满洲里地区冬季烟幕天气成因分析

曲淑艳

[摘 要] 本文利用1957-2009年内蒙古满洲地区的气候资料，分析满洲里地区烟幕出现的次数，找出烟幕的月年变化规律；结合烟幕发生时的天气特征，以及烟幕与各项天气要素之间的关系，找出烟幕的气象预报着眼点。结果表明，烟幕日多产生在高压系统控制下，冬季烟尘排放量多余其他季节、风速较小、大气层结稳定（常有逆温层存在）是多烟幕的主要原因。

[关键词] 冬季；烟幕天气；天气形势

[中图分类号] X513 [文献标识码] A [文章编号] 1674-7909（2017）21-84-2

满洲位于欧亚大陆的东北端，冬季受到大陆高压空气质量控制，早上和晚上常出现烟雾，造成能见度较低，影响正常交通运行和人民生活。根据1971-2000年内蒙古满洲里的气象观测要素资料，对影响满洲地区低能见度的气象因素及其与能见度低的关系进行分析探讨，为提高能见度预报能力提供参考。

1 烟幕天气气候特点

《地面气象观测规范》中明确规定，水平能见度<1万m，相对湿度低于80%的现象即为烟雾。根据地面日届值（20：00-20：00）作为一个时间段，统计出1957-2009年满洲里共出现了457次烟幕，由于1957-1960年没有烟幕天气现象的记载，实际年限为49年。

1.1 年际变化特征

满洲里烟幕天气年平均为9.3次，其中2003年为烟幕出现的最多年份，1995、1996年烟幕天气出现最少，为无烟幕天气。2003年5月，受到俄罗斯境外火灾的影响，满洲里出现了持续20 d的烟雾天气。因此，实际上，2007年为满洲里烟幕天气最多的年份。

1.2 月际变化特征

满洲里位于欧亚大陆东岸，为温带大陆季风气候区，冬季天气长且寒冷，夏季短促，气温<0 ℃的初日稳定为10月19日，气温>0 ℃的初日稳定出现在4月14日。因此，通常每年9月20日至次年5月15日为满洲里地区供暖期，这个时期内燃煤量较大，可占总能源消耗量的70%，烧煤产生烟气，导致满洲里地区出现了煤烟型的环境空气污染，1月和12月为烟幕出现最多月份。

2 烟幕与气象要素之间的關系

气象条件对空气质量有较大的影响。冬季采暖期间，满洲里地区空气质量受到了很大的污染，非取暖期间由于机动车排放出大量的尾气，再加上空气中悬浮颗粒物的污染，大气质量也因此受到了影响。当空气中污染源排放量不会出现较大变化时，下垫面、气温、风等气象条件的影响会影响空气中的污染物含量，空气质量会受到直接的影响[1]。气象条件对空气质量的指示存在较大差异。

2.1 下垫面的影响

近十年来，满洲里烟幕次数最多，主要原因是城市建设带来的。自1990年改革开放以来，特别是2001-2010年，城市建设硬化面积扩大，城市下垫面被改变，越来越多的高大建筑物阻挡上游气流流动，在下游形成绕流区。当地大多烟囱都处于建筑物上方，在局地形成较高的污染物浓度。尤其是2006年以后，满洲里政府对城市建设进行规范化管理，一些小锅炉工程被取缔，城市统一开展供热，还有就是“棚户区”改造工程的实施，在一定程度上弱化了烟幕，减少了烟幕天气的影响。

2.2 逆温及气温对烟幕天气的影响

气温是影响烟幕天气的气象因素之一，可形成逆温，逆温层深厚、长时间维持，对城市会带来严重且持续时间较长的污染，城市能见度则很差。辐射逆温、平流下沉逆温、锋面逆温等是影响满洲里地区常见的几种大气逆温形式。其中，满洲里地区冬季最常见的为辐射逆温影响。

通过分析发生烟幕天气的天气形势可知，满洲里形成地面烟幕的逆温层主要位于805 hPa以下，当逆温层越深厚时，大气的稳定性就会越强，形成烟幕天气后烟幕越不容易被扩散开。

