北京地区SO2污染特征及气象条件分析

图- ! " # 浓度逐月变化
子。近地面风力较小， 地面温度较低， 2 . ,1 5 6 有暖平流， 比较容易形成逆温， 尤其是贴地层 低空逆温等是不利于污染物质在大气中扩散 的气象条件， 即： 地面日平均风速 ! ／ ， 地 #4 7 面日最低温度 ! , 8， # , 0 , ,, ,4 的风速 ! ／ ， 24 7 , 2 0 , ,2 . ,1 5 6 # /1变温" , 8。 & " # 不利 $ % & 扩散的气象条件归纳和反查 - 级的局地气象条件须 ! " # 污染指数 " 同时 满 足： ／ ； "地面日平均风速! # 4 7 # ／ ； # , 0 , ,, ,4 风速! 24 7 $ , 2 0 , ,2 . ,1 5 6 # /1 变温 ", 8； % 地面最低温度 ! , 8； & , 2 0 , , 地 面 气 压 场 为 不 利 于 扩 散 型。 对 、 、 ’ * * 2 ’ * * * # , , , 年进行反查， - 年共有 ’ 2 / 天满足" 实际上-年中" -级条件， -级的日 子有# （其中， # *天 # , , , 年下半年利用空气 质量日报的数据， 有’ ， 有效率为 2天" - 级） 2 , 3。 统计上述 . 个条件同时满足的气候频 率： （ ， ’ * * 2 年为 ’ / 3 . # 天） ’ * * * 年为’ +3 （ ， （ ， 可见， 在污 + , 天） # , , ,年为 # ,3 & # 天）
引言 近年来， 随着北京向国际化大都市迈进 步伐的加快， 人口、 产业、 交通、 能源等向城市 高度集中， 社会经济高速运转， 在消耗大量能 源的同时向大气中排放大量有害气体和颗粒 物， 北京的空气污染已从煤烟型污染转化成 煤烟与机动车尾气混合型的污染。冬、 春季， 本文着 & ’ % 是北京地区的主要污染物之一， 重分析 & 并对在 & ’ ’ % 的污染特征， % 源的排 放量基本稳定 （! 、 、 、 、 的情况下， ! ! % ! % ( 月） 不同天气过程下气象因子对大气中 & ’ %浓 度的影响进行分析， 得出影响 & ’ % 浓度变化 的主要气象条件。 & ’ %浓度资料为北京市环境监测总站 ! $ $ #年!月 !% " " " 年 / 月的城区各站 & ’ % 浓度日均值以及 % 前门、 奥体中 " " " 年定陵、 心、 农展馆、 古城的 & 其中前 ’ % 浓度逐时值， 门为交通环境代表站， 古城为工业区环境代 表站， 农展馆、 奥体中心为文化生活区环境代 表站， 定陵处于旅游区， 作为清洁区对比站。 气象资料为同期北京市观象台及天安门、 白 家庄、 石景山自动站的常规观测资料。
图/ 北京地区不同站点 ! " # 小时平均浓度比较
染源 排 放 稳 定 的 情 况 下， 全年中容易造成 ! " 2 3左右。 # 轻度污染的气象日占’
万方数据
4 +
北京地区 % — —段欲晓 & ’ 污染特征及气象条件分析—
徐晓峰
日均浓度! ! " # $级的气象条件分析 $ ! % & 地面气压场分析 有利于扩散的地面天气型 （高压前部、 冷 锋后等） 共出现 ! 占" 表明近地层 " 天， # $， 扩散条件的变化对局地 % 浓度有重要影 & ’ 响。北京受高压前部等地面天气形势控制 时， 气压场较强， 容易形成气流的辐散， 利于 空气中污染物的扩散， 不容易造成空气污染。 ! % $ 气象因子分析 浓度与地面最低温度呈明显负相 % & ’ 关， 日均浓度 !’ 级的日数中地面日均 % & ’ 风速" ／ ’( )的日数占* + $， ’ , , ,# , ,( 风 速"* ( ／ )的 日 数 占 . , $， , ! , ,! " ,/ 0 1 变温 的日数占 。无逆温日数 ’ +/ !, 2 * , $ 占! 早晨或白天混合层高度" 3 $， 4 , , ,( 日 数占. ’ $。 ! % ! 不易造成污染的气象条件归纳和反查 采暖季 % 污染 ! & ’ 级局地气象条件须 ’
浓度-级污染日的地面气压场统计分析， 华 北小低压、 低压带、 华北小倒槽等不利于空气 污染物扩散的地面天气型占 & 表明当北 2 3， 京受华北地形槽等稳定的地面天气形势控制 时气压场较弱， 容易形成气流的辐合， 不利于 空气污染物的扩散， 造成空气污染。 & " & 气象因子分析 浓度同为 通过对城区与石景山站 ! " # 级污染时的气象要素分析， 筛选出地面日平均 风速、 地面日最低温度、 # , 0 , , 距地面 , ,4 的风速和 , 2 0 , ,2 . ,1 5 6的 # /1变温 / 个因
气象科技% " " !年第.期
! !
