阳泉市2017-01环境气象条件分析＊

袁杰

阳泉市2017-01环境气象条件分析＊

袁杰

（山西省阳泉市气象局，山西 阳泉 045000）

2017-01阳泉市污染物空间分布呈现出中、东部重于西部的特点。2017-01降水稀少，冷空气活动频繁，但强度整体偏弱，夜间地面辐射降温迅速，加之阳泉市两山夹一沟的地形，夜间到上午易出现逆温层结，相对湿度偏大，多高湿天气，大风日数少，风速小于2 m/s的日数多，西风和西北风风频偏少，东风风频增加明显。整体而言，2017-01的气象条件不利于污染物的稀释和扩散。环境气象指数EMI表明，本月环境气象条件较过去三年同期相比有明显偏差。

空气质量；主要污染物；气象条件；EMI

1 空气质量概况

2017-01阳泉市空气质量指数（AQI）平均为151.6，其中11 d为良，占比35.5%；5 d为轻度污染，占比16.1%； 4 d为中度污染，占比12.9%；10 d为重度污染，占比32.3%；1 d为严重污染，占比3.2%。2017-01影响全市空气质量的主要污染物是PM2.5、SO2和PM10，其中首要污染物为PM2.5的污染日数为22 d，SO2为5 d，PM10为3 d[1]。

2017-01，阳泉市平均AQI较2014—2016年同期平均（114.6）上升32.3%；较2016-12（135.2）上升12.1%，较2016-01（125.9）上升20.4%。PM2.5平均质量浓度为 114.9 μg/m3，较2014—2016年同期平均（74.4 μg/m3）上升54.3%，较2016-01（87.3 μg/m3）上升31.5%，较2016-12月（100.1 μg/m3）上升14.8%。SO2平均浓度达到114.7 μg/m3，较2014—2016年同期平均（130.4 μg/m3）下降12.1%；较2016-01（114.1 μg/m3）上升0.5%，较2016-12（118 μg/m3）下降2.8%。PM10平均质量浓度为169.3 μg/m3，较2014— 2016年同期平均（150.7 μg/m3）上升12.3%；较2016-01 （158.7 μg/m3）上升6.7%，较2016-12（147.5 μg/m3）上升14.8%。2014—2017-01AQI指数及SO2、PM2.5和PM10平均质量浓度如图1所示。

2017-01阳泉市6个国控站点AQI和主要污染物平均浓度由高到低排序为：①AQI。南庄>白羊墅>市中心>赛鱼>平坦>大阳泉。②PM2.5。大阳泉>白羊墅=南庄>赛鱼=平坦>市中心。③SO2。南庄>白羊墅=平坦>市中心>赛鱼=大阳泉。④PM10。白羊墅>市中心>南庄>平坦>赛鱼>大阳泉。

AQI最大值为南庄站167.4，PM2.5平均浓度最大值为大阳泉站（103 μg/m3），SO2平均浓度最高的站点为南庄站（41 μg/m3），PM10平均浓度最大值为白羊墅站（162 μg/m3）。由此可见，大气污染空间分布呈现出中部和东部重于西部的特点[2]，2017-01PM2.5、SO2、PM10平均浓度堆积如图2所示。

图1 2014—2017-01AQI指数及SO2、PM2.5和PM10平均质量浓度（单位：μg/m3）

图2 2017-01PM2.5、SO2、PM10平均浓度堆积图（单位：μg/m3）

从6个国控站点的PM2.5和PM10平均浓度变化曲线可以看出，2017-01共有3次持续时间长、污染程度较为严重的天气过程，分别是01-01—01-07、01-14—01-19、01-23—01-29。

2 气象条件分析

2.1 降水

2017-01阳泉站降水量为2.8 mm，主要集中在上旬（01-05—01-08），较2014—2016年同期平均（1.3 mm）偏多1.5 mm，较2016-01偏多1.5 mm。2017-01大于2 m的降水日数为1 d，较2014—2016年同期平均偏多，但降水总量偏小，降水过程对污染物的沉降和清除作用不明显，降水对全市空气质量的改善作用较弱。

2.2 湿度

2017-01平均相对湿度为50.6%，较2014—2016年同期平均（38.8%）增加30.2%，较2016年同期增加10.6%，较高的湿度对细颗粒污染物的吸湿增长和二次污染物转换有利，本月相对湿度对空气质量改善非常不利，特别是多阶段性高湿天气，如01-05—01-08、01-14—01-18、01-23—01-25对PM2.5的吸湿增长有利，加剧了阶段性重污染天气。2014—2017-01阳泉站月平均相对湿度情况如表1所示。

表1 2014—2017-01阳泉站月平均相对湿度情况

年份2014201520162017 相对湿度/（%）32.238.645.750.6

2.3 温度

2017-01阳泉站平均气温为﹣2.4 ℃，比2014—2016年同期平均偏高0.4 ℃，比2016-01偏高2.8 ℃。2017-01平均温度虽然略偏高，但2017-01是全年气温最低的月份，采暖期的供暖需求，使得燃煤等工业排放量明显增加，不利于空气质量的改善。

