连云港地区一次冬季重霾污染过程及其气象成因分析

论文总字数：20561字

目 录

1 引言 1

1.1 霾的定义 1

1.2 霾的组成成分与来源 1

1.3 我国现阶段主要霾区 3

1.4 霾污染的国内外研究现状 4

2 资料来源与研究内容 5

2.1 资料来源 5

2.2 研究内容 6

3 成果讨论 7

3.1 污染过程概述 7

3.2 污染物浓度特征分析 7

3.3 地面气象要素分析 10

3.4 天气特征分析 15

4 结论 18

参考文献 19

致谢 21

连云港地区一次冬季重霾污染过程及其气象成因分析

沈自强

，China

Abstract: According to the data of eight atmospheric concentrations, including，，，，，， and , the data of conventional meteorological observation and the materials of upper-air charts and sea level-pressure charts, it can be analyzed and evaluated from the daily variation characteristics of pollutant concentration and the characteristics of weather conditions on the large-scale pollution process in the Lianyungang area from January 1 to April 4, 2017. Research shows that the peak of AQI during the heavy pollution period is as high as 275, reaching level V, which means severe pollution, and the visibility is reduced to 100 meters. The peak of the primary pollutant, , reaches 564. There is a strong positive correlation between CO, and in the pollution process. However, there is a significant negative correlation between with NO, . The meteorological elements such as high pressure, low temperature, high humidity, and small wind in this pollution process are conducive to the accumulation of pollutants. During the pollution period, the Lianyungang area was basically in the back of the trough, which was mainly controlled by the northwest air flow and was under the control of a weak high pressure field. In addition, the weather conditions such as the subsidence air flow in the middle and high altitudes have contributed to the development and persistence of the heavy earthworm pollution process.

Key words: helium, , daily variation characteristics of pollutant concentration, meteorological elements, Weather situation

引言

1.1 霾的定义

近年来，随着空气污染被人们所重视，霾也逐渐为公众所熟知。霾，指在大气中飘浮的大量微小灰尘，烟粒和盐粒的集合体，即由各类非水成物所组成的气溶胶系统^[1]。霾对于环境的影响在于其能使空气混浊，降低大气水平能见度，造成能见度低于10km的视程障碍现象。霾中含有大量分布均匀的粒子，同时这些霾粒子尺度相对较小，直径大多分布在0.001到10上下，平均直径大约在1～2左右，是肉眼无法发现的颗粒物。由于霾多由尘粒、、等构成，各类散射光中长波所占比例较大，因而霾总体上呈现出橙灰色，并且在霾污染过程中其他物体颜色也会有所减弱，光亮物体在霾天气下略带黄色，相反黑暗物体在霾天气下则微带蓝色^[2]。此外当大气凝结核由于其他原因长大时，霾也会形成并发展，在这种情况下随着水汽地进一步凝结，霾有可能演变成轻雾、雾或云^[3]。霾的组成成分虽然主要为气溶胶，但是空气中所含有的灰尘，硫酸，硝酸和有机碳氢化合物等粒子同样也能使大气混浊，从而致使水平能见度下降。

1.2 霾的组成成分与来源

霾，主要是由空气中的灰尘，硫酸，硝酸和有机碳氢化合物等粒子组成，但在霾污染天气过程中的主要组成部分是二氧化硫，氮氧化物以及可吸入颗粒物三者，其中二氧化硫和氮氧化物均为气态污染物，最后一项可吸入颗粒物才是加重霾天气污染的首要原因^[4]。PM，颗粒物。人们所熟知的，是指空气动力学当量直径≤10的污染物颗粒，相同的，空气动力学当量直径≤2.5的污染物颗粒被称为^[5]。

，即可吸入颗粒物，在大气环境中能够停留较长时间，因而能够很大程度上影响大气水平能见度。能够被人体吸入，经过呼吸系统，并在其中积累，从而引发诸多疾病。颗粒物的直径与其进入呼吸道部位的深浅具有负相关性^[6]，即颗粒物进入呼吸道的部位随其直径的减小而加深，而进入呼吸道的位置越深对人体危害也就越大。直径在10左右的颗粒物一般只在上呼吸道积聚，5的能够深入呼吸道，而2以下的更是能够百分之百深入到细支气管之中。是在空气环境中的悬浮微粒，由于其飘浮时间长，故对大气能见度有较大影响。部分颗粒物的来源是各种污染源（例如烟囱，车辆等）的直接排放^[7]。另一部分是大气中硫氧化物、、和其它化合物之间的相互作用而成^[8]，其组成根据地点、时间以及气候的不同而有所差别。的来源一般是由于汽车在未铺沥青的路面上行驶^[9]。中包含各类微量元素、PEC^[9] (颗粒元素碳，particle elemental carbon ,同时也称为碳黑)以及有机化合物等,此外可吸入颗粒物上常会附着有病原微生物，即细菌或病毒。由于能在大气环境中停留时间较长,因此也被称为飘尘。可吸入颗粒物因重力、空气中的浮力的作用,所以其直径大小决定了其在大气中的转移过程。呼吸道与皮肤是其进入人体的主要方式，此外有一小部分会通过消化道进入人体。可吸入颗粒物在呼吸道积聚之后,其清除的过程与其颗粒物直径大小、积聚位置二者有紧密关系。相对而言, 颗粒直径小、积聚位置远,所需的转移时间就长,即易停留在人体内。可吸入颗粒物中的有毒物质主要包括硫酸盐，硝酸盐，硅酸盐以及生物气溶胶等。首先，中的有机化合物^[10]（例如含氧杂环化合物和PAHs等）均对人体有较大危害。其次，大气中的放射性污染和金属中毒等现象可能与中所含有的金属元素及其化合物和放射性物质有关。此外人体的肺功能会由于硫酸盐与二氧化硫等而受到影响,轻者有咳嗽症状出现，重者则会引发肺水肿，甚至会危及生命。而粘膜水肿,分泌物过多,吞噬细胞功能减弱等症状则可能是由于硝酸盐和氮氧化物对呼吸道的刺激作用所导致。硅酸盐和二氧化硅则会使肺纤维化。最后中的生物气溶胶，例如各类细菌病毒，则是引起过敏性鼻炎等疾病的首要因素。

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