沈阳一次严重污染天气过程持续和增强气象条件分析

发布时间：2019-09-17 01:33

【摘要】：2015年11月7—9日沈阳出现罕见的持续严重污染天气,采用环流形势、地面常规气象观测、污染物浓度观测、风廓线雷达及雨滴谱资料等,对此次污染成因进行了研究.结果表明:在此次严重污染天气过程中,连续22 h AQI≥500,首要污染物均为PM_(2.5),其异常峰值最高达到1 308μg/m~3;ρ(PM_(2.5))与ρ(PM_(10))、ρ(NO_2)和ρ(CO)的相关系数分别达到0.996、0.602、0.891,并且ρ(PM_(2.5))与ρ(PM_(10))、ρ(CO)的正相关性更为显著;在污染的同时出现了降水,11月7和8日的日降水量分别为9.9和2.3 mm,但降水对污染物的稀释和清除作用并不明显.稳定的大尺度环流和对流层内中低层大气层结持续稳定、连续4个时次的探空曲线显示925~850 h Pa之间存在多个逆温层(逆温强度最大可达5℃)、相对湿度较大(日均相对湿度在75%以上),是此次严重污染天气持续的有利气象条件.风廓线雷达探测的整层大气垂直速度很小,多介于-1~1 m/s之间,并且近地面2 m/s以下弱下沉的垂直速度为严重污染天气过程提供了较好的动力条件.此外,近地面风力可达3~4级,有利于上游污染物的水平输送.研究显示,此次严重污染天气过程还与外围秸秆集中燃烧所导致的大量污染物长距离输送有密切关联.
【图文】：

大气污染物质,逐时变化,沈阳,浓度

第3期李崇等:沈阳一次严重污染天气过程持续和增强气象条件分析图12015年11月7—9日沈阳全市大气污染物质量浓度逐时变化Fig．1ComparisonofhourlyairpollutantconcentrationsfromNovember7thto9th，2015，inShenyang图22015年11月7—8日沈阳降水强度与雨滴粒子数逐时变化Fig．2ComparisonofhourlyprecipitationintensityandnumberofraindropsfromNovember7thto8th，2015，inShenyang程较为相似，4种成分的小时浓度均是在8日02∶00开始逐步积累，随着重污染天气的出现，浓度持续升高，并均在8日12∶00—14∶00出现了异常峰值，最高值分别达到了1308μg/m3(8日14∶00)、1140μg/m3(8日14∶00)、125μg/m3(8日13∶00)、3130μg/m3(8日12∶00)，之后随着重污染天气的减弱，4种成分浓度明显下降．经计算分析发现四者之间有明显的正相关性，ρ(PM2．5)与ρ(PM10)、ρ(NO2)和ρ(CO)的相关系数分别达到0．996、0．602、0．891，并且ρ(PM2．5)与ρ(PM10)、ρ(CO)的正相关性更显著．由于O3的生成需要消耗大量的氮氧化物，而氮氧化物的主要成分是NO和NO2，即NO2作为O3生成的前体物，二者之间应为明显的反向变化趋势［11-13］，在8日白天ρ(NO2)出现连续长时间波峰时段后，ρ(O3)便表现出波动式上升的趋势，并在9日14∶00出现了66μg/m3的峰值．刘端阳等［14］在分析2012年6月9—11日一次秸秆焚烧导致的严重污染天气过程时，，也分析了ρ(PM2．5)、ρ(SO2)、ρ(NO2)、ρ(CO)的变化，发现4种成分的峰值分别为1156、49、70和1085μg/m3，均低于该研究中对应成分的各个峰值．从以上分析可以看出，在此次连续严重污染过程中，ρ(PM2．5

逐时变化,沈阳,雨滴,降水强度

第3期李崇等:沈阳一次严重污染天气过程持续和增强气象条件分析图12015年11月7—9日沈阳全市大气污染物质量浓度逐时变化Fig．1ComparisonofhourlyairpollutantconcentrationsfromNovember7thto9th，2015，inShenyang图22015年11月7—8日沈阳降水强度与雨滴粒子数逐时变化Fig．2ComparisonofhourlyprecipitationintensityandnumberofraindropsfromNovember7thto8th，2015，inShenyang程较为相似，4种成分的小时浓度均是在8日02∶00开始逐步积累，随着重污染天气的出现，浓度持续升高，并均在8日12∶00—14∶00出现了异常峰值，最高值分别达到了1308μg/m3(8日14∶00)、1140μg/m3(8日14∶00)、125μg/m3(8日13∶00)、3130μg/m3(8日12∶00)，之后随着重污染天气的减弱，4种成分浓度明显下降．经计算分析发现四者之间有明显的正相关性，ρ(PM2．5)与ρ(PM10)、ρ(NO2)和ρ(CO)的相关系数分别达到0．996、0．602、0．891，并且ρ(PM2．5)与ρ(PM10)、ρ(CO)的正相关性更显著．由于O3的生成需要消耗大量的氮氧化物，而氮氧化物的主要成分是NO和NO2，即NO2作为O3生成的前体物，二者之间应为明显的反向变化趋势［11-13］，在8日白天ρ(NO2)出现连续长时间波峰时段后，ρ(O3)便表现出波动式上升的趋势，并在9日14∶00出现了66μg/m3的峰值．刘端阳等［14］在分析2012年6月9—11日一次秸秆焚烧导致的严重污染天气过程时，也分析了ρ(PM2．5)、ρ(SO2)、ρ(NO2)、ρ(CO)的变化，发现4种成分的峰值分别为1156、49、70和1085μg/m3，均低于该研究中对应成分的各个峰值．从以上分析可以看出，在此次连续严重污染过程中，ρ(PM2．5
【作者单位】：沈阳市气象局;辽宁省气象局;中国科学院大气物理研究所大气边界层物理与化学国家重点实验室(LAPC);
【基金】：中国气象局预报员专项(CMAYBY2015-016)
【分类号】：X51;X16

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