江南
四川省乐山市气象局 四川省乐山市 614000
摘要：本文利用空气污染资料和常规气象观测资料对2019年1月6-8日乐山市一次空气污染天气过程进行了综合分析，结果表明:（1）此次污染天气过程持续时间长，污染物浓度大，首要污染物为PM2.5。（2）持续污染期间乐山市高空主要以西北气流或偏西气流为主，850hPa 主要受弱的浅暖高压脊控制且温度0℃线的位置偏北，地面上整个四川盆地处于弱压场控制中，这是此次区域性持续污染天气过程出现的主要环流背景和天气形势。（3）强下沉运动叠加了强稳定层结同时抑制了污染物在垂直方向上的扩散；低空风速小以及静风现象的出现，不利于污染物在水平方向上的扩散。该研究结果为深入研究乐山市持续空气污染天气过程的成因，以及更好地预报预警和和综合防治重污染天气提供了重要的参考依据。
关键词:持续污染；扩散条件；天气背景
引言
随着我国经济的高速发展和城市化进程的加快，由人类生产生活排放的污染物明显增多，人类活动给空气质量和生态环境造成了很大的压力，空气污染成为我国突出的环境问题。一个区域空气质量主要由两方面因素决定：一是污染源排放及分布状况；二是大气对污染物的扩散能力。
乐山位于四川盆地西南部，坐落在岷江、青衣江、大渡河三江交汇处，是中国优秀旅游城市，峨眉山-乐山大佛被联合国教科文组织批准为“世界文化与自然遗产”，列入《世界遗产名录》。深入研究和分析乐山空气污染与气象条件的关系，了解其规律，为乐山减轻空气污染、提高空气质量探索新途径，为有效实施乐山“蓝天行动”计划、科学制定空气质量目标、减轻空气污染和开展空气污染潜势预报等提供科学依据。
1资料来源与方法
本文使用的资料主要包括空气污染资料和常规气象观测资料。其中空气污染资料主要来
自乐山市环境监测站提供的乐山市 PM2.5日平均浓度资料、AQI 指数资料等；气象资料则利用同时期MICAPS 常规气象观测资料（包括地面和探空资料）。两种资料选取时间为2019 年 1月 1 日至 1 月 31日。
本文参照《环境空气质量指数(AQI)技术规定》，将AQI连续3天大于150定义为一次重污染天气过程，选取1月6-8日污染天气进行了综合分析。
2 乐山市1月空气污染概况
2019 年1月，乐山市出现了持续时间较长的污染天气过程，空气优良天数仅为7天，重度污染天数达7天。有两次AQI连续3天大于150的典型污染过程，分别是2019年1月6-8日和2019年1月25-27日，几乎整个乐山主城区都受到了影响。
3环流形势分析
3.1高空环流形势
2019年1月4日，乐山市上空主要受南支槽前西西南气流影响，5日低槽快速东移后转为西北气流；6日乐山市上空受平直西风气流影响，此后一直到8日白天，500hPa主要受持续的平直西风控制。但 1 月 8日从孟加拉湾到青藏高原南部再次有一条深厚的南支槽形成，并不断分裂出短波槽影响陕西、甘肃南部，而四川盆地上空仍然受偏西气流影响；8日晚上，500hPa 高空槽东移至重庆东南－四川南部－云南西北部一带；9日高原槽东移影响四川盆地，乐山上空有短波槽过境，带来降水后，乐山市空气重污染天气结束。总体来看，这次乐山市重污染天气的形成，主要受高空偏西气流控制，为静稳天气，污染物难以向高空扩散，而被阻滞在低空和近地面所致。
3.2 中低空环流形势
在 850hPa 的温度场呈现出明显的日变化特征，从 08:00 温度特征变化看，1 月 6 日至8日的等温线较平直，盆地上空主要受弱的浅高压脊控制，9日温度 0℃线的位置逐渐南移，说明冷空气侵入；另外，从 20:00 温度特征变化看，1月 6日至 8日对应的温度脊则有明显的加深和北移，温度 0℃线的脊点基本位于32°N 以北，9日转为弱的浅脊控制，且温度 0℃线的位置逐渐南压东移。
