浅析1980~2012 年江苏省城市霾日的时空分布及成因.docVIP

浅析1980~2012 年江苏省城市霾日的时空分布及成因 霾也称灰霾，在中国气象局《霾的观测和预报等级》(2010)规范中，霾的天气定义是：“大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使水平能见度小于 10.0km 的空气普遍混浊现象。霾使远处光亮物体微带黄、红色，使黑暗物体微带蓝色。”霾的成因比较复杂，霾天气中的气溶胶除了因消光引起视程障碍外，其中含有的大量有毒有害物质还会危害人体健康，引起呼吸系统及心脑血管疾病的发生。 国内外许多学者都对霾的气候特征进行了相关研究:高歌研究认为，我国年和四季霾日的空间分布均呈东多西少分布，且全国霾日呈明显增加趋势。孙彧等研究 1971-2010 年我国霾日气候特征发现，霾主要集中于华北、河南以及珠三角和长三角地区。我国华东地区、京津冀地区和珠三角地区经济发展迅速，城市化水平较高，但大气污染也最为严重。而 Vautard 等分析发现，1980 年-2009 年欧洲在过去 30 年中低能见度天气（如雾、轻雾、霾）呈下降趋势，认为这与二氧化硫等污染物排放量的下降具有一致性，说明了空气质量提高的显著贡献。 随着经济和城市化的发展，近年来江苏省气候特征也出现了较大变化，包括霾在内的灾害性极端天气频发，毛宇清等、童尧青等分析了南京地区霾气候特征及影响要素。由于以上对霾气候研究都是根据观测员记录所得，标准不一致，因此科学性不够高，另外，对霾连续性和区域性特征及成因也没有进行相关分析。为分析近年来江苏省霾日气候特征，本文在《霾的观测和预报等级》(2010)的基础上略作修改，重建了江苏省城市霾日气候特征，对江苏省城市霾日时空分布特征进行讨论，并利用经济发展统计数据和污染物排放量数据分析霾日变化成因。 1 材料与方法 1.1 资料 本研究选取江苏省 13 个地级市国家基准或基本气象站观测数据，从 1980～2012 年共计 33a，包括08:00、14:00 和 20:00 的天气现象、能见度、相对湿度、气温、降水量等气象要素。13 个站点中，苏州在 1994 年，常州在 1999 年，淮安在 2001 年，盐城在 2003 年，南京、南通、无锡在 2008 年出现了迁站，连云港 2010 年出现迁站，经过对比校验，迁站前后的资料和数据具有一致性和连续性。 文章还使用了 1994～2011 年《江苏省统计年鉴》资料，主要包括全建成区面积、燃煤量、工业废气排放量、汽车拥有量等经济发展资料。 研究中还使用了欧盟委员会大气研究排放数据库提供的 1980～2008 年区域大气污染物数据，研究范围为 116deg;E～122deg;E,和 30deg;N～3.5deg;N。本研究中以 10 年为一个年代，分别统计了 NOx、SO2和 PM10的年代平均排放的区域分布。 2.2 分析方法 目前对于霾的界定方法各异，许多学者对霾的研究标准也有差别，本文在吴兑所用方法基础上略作修改，选取 1980～2012 年的逐日气象资料，对每天 08:00、14:00、20:00 这 3 个时次的能见度、相对湿度进行判断，当满足任一时次能见度lt;10km，且相对湿度lt;90，并排除降水、吹雪、雪暴、扬沙、沙尘暴、浮尘和烟幕等其他能导致低能见度事件的情况为一个霾日。根据不同能见度将霾分为 4 个等级（中国气象局，2010），5kmle;vislt;10km 轻微霾，3 kmle;vislt;5km 为轻度霾，2 kmle;vislt;3km 为中度霾，vislt;2 km 为重度霾。 为研究霾区域性特征，借鉴周自江等对区域性浓雾的判定方法，选取淮河以南 8 个城市，以相邻 3个站点在同一天都出现霾，覆盖 3 个地级市时，统计为区域性霾，由于能见度在 5000m 以下霾影响较大，所分析区域性霾能见度均在 5000m 以下。而区域性连续霾则选取 3 个站以上连续天数超过 3d 的霾日作为统计对象。 3 霾日时空分布特征 3.1连续霾的时空分布特征 随着经济的发展，霾持续时间与霾日数同步变化，1980~2012 年全省 13 个城市连续 3 天及以上霾日数共 5104 次，33 年中全省出现超过 8d 的连续霾为 301 次，超过 12d 的连续霾为 56 次，其中淮安、宿迁和南京各有一次过程持续时间超过了 20d。全省连续霾的分布与霾日分布呈正相关，霾日较多的城市连续霾出现的次数也比较多。选取了泰州和南京两个站点对比分析年霾日和连续霾日的年际变化特征，可以看出，连续三天以上霾日出现次数与霾日出现次数呈正相关，且随着霾日数起伏。 3.2区域性霾的连续