资料是由2个单位提供的，一是白城市环境监测站所提供的2007—2011年的逐日大气环境监测资料，包括大气中可吸入颗粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）的浓度值，环境监测站每月进行一次均化处理和分类统计分析；二是由白城市气象局提供的2007—2011年的逐日地面常规气象观测资料及高空实况资料，包括降水量、地面风速、地面温度日较差（最高气温—最低气温）、总云量、平均相对湿度、平均气压、日照时数、850 hPa温度、500 hPa温度等；2007—2011年地面实况场、高空实况场；1970—2000年30年风向、风速频率表及风玫瑰图等资料[1]。
将这些资料进行分析、统计，找出污染物浓度与同期气象因子之间的对应关系，并以天气形势为依托、综合考虑气象要素变化和分类法与趋势外推法相结合，对空气质量进行预报，可使高污染浓度预报更准确，从而得到空气质量预报。
2 空气污染等级与气象条件关系分析
2.1 主要污染物时间分布及特点
影响白城市空气质量的首要污染物主要为PM10，其次为SO2。
PM10的浓度曲线大值区有2段，一是1月和12月，二是春季3—5月，最小值出现在7—9月。 S02分布特点是12月至次年3月持续偏高，5月浓度最低。NO2分布特点是1月浓度最大，6—7月浓度最小。另外，也可以看出各污染浓度急剧变化期为冷暖转换的3—4月与9—10月。
白城市空气质量具有明显的季节性变化，春季和冬季污染较严重，秋季空气质量最好。白城市春季、冬季空气质量以二级为主，夏季、秋季空气质量以一级为主，四级和五级比较罕见，都出现在春季和冬季。秋季空气质量较好，春季空气质量最差。
2.2 气象因子与空气质量的关系
2.2.1 降水与污染指数之间的关系。降水对空气有净化作用，但不同季节作用不同。对白城市而言，春季和冬季降水因子不是改变空气质量的主要因子。夏季当降水量小于10 mm（即小雨），当日PM10浓度一般较低，空气质量较好；降水量达暴雨量级时，降水当日PM10浓度较大，降水过后第2天空气质量明显转好。秋季降水当日PM10浓度下降。
2.2.2 地面风速、风向与污染指数之间的关系。白城市全年风力以2～3级为主，春季风力稍大，对应的空气质量以2级为主，春季当平均风力达3～4级、冬夏季4级时易出现高空气污染等级（4～5级），当日平均风力达5级，在上游没有沙尘天气的情况下，则不出现重污染（5级）现象，间接说明风速越大污染物的扩散和稀释就越快。
以2007年1—12月为例，NO2全年都为1级，SO2浓度无论风向如何，空气质量都在2级以内，由此可见，风向主要对PM10分布产生影响。空气质量出现3级最多的风向为偏N风（NNW-N-NE） ，偏北风风速3～4级时，环境大气污染最严重，随着风速的降低，污染有所减轻；其次是WNW；当刮SSW大风（2007年2月25日）时，空气污染严重（空气质量达4级），PM10严重超标；其他风向时空气质量多以1～2级为主。
2.2.3 稳定度与污染指数之间的关系[2-3]。分析2007—2010年地面8：00温度与850 hPa温度差，1 452 d中有291 d出现逆温（T08-T850<0），逆温大都出现在10月至次年3月，其中12月至次年1月最易出现逆温，夏季无逆温现象。逆温时地面为高压控制的占79%，其他21%地面为低压类。逆温时层结稳定，空气污染物不易扩散，其中41 d空气质量为1级，185 d空气质量为2级，22 d空气质量为3级，无3级以上。白城市冬季（12月至次年2月）稳定性层结出现几率高达60.6%以上。这种层结结构是白城市区各种污染源向大气排放的有害气体不易扩散的重要因素之一。
分析2007—2010年夏季（6—8月）850 hPa温度与500 hPa温度差即T850-T500，差值越大，说明低层暖湿、高层干冷越明显，空气层结越不稳定。通过与天气现象对比分析发现，当差值>25 ℃时易出现强对流天气，即大气层结不稳定，此时对应364样本中大气层结不稳定的有78 d，空气质量1级有45 d（57.7%），2级32 d（41%），3级1 d（当天天气现象有浮尘，时间2007年6月11日 ）。因此，当存在不稳定层结时，近地层上升运动加强，有利于空气污染物的扩散，一般在上游没有沙尘天气的情况下，空气质量不会超过2级。
3 结语
白城市城区空气质量优良率较高，秋季空气质量最好，春季，冬季空气质量较差，白城市冬季近地层经常出现逆温或等温现象，造成污染物不易扩散，空气质量较差；夏季白城市经常出现对流不稳定层结（T850-T500>25 ℃），易造成强对流天气，并在近地层产生强的上升运动，此时如果上游没有沙尘天气，本地空气质量等级较好。以天气形势为依托、综合考虑气象要素变化和分类法与趋势外推法相结合，对空气质量进行预报，可使高污染浓度预报更准确[4-5]。
4 参考文献
[1] 陈添.气象条件对北京市空气质量的影响[J].环境保护，2006（10） ：46.
[2] 刘兴中，严从路，牛玉琴，等.南京大气高浓度污染的特征及与气象条件的关系[J].气象科学，1992，12（1）：107- 112.
[3] 房小怡，蒋维楣，吴涧，等.城市空气质量数值预报模式系统及其应用[J].环境科学学报，2004（1）： 111-115.
[4] 曲晓黎，付桂琴，贾俊妹，等.2005-2009年石家庄市空气质量分布特征及其与气象条件的关系[J].气象与环境学报，2011（3）： 29-32.
[5] 宁海文，王式功，杜继稳.西安沙尘天气特征及其对空气质量的影响[J].中国沙漠，2005（6）： 886-890.