2.4 风向风速

2017-01阳泉市大风天气为1 d，与2014—2016年同期持平。月平均风速2.1 m/s，较2014—2016年同期平均偏小12.5%。月极大风速17.4 m/s，较2014—2016年同期平均偏小7.9%，风速小于2 m/s的日数为22 d，较2014—2016年同期平均偏多65.0%。西北风风频较2014—2016年同期平均减少了6.3%，西风风频较2014—2016年同期减少了12.5%，东南偏东风风频较2014—2016年同期增加了153.8%。总体而言，2017-01冷空气活动较多，但势力偏弱，月平均风速偏小，偏西风风频减少，偏东风风频增加显著，风速和风向条件皆不利于污染物的扩散和清除[3]。2014—2017-01阳泉站风速变化情况如表2所示。2017-01AQI指数、平均相对湿度、极大风速的风向和2 min平均风速如图3所示。

表2 2014—2017-01阳泉站风速变化情况

要素20142015201620172017年较过去三年同期平均变化幅度 大风日数11110 月平均风速小于2 m/s的日数1215132265% 月平均风速/（m·s-1）2.42.32.82.1-12.5% 月极大风速/（m·s-1）17.720.418.617.4-7.9% 西北风频率NW /（%）1610610-6.3% 西风频率W /（%）61087-12.5% 东南偏东风频率E /（%）26511153.8%

图3 2017-01AQI指数、平均相对湿度、极大风速的风向和2 min平均风速

3 减排效果模拟评估

环境气象指数（EMI）用来表征排放源不变情况下，不同年份因气象条件变化所导致的PM2.5浓度变化幅度。与2014—2016年同期相比，2017-01的环境气象条件明显偏差。2017-01EMI指数为4.01，较2014—2016年同期平均（3.32）增高20.9%。这说明2017-01的气象条件总体而言对于PM2.5的下降极为不利。这与本月降水较少、气温低、多高湿天气以及平均风速偏小，西风和西北风风频明显减少，偏东风风频增加有关[4]。

2014—2017-01EMI指数如表3所示。

表3 2014—2017-01EMI指数

年份2014201520162017 EMI指数3.163.083.724.01

本月PM2.5浓度较2016-12上涨了14.8%。基于EMI 指数的模拟结果表明，若设定排放情况不变，仅考虑气象条件变化，2017-01的PM2.5平均浓度值为110.0 μg/m3，比 2016年12月增加了9.9%，但2017-01的实际观测值是 114.9 μg/m3，这意味着阳泉市的减排措施和效果略有反弹，污染物总排放量较2016-12有所增加。2016-12—2017-01 PM2.5浓度和模拟浓度如表4所示。

表4 2016-12—2017-01PM浓度和模拟浓度（单位：μg/m）

项目实际观测PM2.5质量浓度EMI模拟的PM2.5质量浓度 2016-12100.1100.1 2017-01114.9110.0 增加百分比+14.8%+9.9%

4 小结

2017-01阳泉市降水稀少，气温低，相对湿度偏大，多阶段性高湿天气，冷空气活动频繁，但强度偏弱。夜间地面辐射降温迅速，加之阳泉市两山夹一沟的地形，夜间到上午易出现逆温，不利于污染物的稀释和扩散。

2017-01平均风速偏小，小风日数多，西风和西北风风频减少明显，偏东风风频增加明显，风速和风向条件极不利于污染物的扩散和清除。

2017-01阳泉市的主要污染物为PM2.5、SO2和PM10，阳泉市处于集中供暖期，供暖需求产生的污染物的排放对阳泉市的空气污染防治不利。建议继续加强污染物减排及治理，根据气温变化合理调控供暖力度。

EMI表明，2017-01环境气象条件较2014—2016年同期明显偏差，基于EMI指数的模拟结果表明，阳泉市的减排措施和效果略有反弹，污染物总排放量较上月有所增加。

［1］陈朝晖，程水源，苏福庆，等.北京地区一次重污染过程的大尺度天气型分析［J］.环境科学研究，2007，20（2）：99-105．

［2］杨素英，赵秀勇，刘宁微.北京秋季一次重污染天气过程的成因分析［J］.气象与环境学报，2010，26（5）：13-16．

［3］蒲维维，赵秀娟，张小玲.北京地区夏末秋初气象要素对PM2.5污染的影响［J］.应用气象学报，2011，22（6）：716-723．

［4］曹伟华，梁旭东，李青春.北京一次持续性雾霾过程的阶段性特征及影响因子分析［J］.气象学报，2013，71（5）：940-950．

X51

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2021.01.013

2095－6835（2021）01－0040－02

山西省气象局2019年面上项目（编号：SXKMSDW20195636）、阳泉市重点研发计划项目（编号：2019Z10）共同资助

袁杰（1988—），男，研究方向为短期天气预报及气象服务。

〔编辑：严丽琴〕