摘要:選取2015—2018年安順市空氣質(zhì)量小時(shí)數(shù)據(jù)和日數(shù)據(jù)，并結(jié)合同期氣象觀測(cè)資料和micaps資料對(duì)安順市的空氣質(zhì)量特征與氣象條件進(jìn)行分析，結(jié)果表明:安順市的空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良率較高，達(dá)95%以上，主要污染物是PM2.5，其次是O3，冬季污染日最多，秋季次之，春、夏兩季污染日數(shù)最少;當(dāng)降水量在0～0.5mm、風(fēng)速在3.1～5.0m/s、日照≤1h、相對(duì)濕度在60%～90%時(shí)，出現(xiàn)污染日的概率較大，分別為:82.6%、67.4%、76.1%、82.6%，1.0mm的降水會(huì)使空氣中的吸濕性顆粒物的濃度增加，從而使空氣質(zhì)量變得更差。

　　當(dāng)日照時(shí)數(shù)<1h時(shí)，首要污染物以PM2.5為主，日照時(shí)數(shù)>1h時(shí)，特別是>8h時(shí)，首要污染物以O(shè)3為主;500hPa亞洲中高緯呈一槽一脊型，低緯南支槽建立并逐漸東移使安順從偏西氣流轉(zhuǎn)為西南氣流，空氣質(zhì)量逐漸轉(zhuǎn)差，槽過(guò)轉(zhuǎn)為西北氣流時(shí)空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)好;當(dāng)近地面吹偏南風(fēng)時(shí)，空氣質(zhì)量較好，而吹偏北風(fēng)時(shí)，空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)差;天空中云量較多時(shí)，大氣層結(jié)較穩(wěn)定，不利于污染物的擴(kuò)散;污染物濃度與海平面氣壓呈正相關(guān)的關(guān)系。

　　關(guān)鍵詞:空氣質(zhì)量;氣象條件;關(guān)系;AQI;PM2.5;安順市

　　0引言

　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各種工業(yè)、生產(chǎn)、生活及交通等排放的污染物不斷增加，使得大氣中的各種顆粒污染物和氣體污染物的濃度不斷增加，空氣質(zhì)量變得越來(lái)越差，特別在一些發(fā)達(dá)城市，空氣污染問(wèn)題亟待解決。大量的環(huán)境保護(hù)工作者和氣象工作者對(duì)空氣質(zhì)量的特征及其與氣象條件的關(guān)系進(jìn)行了分析和研究[1-5]，這些研究主要針對(duì)污染較嚴(yán)重的城市。安順的空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良率雖然較高，但近幾年有轉(zhuǎn)差的趨勢(shì);安順是中國(guó)的優(yōu)秀旅游城市之一，空氣質(zhì)量狀況是影響旅游業(yè)發(fā)展的重要因素之一。

　　本文選取2015—2018年安順市空氣質(zhì)量小時(shí)數(shù)據(jù)和日數(shù)據(jù)，并結(jié)合同期氣象觀測(cè)資料和micaps資料對(duì)安順市的空氣質(zhì)量特征與氣象條件關(guān)系進(jìn)行分析，找出空氣質(zhì)量與各氣象要素的關(guān)系，并對(duì)典型的污染過(guò)程進(jìn)行分析，得出不利于大氣污染物擴(kuò)散的天氣環(huán)流形勢(shì)，為安順市空氣污染防治工作和環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)AQI預(yù)報(bào)提供一定的參考依據(jù)。

　　1安順市空氣質(zhì)量狀況

　　2015—2018年安順市環(huán)境空氣質(zhì)量大多為Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)(圖1a)，占全年總?cè)諗?shù)的95%以上，從2016年開(kāi)始環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)AQI為Ⅰ級(jí)的占比逐漸減小，而AQI為Ⅱ級(jí)的占比逐漸增加，且2017年和2018年輕度污染(Ⅲ級(jí))日數(shù)增多，說(shuō)明近三年安順市的空氣質(zhì)量有轉(zhuǎn)差的趨勢(shì)。2015—2018年AQI為Ⅰ級(jí)的日數(shù)最多，為752d，占總?cè)諗?shù)的51.5%，其次是Ⅱ級(jí)663d，占統(tǒng)計(jì)日數(shù)的45.4%，4a間安順市的中度和重度污染日數(shù)均為1d，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)嚴(yán)重污染。

