内蒙古东南部地区雾霾烟尘天气的时空分布特征

原宏伟，于春艳，马小林，常欣

（赤峰市气象局，内蒙古 赤峰 024000）

内蒙古东南部地区地处华北、东北交界处，距离北京最近400公里，总人口达1000多万，占内蒙古总人口近2/5，是内蒙古人口最稠密的地区.华北地区多次出现大范围和长时间的雾霾、重污染天气，不仅对海陆空各类交通运输造成严重的影响，更对人们的身体健康带来了危害.张志刚等[2]对中国华北区域城市间污染物输送研究表明，大气污染是一个区域性环境问题，在华北地区雾霾频发的大背景下，本地雾霾出现日数也随之急剧增加，给交通运输、人类健康带来很大威胁.鲁然英等[3]针对沙尘天气对我国城市环境空气质量的影响研究表明，沙尘天气成为影响位于沙尘多发区及附近城市空气质量的主要因素.目前针对大气污染的分析一般都集中在几个主要的城市，对于沙尘、烟霾天气较多的内蒙古东南地区来说并没有给过时空特征分析，沙尘、烟、雾霾是大颗粒污染物（PM10和PM2.5）的主要成分，是产生空气污染的充分条件，因此对这几种天气现象的研究也可以从另一方面表现出本地污染的变化特征.本文利用统计学的方法对内蒙古东南地区进行分析总结，通过对这些大颗粒污染物的研究，进一步了解本地区空气污染的变化特征及成因，从而制定相应的抗污染对策.

1 资料分析

本文使用的资料是内蒙古东南部17个旗县地面观测站的观测记录（通辽市的霍林郭勒旗只有2006年以后的，所以不能用），选取从1960年1月开始到2014年2月截止10个站中出现沙尘、烟幕、雾、霾中出现至少一种天气现象的日期，来进行时空分析.

2 空间分布特征

由图1空间分布图可见，雾霾、烟尘在空间上有明显的区域特征，总体呈现出通辽市的大颗粒污染日数多于赤峰市：通辽7个旗县的总日数是17518，赤峰市10个旗县的总日数是13180；东部海拔低的地区多于海拔高的地区，通辽市观测站的平均高度240多米，而赤峰的平均高度为640米.赤峰市海拔最高的克什克腾旗海拔1005米，其污染日数最少，喀喇沁旗污染日数也比较少在400左右，林西县的海拔高度虽然高，但其三面环山，不利于污染物扩散，所以那里污染也比较多；在通辽市除特殊情况外海拔最低的科尔沁左翼中旗污染日数最多为3197.人口密度大的区域污染就尤为严重，赤峰城区人口密度为535.7，出现污染日数4422是最多的，宁城人口密度为155，污染日数达到了2500天，克旗的人口密度最小只有12，其污染日数也最少；对于通辽市来说，扎鲁特旗人口密度小只有18，其污染日数就明显少于通辽市其他几个旗县，另外几个旗县的人口密度对污染的影响不是很明显.从最基本的地理条件来说，地形和人口密度对污染物的影响都比较大.

图1 雾霾、烟尘空间分布图

3 时间分布特征

3.1 雾霾、烟和沙尘污染天气的年代分布

由表1可以分析出内蒙古东南地区的雾霾、烟尘天气的年代变化还是很大的，60年-70年代这20年污染日数非常多，尤其是70年代，除了翁旗、阿旗、敖汉外其他旗县都是70年代污染日数最多.到了80年代污染日数有一个大幅下降的过程，除了科左中旗，90年代污染继续大量减少也是污染最少的时期，到了2000年以后大部地区的污染又有所增加，2010年以后污染更加严重，10-15年大部分旗县的污染日数已经超过2000年代十年的了.

表1 内蒙古东南部雾霾、烟和沙尘天气的年代变化日数（单位：日）

3.2 雾霾、烟和沙尘污染天气的季节变化特征及月变化特征

安俊岭等[4]分析了我国北方15个大城市总悬浮颗粒物的季节变化，表明北方春冬季节高.由表2可以看出，赤峰城区、宁城污染最严重的是在冬季采暖期，其次才是春季，而其他旗县都是春季最多.污染日数最多的月份是4月份，其次是3月份，然后是1月、5月和12月都是比较多的，最少的月份是9月和6月，7、8月份虽然降水较多，但是由于夏季雾天比较多，所以出现的天数也不是最少的.由此可以推出结论，在内蒙古东南部总污染物也是春冬季节高.

