1980～汉中市区雾霾演变特征分析

摘要：利用汉中市汉台区1980～2014年35年逐日历史气象资料中能见度、相对湿度的四次定时观测资料和天气现象资料，在对雾霾记录进行订正处理基础上，分析了汉中市多年的雾霾天气的变化特征。同时选取2015年典型雾霾污染事件，进行了雾霾出现前后气象资料对比分析，得出了雾霾污染日气象要素特征规律，以期为进一步开展汉中市雾霾污染天气的成因分析提供参考。

关键词：雾霾；汉中市区；演变特征

中图分类号：X823

文献标识码：A文章编号：16749944（2016）12013303

1引言

雾霾天气指雾和霾同时存在，且区域性能见度低于10 km的空气普遍浑浊现象，是秋冬季常见的天气现象。雾霾的出现会直接影响大气能见度，导致能见度的降低，空气中污染物的增加，也将导致空气质量下降。雾霾不仅影响景观、旅游、交通，而且会对人体健康产生负面效应。随着城市化进程加快及气候的变化，雾霾在城市中也出现了一些变化，包括其出现的频率、范围、强度，以及相应出现不同的变化特征。因此，研究雾霾的气候变化特征以及气象因素对雾霾天气的影响，初步得出雾霾天气的天气成因和污染成因，有利于环境空气质量管理，为提出雾霾的治理方案，提高城市大气能见度，改善城市环境质量提供科技支撑。为此，通过对汉中市区气象建站多年以来的雾霾气候变化数据进行分析，同时选取典型雾霾事件，进行雾霾出现前后气象资料对比分析，得出雾霾日气象要素特征规律。弄清随着城市进程和气候变化汉中市区雾霾的变化特征及地面气象要素响应特征规律，为进一步开展汉中市雾霾防治打下基础。

2资料及方法

所用资料为汉中市汉台区1980～2014年35年逐日历史气象资料中能见度、相对湿度的四次定时观测资料和天气现象资料。2015年1月2～5日逐时地面气象观测资料和PM2.5浓度资料。

雾和霾虽同为视程障碍物，但二者之间却有很大差别，对雾霾的特征研究分析已有很多[1～3]。雾是空气中的水汽凝结现象，是自然的天气现象，与人为污染没有必然联系；霾是排放到空气中的尘粒、烟粒或盐粒等气溶胶的集合体，是大气污染所导致。雾和霾在一天之中可以变换角色，也可能在同一区域内有些地方是霾有些地方为雾。两者可从空气湿度上作出大致判断，通常在相对湿度大于90 %时称之为雾，小于80 %时称之为霾，80 %～90 %之间则为雾霾混合物[1]。为此设立以下雾霾日判定标准：把能见度小于等于10 km作为基本判别，把08时相对湿度小于90 %，且当日无降水定义为一个霾日，08时相对湿度大于等于90 %且当日无降水定义为一个雾日[2]进行统计。本文从对雾霾日进行年际和月际变化分析，得出特征和规律，同时选取2015年1月2～5日典型雾霾事件，进行雾霾出现前后气象资料对比分析，得出雾霾日气象要素特征规律。

3雾霾日数气候变化特征

3.1年际变化特征

图1～2给出了1980～2014年汉中平均雾日和霾日的时间变化序列。可以看出，汉中年平均雾日和霾日变化趋势基本相同。雾日变化幅度没有霾日大，均在20世纪80年代处于低值区，90年代后增加较明显，其中雾日和霾日1990年之前日数较少，小幅波动为主，1991年后雾日和霾日出现跳跃式的增加，雾日在1993年达到极值73 d，霾日在1999年年达到极值26 d，后又回落，2014年出现反复雾日44 d，霾日31 d。1992～2014年间平均每年雾霾日数是96 d，远远超过前期（1980～1991年）平均年雾霾日31d，这反映出1991年后的雾霾天气要比之前雾霾天气发生频繁，说明雾霾天气整体有所增加。分析原因，雾霾日的增加与城市工业化进程，生态环境遭到破花，植被减少等因素都有必然的联系。