　　整體來(lái)看安順市的空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良率較高，主要受輕度污染的影響。從四季污染日數(shù)的分布來(lái)看，冬季污染日數(shù)最多，占總污染日數(shù)的52.2%，秋季次之，春、夏兩季污染日數(shù)最少，均為5d。從四季首要污染物出現(xiàn)日數(shù)的分布來(lái)看，四季都有PM2.5污染，秋、冬兩季PM2.5污染出現(xiàn)的頻率最高，分別為23.9%和43.5%;夏季O3污染出現(xiàn)的頻率最高，占夏季總污染日數(shù)的60%，冬季沒(méi)有O3污染;SO2污染只出現(xiàn)在冬季;4a期間只出現(xiàn)一次PM10污染，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)NO2或CO污染。從以上分析得出，安順市的污染日主要出現(xiàn)在秋、冬兩季;O3是安順市夏季的主要污染物，其余季節(jié)的主要污染物為PM2.5。

　　2空氣質(zhì)量與氣象條件的關(guān)系

　　2.1各氣象要素對(duì)空氣質(zhì)量的影響

　　空氣質(zhì)量與氣象條件有密切的關(guān)系，氣象條件影響污染物的形成、擴(kuò)散、輸送和稀釋等[6]。對(duì)2015—2018年安順市的46個(gè)污染日的降水量、日最大風(fēng)速、日照和相對(duì)濕度進(jìn)行分級(jí)統(tǒng)計(jì)分析，污染日的降水量在0～2.1mm，其中降水量為0mm時(shí)，有33個(gè)污染日，占總污染日數(shù)的71.7%。隨著降水量的增加，污染日數(shù)逐漸減少，當(dāng)降水量>2.1mm時(shí)，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)污染日，說(shuō)明降水的增加對(duì)污染物的稀釋有一定的作用;當(dāng)風(fēng)速≤2.0m/s或>7.0m/s時(shí)，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)污染日，而風(fēng)速在3.1～5.0m/s時(shí)，有31個(gè)污染日，占總污染日數(shù)的67.4%，說(shuō)明風(fēng)力在2～3級(jí)時(shí)容易出現(xiàn)污染天氣，當(dāng)風(fēng)速越大時(shí)越有利于污染物的擴(kuò)散，空氣質(zhì)量越好[7-9]。

　　當(dāng)日照時(shí)數(shù)為0h時(shí)，有18個(gè)污染日，日照時(shí)數(shù)在0.1～1.0h時(shí)，有17個(gè)污染日，兩者加起來(lái)占總污染日數(shù)的76.1%，表明陰天或者陰天為主的天空狀況容易出現(xiàn)污染天氣，這是因?yàn)殛幪鞎r(shí)大氣中的能量條件較差，層結(jié)較穩(wěn)定，空氣的對(duì)流弱，污染物容易在低層穩(wěn)定維持;當(dāng)日照時(shí)數(shù)在2.1～7.0h或>11.0h時(shí)，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)污染日，當(dāng)相對(duì)濕度RH<40%時(shí)，沒(méi)有污染日出現(xiàn)，隨著濕度的增加，污染日數(shù)呈先增加后減小的趨勢(shì)。

　　當(dāng)70%≤RH<80%時(shí)，污染日數(shù)達(dá)到最多，為15d，占總污染日數(shù)的32.6%，當(dāng)80%≤RH<90%時(shí)，污染日數(shù)減小到11d，總的來(lái)看60%≤RH<90%時(shí)，出現(xiàn)空氣污染的概率最大。對(duì)污染日進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn):98%的污染日能見(jiàn)度在1～9km(輕霧)，2%的污染日能見(jiàn)度<0.5km(大霧)，霧的存在說(shuō)明空氣中水汽充足，風(fēng)速較小，且大氣穩(wěn)定。