北京地区 ! 污染特征及气象条件分析 " #
段欲晓 徐晓峰
!
（北京市气象科学研究所，北京 ! ） " " " # $
摘要 分析! 发现北京地区 & $ $ # ! % " " "年北京地区 & ’ ’ % 浓度监测资料和同期气象观测资料， % 污染具有明显的季节变化、 日变化特征及地域分布特征： 污染在采暖季重于非采暖季； 日变化 & ’ % 趋势呈 “两峰两谷” ； 城区高于郊区。影响大气中 & & ’ ’ % 浓度西部到北部高于东北部， % 浓度变化 的主要气象要素为： 地面日平均风速、 地面最低温度及有无逆温。 ( " ") 风速、 # * "+ , % .+变温、 关键词 & ’ % 浓度 季节变化 日变化 地域分布特征 气象条件
不同， 前门最早 （ ） ， 奥体中心、 古城第二 " # 3 " " （ ， 农展馆第三 （! ， 定陵最晚 " $ 3 " "） " 3 " "） （ ） 。采暖季日振幅明显高于非采暖季， ! % 3 " "
(。 非采暖季的日振幅均小于" ／ 0 " % ") ) 1
采暖季 & 有明显的日变化 ’ % 浓度较高， （图 !） 。通 常 从 头 一 天 % ( 3 " "至第二天 左 右， 从 " . 3 " " & ’ % 浓 度 呈 逐 步 下 降 趋 势， 以后浓度逐渐上升， 到" " . 3 " " $ 3 " "!! " 3 " " 左右达到第一次高峰。随后又逐渐降低， 直 到 以后又开始逐渐回升， 到% ! / 3 " " ( 3 " "达到 第二次高峰。这与采暖季燃煤排放情况、 大 气扩 散 条 件 的 日 变 化 特 征 相 一 致。 根 据 《北京市环境质量报告书》 ， 一 ! $ $ 2 ! % " " "年 日% .+内， " # 3 " " ! ! 2 3 " "以不稳定天气型为 主， 前与! " / 3 " " / 3 " "后以相对稳定天气型为
图" " # # # 年采暖季不同时段 $ % " 浓度不同等 级出现日数 （ ! 为 #" 级 日 数， （!） 日 "为*级
数）
图! " # # # 年北京地区不同站点 $ % " 浓度日变 化 （!为采暖季， "为非采暖季）
这反映出： 湍流最弱， 大 " 夜间风速小， 气稳定， 气象条件变化微小， 同时 $ % " 源排 放量也大大减小， 故" 、 ! ’ # # ! # " ’ # # # * ’ # # ! 即后半夜与前半夜 $ # , ’ # # 时段， % " 浓度情 况基本一致； 尽管湍 ## + ’ # #!! & ’ # # 时段， 流动量交换由弱变强， 混合层厚度由薄变厚， 但是混合层发展还不充分， 而此时城市生活 与生产已经进入忙碌阶段， 加上夜间排放的 积累， 故上午时段 $ ! ( ’ # # % " 平均值较高。 由于午后 气 温 升 高， 风速加 ! " # ’ # # 时段， 大， 湍流交换进一步加强， 混合层高度一般处 于一天中最高， 有利于污染物扩散、 稀释， 故 下午时段 $ % " 浓度平均值较低。 ! " # $ % # 月平均浓度变化特征 北京市的 $ % $ % " 主要是燃煤排放的。 " 的逐月变化曲线呈现为两头最高， 中间最低 的 “-” 字型。在采暖季， !月与 " 月都是 $ % " 浓度最高的月份。在采暖期， 遍布全市的采 暖用小煤炉及锅炉等排放出大量理对策研究” 项目资助 ! 本文得到国家科技部
! "
北京地区 $ — —段欲晓 % " 污染特征及气象条件分析—
徐晓峰
平， 最终造成非采暖季大气中的 $ 浓度没 % " 有显著的日变化。 对城区 !!* 月、 ! !!! " 月的 # * ’ # #! ， ， ， # , ’ # # # + ’ # # !! & ’ # # ! ( ’ # #!" # ’ # # " ! ’ # # （#!! 和* "级 # #） ! # " ’ # #& 个时段 $ % "# 级 （ ） （ ） 的污染指数出现日数的对 ! ! # !!! ( # 比 （图" ） ， 可以看出 # ： + # #!! & ’ # # 时段 $ % " （ ） 的出现日数最多， 平均指数值最 *级 ! $ % " 高。而! ： "级的出现 ( # # ! " # ’ # #时段$ % "# 日数 最 多， 平 均 指 数 值 也 最 小。 而 $ % " # * ’ # # ! # , ’ # # 与" ! ’ # # ! # " ’ # # 时段的污染 情况比较一致。