北京灰霾重污染過程典型案例剖析.pdf

1、近年來，隨著北京城市規(guī)模的不斷擴大，污染排放量不斷增加，主要的大氣污染排放總量遠遠超過了環(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散，因此近些年來灰霾天氣出現(xiàn)的次數(shù)越來越多，影響程度也在逐步加大，給日常生活、交通運輸和人體健康都帶來了很大的不利影響。本文對2015~2016年度北京灰霾污染特征進行分析，并作出一年的后向氣流軌跡進行聚類分析，由此挑選出典型的灰霾重污染過程，利用觀測實驗所得數(shù)據(jù)對典型案例進行剖析，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)生小時數(shù)為3891小時，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，各月干霾時發(fā)生頻率均高于濕霾。研究期間月均AQI均超過50，AQI與PM2.5變化趨勢基本一致，均呈現(xiàn)出2015年9月至2015年12月上升的趨勢，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。綜上所述，研究期間北京的空氣質(zhì)量狀況與氣象學(xué)中霾的觀測統(tǒng)計情況基本一致。⑵對北京市進行后向軌跡聚類分析，得到5類，并計算每類軌跡對應(yīng)的PM2.5平均濃度，其中來自內(nèi)蒙古西部地區(qū)及河北、山東、河南交界地區(qū)的兩類軌跡對北京的空氣質(zhì)量有較大的影響；來自北西北方向軌跡的氣團最為清潔，為北京帶來良好的天氣；利用潛在污染源貢獻法（PSCF）、軌跡濃度權(quán)重分析法（CWT）對北京的 PM2.5濃度進行分析，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)挑選污染過程，對連續(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程，共得到18個灰霾重污染過程，并結(jié)合后向軌跡模式挑選最具有代表性的污染過程7（2015年11月26日~12月2日，冬季采暖期）以及污染過程17（2016年7月2日~12日，夏季非采暖期）。⑷2015年11月26日~12月2日的典型污染過程7涉及

5、整個中東部地區(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、長時間的污染天氣過程。2016年7月2日~12日的典型污染過程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、長時間的污染天氣過程。⑸冬季采暖期的污染過程期間70％的時段能見度低于2km，達重度霾污染級別。相對濕度最高達88.9%，促進了細顆粒物

6、污染物的生成。污染期間風(fēng)速較低，靜風(fēng)頻率達18%，風(fēng)向以西南風(fēng)為主。夏季非采暖期的污染過程期間平均相對濕度為51.6%，能見度基本上維持在5Km左右，以輕微霾和輕度霾為主；風(fēng)級主要為1級和2級水平，對應(yīng)了0.3~3.3m/s的風(fēng)速，風(fēng)速相對較低，近地污染物稀釋擴散能力較弱，并且風(fēng)向以南風(fēng)為主。⑹兩次典型污染過程在垂向的光學(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)