　　充足的水汽會(huì)增加空氣中吸濕性顆粒物的濃度，而較小的風(fēng)速和穩(wěn)定的大氣會(huì)使污染物在某地長(zhǎng)時(shí)間維持，從而使得空氣質(zhì)量變差;59%的污染日在大氣的中低層(700hPa以下)有逆溫層存在，逆溫層的存在不利于逆溫層低以下的大氣對(duì)流活動(dòng)，使污染物不能向垂直方向擴(kuò)散，從而使大氣污染加重，有研究表明逆溫層低高度越低，空氣污染越嚴(yán)重[10]。

　　2.2首要污染物與氣象條件的關(guān)系

　　安順市四季都有PM2.5污染，且PM2.5污染占4年總污染日數(shù)的78%，夏季的主要污染物為O3，O3污染占夏季總污染日數(shù)的60%，因此選擇PM2.5和O3作為研究對(duì)象。對(duì)PM2.5污染日和O3污染日進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得出:當(dāng)日照時(shí)數(shù)<1h時(shí)，沒(méi)有O3污染，而83.3%的PM2.5污染日是在日照時(shí)數(shù)<1h的條件下產(chǎn)生的，特別是當(dāng)日照時(shí)數(shù)為0h時(shí)，最有利于PM2.5污染日的產(chǎn)生;當(dāng)日照時(shí)數(shù)>1h時(shí)，PM2.5污染日的占比明顯減小，而O3污染日的占比明顯增加，66.7%的O3污染日是在日照時(shí)數(shù)>8h時(shí)產(chǎn)生的。

　　以上分析表明:在日照時(shí)數(shù)<1h時(shí)，空氣污染的首要污染物以PM2.5為主，而日照時(shí)數(shù)>1h時(shí)，特別是>8h時(shí)，首要污染物以O(shè)3為主，原因是太陽(yáng)輻射使大氣中的氧分子分解成氧原子，氧原子又與周圍的氧分子結(jié)合生成O3，太陽(yáng)輻射時(shí)間越長(zhǎng)，越有利于O3的形成。

　　3典型污染過(guò)程分析

　　2017年12月23—27日，除25日外，其余4天安順市空氣質(zhì)量出現(xiàn)輕度到中度污染，選擇這次過(guò)程為研究對(duì)象，分析25日前后兩天空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)差的原因。22日08時(shí)500hPa亞洲中高緯呈一槽一脊型，中低緯為緯向環(huán)流型，安順受偏西氣流影響。

　　23日08時(shí)500hPa亞洲中高緯為兩槽一脊型，兩槽分別位于烏拉爾山脈附近和貝加爾湖以東-內(nèi)蒙古西部，在阿拉伯海附近有南支槽生成，到25日08時(shí)貝加爾湖以東的槽移至我國(guó)東北-湖北，南支槽移至印度并形成低渦中心，23—25日，安順受偏西氣流影響，首要污染物濃度從101μg/m3降低到67μg/m3;到26日南支槽移至孟加拉灣，安順轉(zhuǎn)為受西南氣流影響，首要污染物濃度增加到114μg/m3。27日南支槽靠近，西南氣流增強(qiáng)，安順出現(xiàn)1.0mm的降水，空氣質(zhì)量變差，首要污染物濃度增加到136μg/m3，AQI等級(jí)升級(jí)為中度污染。

　　28日08時(shí)南支槽移過(guò)貴州，移至湖南西部，安順轉(zhuǎn)為槽后西北氣流控制，空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)為良，首要污染物濃度降低到50μg/m3。由以上分析可知:此次污染過(guò)程南支槽建立并逐漸東移使安順從偏西氣流轉(zhuǎn)為西南氣流，空氣質(zhì)量逐漸轉(zhuǎn)差，槽過(guò)轉(zhuǎn)為西北氣流時(shí)空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)好;1.0mm的降水不但對(duì)污染物沒(méi)有稀釋和沖刷的作用，反而使空氣中的吸濕性顆粒物的濃度增加，從而使空氣質(zhì)量變得更差，這與徐瓊芳[7]等的研究一致。

