北京灰霾重污染過(guò)程典型案例剖析.pdf

1、近年來(lái)，隨著北京城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，污染排放量不斷增加，主要的大氣污染排放總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了環(huán)境容量，但北京市地形結(jié)構(gòu)較為特殊，不利于污染物的稀釋擴(kuò)散，因此近些年來(lái)灰霾天氣出現(xiàn)的次數(shù)越來(lái)越多，影響程度也在逐步加大，給日常生活、交通運(yùn)輸和人體健康都帶來(lái)了很大的不利影響。本文對(duì)2015~2016年度北京灰霾污染特征進(jìn)行分析，并作出一年的后向氣流軌跡進(jìn)行聚類分析，由此挑選出典型的灰霾重污染過(guò)程，利用觀測(cè)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)對(duì)典型案例進(jìn)行剖析，分析其污染特

2、征及污染成因。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴2015年9月至2016年8月北京灰霾發(fā)生小時(shí)數(shù)為3891小時(shí)，灰霾日數(shù)為190天。其中，11月灰霾日出現(xiàn)最多為27天，7月、12月次之均為23天，灰霾日出現(xiàn)最少的是2月，僅為6天。另外，各月干霾時(shí)發(fā)生頻率均高于濕霾。研究期間月均AQI均超過(guò)50，AQI與PM2.5變化趨勢(shì)基本一致，均呈現(xiàn)出2015年9月至2015年12月上升的趨勢(shì)，到2016年1月、2月有所下降，然后再上升、下降、上升、

3、下降的波浪式變化趨勢(shì)。綜上所述，研究期間北京的空氣質(zhì)量狀況與氣象學(xué)中霾的觀測(cè)統(tǒng)計(jì)情況基本一致。⑵對(duì)北京市進(jìn)行后向軌跡聚類分析，得到5類，并計(jì)算每類軌跡對(duì)應(yīng)的PM2.5平均濃度，其中來(lái)自內(nèi)蒙古西部地區(qū)及河北、山東、河南交界地區(qū)的兩類軌跡對(duì)北京的空氣質(zhì)量有較大的影響；來(lái)自北西北方向軌跡的氣團(tuán)最為清潔，為北京帶來(lái)良好的天氣；利用潛在污染源貢獻(xiàn)法（PSCF）、軌跡濃度權(quán)重分析法（CWT）對(duì)北京的 PM2.5濃度進(jìn)行分析，高值區(qū)主要集中在河北、山

4、西及其周圍地區(qū)，表明短距離傳輸是導(dǎo)致北京 PM2.5高濃度的主要原因。⑶用氣象學(xué)中的灰霾日和AQI作為兩大參考指標(biāo)挑選污染過(guò)程，對(duì)連續(xù)3天及以上空氣質(zhì)量指數(shù)大于100的灰霾日挑選為為灰霾重污染過(guò)程，共得到18個(gè)灰霾重污染過(guò)程，并結(jié)合后向軌跡模式挑選最具有代表性的污染過(guò)程7（2015年11月26日~12月2日，冬季采暖期）以及污染過(guò)程17（2016年7月2日~12日，夏季非采暖期）。⑷2015年11月26日~12月2日的典型污染過(guò)程7涉及

5、整個(gè)中東部地區(qū)，大部分地區(qū)PM2.5日均濃度高于250ug?m-3，北京地區(qū)更是處于嚴(yán)重“爆表”狀態(tài)，是一次大范圍、長(zhǎng)時(shí)間的污染天氣過(guò)程。2016年7月2日~12日的典型污染過(guò)程17輕度污染涉及的地區(qū)范圍較廣，中度污染及上水平的污染主要涉及京津冀地區(qū)、濟(jì)南以及河南等地區(qū)，出現(xiàn)中到重度污染，是一次小范圍、長(zhǎng)時(shí)間的污染天氣過(guò)程。⑸冬季采暖期的污染過(guò)程期間70％的時(shí)段能見(jiàn)度低于2km，達(dá)重度霾污染級(jí)別。相對(duì)濕度最高達(dá)88.9%，促進(jìn)了細(xì)顆粒物

6、污染物的生成。污染期間風(fēng)速較低，靜風(fēng)頻率達(dá)18%，風(fēng)向以西南風(fēng)為主。夏季非采暖期的污染過(guò)程期間平均相對(duì)濕度為51.6%，能見(jiàn)度基本上維持在5Km左右，以輕微霾和輕度霾為主；風(fēng)級(jí)主要為1級(jí)和2級(jí)水平，對(duì)應(yīng)了0.3~3.3m/s的風(fēng)速，風(fēng)速相對(duì)較低，近地污染物稀釋擴(kuò)散能力較弱，并且風(fēng)向以南風(fēng)為主。⑹兩次典型污染過(guò)程在垂向的光學(xué)特征分析中，均在污染嚴(yán)重期間出現(xiàn)消光物質(zhì)，不同的是，冬季的污染過(guò)程是伴隨著氣象條件的轉(zhuǎn)變以及邊界層高度的升高，污染驅(qū)