表2 内蒙古东南部雾霾、烟和沙尘天气的月变化日数（单位：日）

4 内蒙古东南部以及赤峰市城区大颗粒污染物成分的变化特征

由表3可以看出在内蒙古东南部地区大部分旗县的污染物主要以大颗粒的沙尘为主，而人口聚居区的赤峰城区和科尔沁区污染物烟幕比较多，在内蒙古东南部的南部几个旗县如库伦、后旗、宁城、科尔沁左翼中旗雾的总日数非常多.出现霾最多的旗县是开鲁、扎旗、奈曼，这些旗县也是通辽市工业比较集中的地方，所以污染物的成分也跟地域有关系.通过认识各地污染物成分的不同，可以分别采取不同的方式治理，取得的效果会更好

图2是比较有代表性的赤峰市城区大颗粒污染物成分的年代变化图表，可以看出其污染日数是由多变少再变多，2000年代最少，50年代-2010年的污染物的变化也很大，在80年代以前污染物主要是以烟幕和沙尘为主（PM10），在70年代烟幕共有1324天，年平均132天，也就是一年中的1/3都有烟，这跟人们的取暖燃烧煤炭和秸秆有关系.到了90年代随着楼房的增多，个人采暖设施减少烟幕天气有大幅的下降，沙尘天气也大幅减少，雾的变化不大.2000年代污染还是以烟尘、雾为主，但是数量非常少.同时在90年代-2000年代之间霾的数量为0，这可能也跟气象观测有关系，可是到了2010年以后出现雾霾（PM2.5）天气的日数增多明显，而且几乎都在2014年以后，平均每两天就会出现一次雾霾天气.

表3 内蒙古东南部污染物成分的变化日数（单位：日）

图2 赤峰市城区大颗粒污染物成分的年代变化

5 雾霾、烟和沙尘污染天气时空特征成因分析

向敏等[1]指出我国城市大气污染成因为人类活动产生的气溶胶，特殊的地理位置和沙尘天气.从污染物变化的情况来看影响内蒙古东南部地区污染的成因基本也是这些.

（1）人类活动所造成的污染：工业污染，赤峰市及通辽市的工业生产会排放很多污染物，电厂、水泥厂、钢铁厂、化工厂等行业在生产中都会向大气排放工业尾气和燃料燃烧烟气，90年代以后工业生产治理，一些工厂停产，污染就明显减少.生活污染：到了冬季采暖期，人们燃烧各种燃料产生大量的烟尘污染，90年代以后城市的楼房增多，个人采暖减少，有利于烟尘的减少，近些年随着城市扩大化，城区的居民增多，又增加了污染物的排放.交通污染：随着人们生活水平的提高，近年来城市个人拥有家用轿车逐渐增多，在七八十年代人们出行基本都是骑自行车，现在都是以坐车为主，车辆排出的汽车尾气增加了空气中的污染物.

（2）特殊的地理位置和气象条件：从地形图来看，雾霾、烟尘污染与地形关系密切，东部比西部污染严重.从气象条件来看，降水多的季节空气污染就明显少，而风力较大、气候干燥的春季污染就明显多；在冬季由于下沉逆温比较多，阻止了向上的湍流扩散，延续时间较长，对污染物的扩散会造成很不利的影响.

（3）外来污染源的影响：内蒙古东南部沙尘污染占很大比重，扬沙、浮沉浮尘、沙尘暴等天气比较多，除了少部分是本地产生的，大部分沙尘天气都是从西部或西北部传送过来的.而雾霾天气外来源地主要是河北省和北京市.

6 结论

（1）内蒙古东南部地区烟尘、雾霾天气时空分布特征明显，东部地区污染日数多于西部地区，海拔低的地区多于海拔高的地区；城市的烟尘等大颗粒物污染冬春季最严重，夏季最好，4月份是污染最严重的月份.虽然近些年大颗粒污染物如沙尘、烟等减少了，但是雾霾天气却剧烈增加，对人们的健康产生了极大危害.

（2）内蒙古东南部地域比较广，各地的污染物不尽相同，针对各地烟尘、雾霾的分布特征可以分别制定不同的抗污染对策.

（3）烟尘、雾霾的分布跟人类活动、特殊的地理位置和气象条件是密不可分的.人类的采暖、工业生产、交通出行以及乱砍乱伐都增加了污染物的产生和蔓延.外来污染物的入侵也是污染很重要的原因.

〔1〕向敏，韩永翔，邓祖琴，等.2007年我国城市大气污染时空分布特征 [J].环境监测管理与技术，2009，21（3）：33-36.

〔2〕张志刚，等.中国华北区域城市间污染物输送研究[J].环境科学研究，2004，17（2）：542-548.

〔3〕鲁然英，等.沙尘天气对我国城市环境空气质量的影响[J].甘肃科技，2005,21（2）：1-4.

〔4〕安俊岭，张仁健.北方15个大型城市总悬浮物颗粒的季节变化 [J].气候与环境研究，2000,5（1）：25-29.