沙尘天气对甘肃省城市空气质量影响研究

2016-03-08常毅甘肃省环境监测中心站甘肃兰州730030

甘肃科技 2016年2期

关键词：沙尘空气质量影响

常毅（甘肃省环境监测中心站，甘肃兰州730030）

沙尘天气对甘肃省城市空气质量影响研究

常毅
（甘肃省环境监测中心站，甘肃兰州730030）

摘要：沙尘天气是大风与沙尘相结合产生的一种灾害性天气现象，是一种突发性的高强度自然灾害。为了客观评估甘肃省大气污染防治工作成效，着重介绍了沙尘天气发生和持续时间的判定方法，初步测算出沙尘天气对可吸入颗粒物年均浓度的贡献比例。

关键词：沙尘；空气质量；影响

沙尘天气是大风与沙尘相结合产生的一种灾害性天气现象，是一种突发性的高强度自然灾害。甘肃省地处祖国的西北地区，是世界四大沙尘暴高发地区之一的中亚沙尘暴区的重要组成部分。由于干旱、少雨以及沙漠化形势严峻等自然原因，只要具备一定的气象条件，随时都有出现沙尘天气的可能。影响甘肃的沙尘发源地较多，有来自新疆的沙尘天气过程，主要影响嘉峪关、酒泉、张掖、金昌、武威、兰州、白银、定西等地，最远波及天水、平凉、庆阳、陇南、甘南、临夏；也有来自内蒙古的沙尘天气过程，主要影响金昌、武威、白银、兰州、定西、陇南、临夏、甘南等地；还有来自宁夏的沙尘天气，主要影响平凉、庆阳、陇南等地；巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠发生的沙尘天气也会直接对武威、白银、兰州、定西等地造成影响；近年来黄河源头玛曲沙化严重，也是沙尘的源头之一。由于甘肃省沙尘发源地众多，加之干旱、少雨，生态环境脆弱，植被覆盖率低等原因，全省14个市、州均会出现沙尘暴、扬沙、浮尘等沙尘天气过程。

甘肃省东西跨度达到1600多km，海拔在1000～3600m之间，沙尘发源地众多，在每次沙尘天气过程中，首先受到影响的城市和处于沙尘输送路径中段、末端的城市在风速、能见度PM2.5与PM10比值关系等数据上存在很大差异。处于沙尘输送路径末端的城市，沙尘天气发生后，在风速减弱且没有明显降水的气象条件下，PM10浓度会一直维持在较高的污染水平，下降缓慢，浮尘现象最长会持续近一周时间。

为了客观评估我省大气污染防治工作成效，降低人类活动无法控制的沙尘天气对环境空气质量评价的影响，需要将受沙尘天气影响而导致颗粒物异常升高的监测数据在环境空气质量考核中扣除。而受沙尘天气影响的监测数据扣除工作难点在于沙尘天气过程的识别和持续时间的判定。

通过分析2013-2015年甘肃省开始环境空气质量新标准监测工作城市PM10、PM2.5连续监测数据，甘肃省沙尘天气过程有以下几个特点。

1　沙尘天气具有时空的连续性特点

以2015年2月14日沙尘天气过程为例(表1)。酒泉、嘉峪关在3时出现沙尘天气，PM10最大浓度分别达到952μg/m3和910μg/m3，达到《沙尘天气分级技术规定(试行)》中浮尘天气的判定技术条件，其后张掖、金昌、武威、白银、兰州、定西、平凉、庆阳、天水在2月14日相继出现PM10浓度突然升高的现象（如图1所示）。2月15日4时，陇南出现浮尘天气，并持续近18h。

表1　2015年2月14日沙尘天气过程影响城市

图1　2015年2月14日全省各城市PM10浓度受沙尘天气影响变化趋势

2　处于沙尘天气过程前端的城市有PM10浓度上升快、强度大但持续时间短的特点

图2是嘉峪关2月10日的一次沙尘天气过程中PM10小时浓度变化情况。16时PM10h浓度达到219μg/m3，比前1h上升63.4%，并在19时升高到955μg/m3，然后PM10浓度迅速下降，在21时下降到174μg/m3，基本恢复到沙尘天气发生前的污染水平。

图2　2月10日嘉峪关受沙尘天气影响PM10小时浓度变化趋势

3　处于沙尘天气过程传输路径中、下游的城市，受影响的PM10浓度低，但持续时间长

图3　兰州市2015年4月1日至4月3日PM10小时浓度变化趋势

图3是兰州市2015年4月1日至3日发生的一次沙尘天气过程PM10小时浓度变化情况。发生沙尘天气时，PM10小时浓度由118μg/m3上升到280μg/m3，由于处于此次沙尘天气传输路径的中段，随着风速的明显减弱，PM10污染一直持续到3日5时才基本恢复到沙尘天气前的浓度，持续时间近40h。

4　结论

沙尘天气是一种持续性、灾害性自然现象，与局地阵风造成的污染相比有持续时间长、影响范围广的特点。通过对环境空气质量自动监测数据变化趋势分析和国家沙尘天气影响城市环境空气质量自动监测站监测数据，可以准确的判别沙尘天气的发生，同时结合气象数据，将沙尘天气过程中受影响的城市统筹考虑，首尾兼顾，合理确定沙尘天气持续时间和影响范围。

经初步测算，2013年沙尘天气对全省PM10年均值的贡献率为4.4%，其中酒泉达到了16.9%；2014年为7.1%，各城市贡献率范围在4.0%～18.7%之间（见表2），可知沙尘天气对甘肃省城市空气质量的影响是非常显著的。