从上述分析可知，冬季满洲里地区常常出现逆温现象，这直接可导致当地形成烟幕天气，而且满洲里地区形成逆温的各月曲线与各月烟幕天气的出现次数基本一致，其中1月和12月是满洲里烟雾最严重的月份，这两个月烟幕出现次数也最多，且是该地区逆温最严重的月份。根据近十年满洲里每年11月至翌年2月相关资料，统计分析各月出现的烟雾天气及同时出现的逆温次数，以12月和1月烟幕总数、逆温比值为最大。该地区冬季若是出现烟幕天气，必然就会存在逆温。

2.3 风对烟幕天气的影响

风是影响大气污染物能否快速扩散的气象因素之一，受一定的风速作用影响，大气中的烟幕会被风吹送到各个地区，风速越大，单位时间内烟幕扩散的距离就会越远，扩散的速度就会越快，而且空气量混入烟幕中越多，烟幕浓度就下降越快，空气质量就会越好。通常，烟幕处于污染源的下方，这样风向及风速的大小就会对烟幕浓度产生较大的影响。在此引入污染系数的概念，《空气污染气象学教程》[2]中规定，污染系数=风向频率/平均风速。该式中，当风向频率低、风速大时，污染系数就小。所以，对某一地方的风向频率进行统计，就能对该地区的污染情况进行预测判断。满洲里地区的烟幕天气下，平均风速为1.3 m/s，最大风速为3.5 m/s，静风时即最小风速为0.0 m/s。而且烟幕天气下，通常是以西南风向为主的，其中西南风、西风出现次数较多，其次是东风。

3 烟幕天气形势

满洲里地处东亚大陆，冬季处于西伯利亚高压环流形势影响范围内，其环流中心是在贝加尔湖或其以南的蒙古国境内，阿留申岛地区则受到了低压的影响控制。满洲里冬季常常受到来自蒙古高压前部的西北或偏西气流的影响。分析探讨了近几年影响满洲里烟幕天气的主要天气系统，结果得出高压前部、弱低压、弱高压内部等是该地区常出现的几种影响系统。

3.1 高压前部

这种天气形势冬季出现的最多，贝加尔湖及蒙古国都被控制在高压范围内，其中阿留申群岛受到了低压的影响。满洲里地区位于高压的前缘，在这种形势影响下，满洲里地区常常会出现下沉气流，850 hPa上存在着暖平流或暖脊，表现出显著的逆温层，形势相对稳定，对于大气扩散较为不利，这样烟幕就在此大量聚积，形成烟幕天气[3]。

3.2 弱低压

在弱低压形势下，在勘察加半岛东部有较强的低压并南压，伸向满洲里地区有一低压槽，其西北维持一强高压，在其控制下，500 hPa为西北或偏西气流，850 hPa有暖平流或暖脊，烟幕聚积不易扩散形成烟幕。

3.3 弱高压内部

该形势，在贝加尔湖及蒙古国有较大范围的高压控制区，满洲里地区处在闭合高压中心影响范围内，高空中存在弱的暖平流或弱的暖脊，高压的中下層常出现有下沉气流，形成的逆温对于烟幕扩散十分不利，因而易形成烟幕天气现象。

4 结论

①分析统计满洲里地区烟幕形成的气候条件、影响系统，了解烟幕天气的大气稳定度，该天气条件下的风向风速、气温、相对湿度等相关气候因素，均与烟幕天气的形成密切相关。

②烟幕天气的出现具有明显的季节性变化，冬季最多，夏季最少。污染频率也是冬季高，夏季低。

③烟幕天气的出现在很大程度上受天气形势的影响，满洲里地区出现烟幕天气的主要天气形势是高压前部、弱低压、弱高压内部。

参考文献

[1]俞卫平.城市规划与大气环境[M].北京：气象出版社，2004.

[2]蒋维楣.空气污染气象学教程[M].北京：气象出版社，1993.

[3]王宏，冯宏芳，隋平.福州市空气污染与气象条件关系[J].气象科技，2009（6）：676-681.