广州市从化区灰霾天气的气候特征及成因分析

2018-08-15邓敏

乡村科技 2018年15期

邓敏

（广州市从化区气象局，广东广州 510900）

“霾”是一种自然现象。一旦出现灰霾天气将会导致能见度降低，对交通运输领域产生严重影响，而且会导致空气质量降低，进而诱发一系列的呼吸道疾病。目前，我国城市化进程明显加快，机动车数量、建筑工地扬尘量及废弃排放量明显增加，灰霾天气发生频率也越来越高，已成为社会发展中不容忽视的一种重要灾害，引起了社会各界的广泛关注。鉴于此，笔者针对广东省广州市从化区灰霾天气的气候特征及其成因进行分析，以期能够为今后灰霾天气的预报预测及相关的气象服务工作提供一定的借鉴。

1 资料与方法

本文主要选取1959—2009年广州市从化区气象观测站的地面观测资料进行分析，主要包括灰霾日数、风、日照、天气形势、相对湿度和降水等。如果天气现象记录为灰霾现象，则规定为一个灰霾日。并以中国气象局《地面气象观测规范》为依据来定义灰霾的判定标准［1-2］。其统计方法仍然选用观测报表中有关霾的记录。运用上述资料与方法着重对广州市从化区灰霾天气气候特征及其成因进行分析。

2 灰霾天气的气候特征

2.1 灰霾天气的日数变化特征

广州市从化区灰霾日数整体呈上升趋势。其中，1958—1985年广州市从化区灰霾日数较少，年灰霾天气日数基本都小于10.00 d。1986—2004年，广州市从化区灰霾日数呈现缓慢增长的趋势，但年灰霾天气日数小于25.00 d。之所以会出现这一现象，主要是由于改革开放后经济复苏、交通受限等，导致灰霾日数缓慢增加。2005—2009年，广州市从化区灰霾天气日数开始急剧增加，主要是受到交通、建筑领域、工业污染、人为因素等众多因素的共同影响，其中2008年灰霾日数最多，为101.00 d，也就是平均不足4.00 d就会出现一次灰霾天气。

2.2 灰霾的月季变化特征

广州市从化区的灰霾天气多出现于秋冬季节，即10—11月和12月至翌年2月，占全年出现灰霾总天数的60%。灰霾日数最多的是10月，平均达到1.52 d，占全年灰霾总日数的15%；其次是12月，平均日数为1.29 d，占全年总日数的13%；5—9月是出现灰霾天数的低值区，最少是6月，只有0.20 d，5月和7月、8月、9月的平均灰霾日数分别是0.5、0.6、0.7 d。

广州市从化区灰霾天气呈现出秋冬季节较多、春夏季节较少的分布特征，其中春夏季灰霾天气日数占到全年灰霾总日数的35.5%，秋冬季灰霾天气日数占到全年灰霾总日数的64.5%。就秋季而言，平均灰霾天气日数为3.38 d，占到总灰霾天气日数的33.0%，这一数据表明全年有将近1/3的灰霾天气出现在秋季。而夏季平均灰霾天气日数为1.30 d，占到全年总灰霾天气日数的13.0%。

2.3 灰霾天气的年代际变化特征

表1是广州市从化区不同年代灰霾天气出现日数。可以看出，20世纪60年代仅有5.00 d灰霾日，七八十年代总灰霾日数已增至37.00 d，以平均每年增加1.6 d的速度来算，到20世纪90年代至21世纪初期，灰霾日数增加速度较快，年平均日数达到了20.20 d，与二十世纪七八十年代相比，增加将近1倍，年增长率明显提高，为18.35 d/h。总体而言，广州市从化区灰霾日数的年代际变化与城市经济发展步伐基本保持一致。

表1 从化区不同年代灰霾日数

3 广州市从化区灰霾现象的成因

3.1 地形和气候条件的影响

广州市从化区位于广东省中部、广州市北面，其南部为平原，属于三面环山的丘陵地带。该地区属于亚热带地区，在夏半年偏南风比较盛行，在冬半年偏北风较为盛行。在其西北地区天堂顶山脉及东南地区凤凰山系的阻挡作用下，导致东北风成为广州市从化区全年的主导风向，西南风次之。特殊的地形条件阻碍了空气污染物的扩散，为灰霾天气的形成与发展创造了有利条件。

就天气背景而言，广州市从化区全年都会出现湿度较小、风速较小且大气层结比较稳定的天气背景，因此每个季节都会出现灰霾天气。在秋季与冬季，高空往往表现为暖高压脊，低空表现为变性冷高压控制，一旦出现这一天气形势则多为多云、晴朗、无云或少云等天气，对其内部形成辐射逆温非常有利。

3.2 气象因子的影响

3.2.1 天气形势。一是冷高压型。广州市从化区位于广东省中北部地区，每年都会有北方冷空气南下对其产生一定程度的影响，北方冷空气过境之后会形成高压脊进而长时间控制广州市从化区。广州市从化区的霾日有80%是发生在此种天气形势下，冷高压牢牢控制着我国华南地区，这时天气较为干燥，地面风比较微弱，对形成灰霾天气较为有利。

二是热带气旋外围下沉气流型。热带气旋外围下沉气流会导致在混合空间有限时，低空将会聚集很多气溶胶粒子，极易形成比较严重的灰霾天气。广州市从化区出现此种灰霾天气的日数占到全年总霾日的4%。但需要指出的是，若预报此种天气形势下的霾，需要密切关注热带气旋的移动路径。

3.2.2 地面风。灰霾天气出现时往往风速比较小，通常风速不大于2 m/s。当风速在5 m/s以上时，污染物将会逐渐扩散，形成霾的概率较小。1959—2009年，广州市从化区平均风速呈现线性减少趋势，表明大气污染物扩散能力有所降低，有利于形成灰霾天气的因素有所增加。

3.2.3 日照时间。2003—2009年，广州市从化区年日照时间呈现一定的减少趋势，与全年总霾日增加趋势相反。也就是说随着年总霾日的增加，年总日照时间有所减少。而且每年灰霾天气出现时的日平均日照时间要比当年的日平均日照时间要少。由此可见，灰霾会对日照时间产生一定程度的影响，灰霾增加将会使日照时间减少。

3.2.4 相对湿度。就相对湿度而言，其对于霾的生成及雾的区分具有重要意义。在这里选取广州市从化区灰霾天气出现时14：00的相对湿度进行统计与分析，当相对湿度在80%以下时出现霾的概率较高，达到98%；当相对湿度在90%以上时出现霾的概率则较小，仅为0.5%。由此可见，相对湿度与灰霾天气也密切相关，相对湿度较高时灰霾天气出现频率较高，当相对湿度较为稳定时不容易出现灰霾天气，表明相对湿度的增加对于形成灰霾天气相对有利。

3.2.5 无降水日数。降雨能够冲刷污染物，若持续较长时间不降雨就会导致出现灰霾天气的概率明显较高。从图1可以看出，10、11、12、1月广州市从化区的降水概率小，一年中最大连续不降水日数基本上出现在这4个月，因此这4个月灰霾天气的出现概率最大，前面的分析也表明这4个月灰霾日数是最多的。5—9月是广州市从化区的主汛期，降水量占全年总降水量的80%，不利于灰霾天气形成，因此灰霾天气的低值区出现在这几个月。