3.2月际变化特征

图3给出了1980～2014年汉中各月雾日的逐月累计分布，可以看出，每年深秋到冬季，10～12，1～2月雾日较多，与冬季气温较低，晴朗日数较多，风速较小，大气环流形势稳定，盆地地形水汽较高有关。图4位各月霾日的逐月累计分布。可以看出，每年的1～2月、12月霾日较多，说明冬季是汉中霾天气多发的季节，造成原因主要是人为生产生活的排放，而这种排放又受到季风及天气系统的影响，因为污染源在大气环流形势比较稳定时，有利于污染物在地面的堆积，所以冬季霾日较多；而3～4月处在冬夏环流形势转换的季节，冷空气的频繁南下使得污染物不容易堆积，霾日数相对较少，每年的5～6月，由于夏收夏种阶段秸秆燃烧的影响，空气中污染颗粒物增多，直接导致汉中地区5～6月霾天气增多。7～11月由于处于雨季，降雨可以湿清除污染物，故雾霾天气出现较少。

4一次雾霾污染事件分析

2015年1月2～5日汉中市区出现了一次持续性雾霾天气，过程持续时间较长，影响范围广、空气污染严重，对市区人民生产生活和健康造成了诸多不利影响。

4.1地面要素特征

图5为2015年1月2～5日汉中市AQI指数值和汉台区国家基本站地面自动站能见度、相对湿度、风速、温度平均值随时间的变化曲线。可以看出，汉中市上空污染物峰值出现于晚上20时到凌晨3时左右，地表温、湿、风与能见度变化紧密配合。AQI指数随着相对湿度增大、风速变小和近地面层温度降低逐渐增大，相对湿度大于90 %以上时，AQI指数逐渐降低；能见度随着雾霾的产生逐渐降低。说明有效辐射较强，散热迅速，大气层结稳定，有利于汉中雾霾的生成，当雾霾完全转化为雾时，空气污染程度降低。

4.2影响因素分析

为了进一步定量的分析本次雾霾过程的主要影响因素，选取能见度、相对湿度、风速、温度平均值与AQI指数进行相关分析，结果表明，能见度与AQI指数相关系数最大为-0.684，其次为相对湿度为0.545，风速和温度平均值与AQI指数相关程度较小，可以忽略不计。可以看出雾霾天气空气相对湿度增加，对大气能见度下降和AQI指数升高起到主要作用。而在北方冷空气的入侵之后，相对湿度和AQI指数都迅速减小，雾霾污染过程也随之迅速消散。由于此次过程风速较小、温度变化不明显，AQI指数受两者影响较小。

5结语

（1）汉中雾霾天气，雾日都要远远高于霾日，说明雾天气比霾天气对汉中影响较大，但霾日影响身体健康，不容忽视。汉中雾日和霾日变化趋势基本相同，20世纪80年代前处于低值区，90年代增加较明显，出现跳跃式的增加，1999年后又回落，2014年出现反复，又呈增长趋势。

（2）从月际变化上看，雾日集中在深秋和冬季，霾日多出现于冬季；全年雾日和霾日均有出现，雾日夏季、霾日盛夏和秋季出现概率较小。

（3）2015年1月2～5日是一次持续性时间较长，影响范围广、空气污染严重的雾霾天气过程，本次过程显示有效辐射较强，散热迅速，大气层结稳定，有利于汉中雾霾的生成，当雾霾完全转化为雾时，空气污染程度降低。能见度、相对湿度对AQI指数影响明显，风速及温度平均值相关程度较小。

参考文献：

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[3]胡周颖.杭州市的雾霾特征分析[J].科技风，2016（1）：69～69.

[4] 赵娜， 尹志聪， 吴方. 北京一次持续性雾霾的特征及成因分析[J]. 气象与环境学报， 2014， 30（5）：15～20.

[5] 张小红， 刘炼烨， 陈喜红. 长沙地区雾霾特征及影响因子分析[J]. 环境工程学报， 2014， 8（8）： 3361～3366.