3.3 地面天气形势
从海平面气压场来看，1月 6－8 日四川盆地处于高压的前部的弱气压场中，无冷空气影响；气压值低，梯度小，弱气压梯度决定了地面水平风速也较小。均压场出现时，大气基本为静稳状态，不利于污染物向外扩散，因此污染物在低层逐渐累积，若乐山主城区连续多日受均压场控制，可因污染物自身积累达到重空气污染程度。
4 边界层气象条件分析
4.1 温度和湿度
选取乐山北部的温江气象站，对 1月4日－10日盆地西部的逆温层顶高度、逆温强度和湿度的特征变化进行分析。1月4日 08:00 至8日 08:00，逆温层顶的高度（出现多层逆温时以最低层逆温为准）大致在 800m 高度附近，进一步对逆温厚度和低层湿度进行分析发现逆温强度较小、逆温层内的温度露点差（T－Td）基本小于 2℃，接近饱和，呈“上干下湿”的垂直结构，稳定层结。同时，这种层结还非常有利于污染物粒子的吸湿性增长，污染物浓度较高时，粒子的吸湿增长效果也就越明显，导致大气层结更加稳定，污染物的稀释、扩散和沉降水平降低，从而使污染物浓度进一步升高。
4.2 垂直速度和涡度
由各时次经过 104°E 的垂直速度和涡度剖面图可知，此次持续污染天气过程中 23°N～32°N 之间 500hPa 以下垂直速度均为正值，即盆地上空主要为下沉运动，下沉运动的中心多位于 28°N～30°N 之间，垂直速度的中心值在 0.1Pa/s 左右。另外，低层 850hPa以下为弱的负涡度区，850hPa 以上为正涡度区，高层的正涡度区作用于流场，使得下沉运动加强，垂直扩散受到抑制，从而造成区域性污染物的不断累积，进一步加剧了空气污染。
4.3 风速
风场的变化也是制约污染物扩散的主要因素之一，风速越大，越有利于空气污染物的稀释扩散。1月 3日－1 月 7 日期间盆地中部 1.5km 以下风速均为 2m/s 左右，且风向不稳定。特别是 1月6日，900m 以下持续的静风现象，对乐山污染物的扩散极为不利，导致其污染物不断累积，在7日前后污染浓度达到峰值；1月8日随着风速增大，对应污染物的浓度略有下降。从8 日 20:00 开始，伴随着天气系统过境和冷空气侵入，1.5km以下出现偏北风，逆温层破坏，大气扩散条件明显好转，污染物浓度也随之迅速降低，持续 3d 的空气污染天气过程也随之结束。
5 结论
本文从空气污染状况、环流形势演变及边界层扩散条件等方面，对 2019年初乐山污染天气过程进行了综合分析，得出以下主要结论：
（1）2019 年1月，乐山市出现了持续时间较长的污染天气过程，空气优良天数仅为7天，重度污染天数达7天。有两次AQI连续3天大于150的典型污染过程。从1月5日起各项污染物浓度开始上升,并于7日迅速上升到最高值, AQI指数为204，空气质量已属于重度污染。
（2）空气污染物的浓度除了与污染物的排放量有关外，污染物的扩散、稀释速度等还与特殊的天气环流形势和气象条件有关。乐山市持续污染天气过程，主要受高空西北气流或偏西气流控制，850hPa 受弱的浅暖高压脊控制且温度 0℃线的位置偏北，地面上整个四川盆地受弱气压场控制的环流背景下发生的。
（3）强烈的下沉运动，抑制了污染物在垂直方向上的扩散，从而使盆地西部各城市污染物浓度急剧升高；另外低空 1.5km 以下风速较小且多静风现象的出现，不利于污染物在水平方向上的扩散。
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