　　22日吹偏南風(fēng)，云量基本為0，PM2.5濃度為65μg/m3，23日—24日11時(shí)轉(zhuǎn)偏北風(fēng)，污染物濃度增加，且23日PM2.5濃度高于24日，這可能是23日云量較多的原因，24日11時(shí)—25日23時(shí)轉(zhuǎn)為偏南風(fēng)，且云量逐漸減少到0，PM2.5濃度減小到67μg/m3，26日轉(zhuǎn)為偏北風(fēng)，且云量增加，空氣質(zhì)量又開(kāi)始轉(zhuǎn)差，27日雖然風(fēng)向轉(zhuǎn)為偏南風(fēng)，但云量為10，同時(shí)在20時(shí)左右有0.1mm的降水，空氣質(zhì)量升級(jí)為中度污染，28日以后維持偏南風(fēng)，云量減少，并且無(wú)降水，PM2.5濃度從180μg/m3迅速減小到69μg/m3。

　　可知:當(dāng)近地面吹偏南風(fēng)時(shí)，空氣質(zhì)量較好，而吹偏北風(fēng)時(shí)，空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)差，因?yàn)槟巷L(fēng)帶來(lái)的大部分是海上的暖濕空氣，而北風(fēng)會(huì)將北方的沙塵和污染氣體等輸送進(jìn)來(lái);天空中云量較多時(shí)，大氣層結(jié)較穩(wěn)定，不利于污染物的擴(kuò)散。從海平面氣壓場(chǎng)來(lái)看，污染物濃度增加時(shí)，氣壓也增強(qiáng)，說(shuō)明污染物濃度與海平面氣壓呈正相關(guān)的關(guān)系，這與張尚鵬等[11]的研究一致。

　　4結(jié)論

　　(1)安順市的空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良率較高，達(dá)95%以上;主要污染物是PM2.5，占總污染日數(shù)的78%，夏季的主要污染物為O3，占夏季總污染日數(shù)的60%;冬季污染日最多，占總污染日數(shù)的52.2%，秋季次之，春、夏兩季污染日數(shù)最少。

　　(2)當(dāng)降水量在0～0.5mm、風(fēng)速在3.1～5.0m/s、日照≤1h、相對(duì)濕度在60%～90%時(shí)，出現(xiàn)污染日的概率較大，分別為:82.6%、67.4%、76.1%、82.6%，而降水量>2.1mm、風(fēng)速≤2.0m/s或>7.0m/s、日照時(shí)數(shù)在2.1～7.0h或>11.0h、相對(duì)濕度<40%時(shí)，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)污染日，1.0mm的降水不但對(duì)污染物沒(méi)有稀釋和沖刷的作用，反而使空氣中的吸濕性顆粒物的濃度增加，從而使空氣質(zhì)量變得更差。

　　(3)日照時(shí)數(shù)<1h時(shí)，空氣污染的首要污染物以PM2.5為主，日照時(shí)數(shù)>1h時(shí)，特別是>8h時(shí)，首要污染物以O(shè)3為主。

　　(4)500hPa亞洲中高緯呈一槽一脊型，低緯南支槽建立并逐漸東移使安順從偏西氣流轉(zhuǎn)為西南氣流，空氣質(zhì)量逐漸轉(zhuǎn)差，槽過(guò)轉(zhuǎn)為西北氣流時(shí)空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)好;當(dāng)近地面吹偏南風(fēng)時(shí)，空氣質(zhì)量較好，而吹偏北風(fēng)時(shí)，空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)差;天空中云量較多時(shí)，大氣層結(jié)較穩(wěn)定，不利于污染物的擴(kuò)散;從海平面氣壓場(chǎng)來(lái)看，氣壓增強(qiáng)時(shí)，污染物濃度也增加，說(shuō)明污染物濃度與海平面氣壓呈正相關(guān)的關(guān)系。

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