辽宁省中部一次重污染过程城市间污染差异及成因

2020-05-09段云霞李得勤吴宇童班伟龙

干旱气象 2020年2期

段云霞，李得勤，田莉，李霞，吴宇童，白华，班伟龙

(1.辽宁省沈阳市气象局，辽宁沈阳 110168；2.中国气象局沈阳大气环境研究所，辽宁沈阳 110166；3.沈阳中心气象台，辽宁沈阳 110166；4.北京市人工影响天气办公室，北京 100089)

引言

辽宁中部城市群地处东北亚的中心地带，是东北经济区和环渤海都市圈的重要组成部分。随着经济的快速发展，辽宁中部城市群经济一体化的形态和特征日益凸现，但随之而来的工业生产带来的资源消耗、农田秸秆的不完全燃烧和冬季取暖导致污染排放量较大，该区域已成为我国北方仅次于京津冀的重污染区域，其污染呈现区域性强、持续时间长、污染重的特征。污染天气的频发严重影响了人体健康，阻碍了经济的可持续发展，因此大气污染防控受到社会普遍关注，成为当地政府环境治理的重点任务。

污染天气主要由污染源和气象条件决定，在排放源不变的条件下气象条件起决定性作用[1-2]。我国大气污染多以硫酸盐、硝酸盐等二次污染源占比最大，工业生产、机动车、燃煤、扬尘等都是主要的污染来源[3-5]。此外，还有来自外部传输的污染物，北方城市污染具有明显的跨城市群输送特征，其中京津冀污染中跨城市群输送的贡献达20%～35%[6]。研究发现，污染物浓度与温度、相对湿度、大气稳定度和正变压存在显著的相关关系[7-11]。重污染天气通常伴有逆温层结，甚至存在多个逆温层，使得污染物无法垂直向上传输[12-14]；高湿环境有利于污染物的吸湿增长，雨水对污染物有冲刷和清洁作用[15]，但弱降水配合850 hPa高度0 ℃左右的温度环境，会使污染加重[16]；风向决定着大气中污染物的输送方向，风速则影响污染物的扩散、稀释速度，进而影响污染物的浓度，通常低风速不利于污染物的扩散，但风速与污染物浓度的负相关关系并不完全成立，还与污染物的来源有关[17-19]。可见，同一气象要素在不同污染天气过程中的作用存在一定差异，有必要对更多典型过程进行深入分析，以期更好地为当地经济可持续发展和环境治理服务。

目前，空气污染预报方法主要有两种：一是污染物质量浓度与气象要素的统计模型[20-21]，其计算量小，且具有一定的适用性，但有的污染物浓度(如PM10)很难通过线性和非线性模型进行较好的描述，导致预报准确率不高[22]；二是通过天气模式来驱动污染模式，或者是二者的耦合模型。由于不能准确给出城市及外来主要污染源，空气质量模式仍然无法进行很好的预报。因此，目前空气质量预报是以空气质量模式预报结果为基础，综合考虑气象条件以及本地和外来污染物实况订正结论，利用综合结果来指导业务预报。

近年来，辽宁地区10月底至11月初，伴随着供暖的开始，静稳天气条件下极易发生重污染天气。2015年11月7—10日，伴随着前期弱降水过程和静稳天气条件，又正值东北地区农田秸秆燃烧时期，辽宁中部城市群出现历史罕见的区域性重污染天气过程[16]。此次区域性污染天气过程，在环流背景相同条件下城市间污染物浓度差异明显，为了探讨不同城市间污染差异的原因，分析了不同城市的污染物特征及对应的气象条件，以期为今后该省重污染天气的预报和防治提供一定参考。

1 资料、模式及方法

1.1 资料和模式

使用辽宁省环境监测实验中心提供的辽宁省14市76个监测站PM2.5、SO2、CO、O3和NO2污染物质量浓度逐小时监测数据、国家级自动气象观测站逐小时地面观测数据以及空间分辨率为0.5°×0.5°的全球气象资料同化系统(global data assimilation system, GDAS)和欧洲中期天气预报中心(European Centre for medium-range weather forecasts, ECMWF)再分析资料。污染物监测点大多集中在城区，因此分别对14市城区污染物监测站数据进行平均，以此代表对应城市污染物特征。按照同样的方法对气象站数据进行相应处理。

HYSPLIT(hybrid single-particle Lagrangian integrated trajectory model)是由美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的空气资源实验室和澳大利亚气象局共同研发的一种用于计算和分析气流运动、污染物沉降和扩散轨迹的综合模式系统，该模型通常用来追踪气流所携带的粒子或气体移动方向，已被广泛应用于大气污染物的传输和扩散研究中[23]。使用2015年11月6日20:00、7日08:00和20:00共3个时次的GDAS再分析资料驱动HYSPLIT模式，用以分析污染物的来源和传输路径。

1.2 混合层高度计算方法

混合层高度能够反映热力对流与动力湍流在垂直方向上对污染物输送的能力，是污染物在垂直方向扩散的主要指标[24-25]，混合层高度越高，大气环境容量越大，扩散能力越强，反之，混合层高度越低，大气环境容量越小，扩散能力越弱，污染物浓度上升。此外，PM2.5日均质量浓度和混合层高度呈指数关系，混合层高度越低，PM2.5质量浓度越高[26]。

边界层上部的大气运动和地面气象要素之间存在一种相互反馈机制，可以利用地面气象要素估算混合层高度。程水源等[27]对比了3种计算大气混合层高度的方法，发现罗氏法得到的混合层高度更具有代表性，其公式为：

(1)

式中：H为混合层高度(m)；P为稳定度级别，取值为1～6，分别对应为强不稳定、不稳定、弱不稳定、中性、较稳定和稳定；T-Td为温度露点差(℃)，可通过2 m观测的气温和相对湿度计算得到；UZ为距离地面高度Z处的风速(m·s-1)，这里Z取10 m；Z0为地面摩擦系数；f为地转参数，f=2ωsinφ，其中地球自转角速度ω取值7.292×10-5rad·s-1，φ为站点纬度。地面摩擦系数Z0一般与地表粗糙度和城市规模有关，乡村地区一般取值0.03～0.2 m，市区一般取值0.8～2.0 m[28-30]。由于各市环境监测站均位于城区，结合辽宁中部城市规模，这里Z0取1.5 m。根据本次污染过程的天气条件，P取值为5，对应较稳定。

2 污染物时空分布特征

2015年11月7—10日辽宁省中部城市群出现了历史上罕见的区域性重污染天气，经历两次污染高峰时段，分别为7日08:00(北京时，下同)和8日14:00前后。从两次污染峰值阶段的PM2.5质量浓度[图1(a)]、[图1(b)]看出，第一阶段(7日02:00—14:00)PM2.5质量浓度较第二阶段(8日00:00至9日02:00)明显偏小，第一阶段营口市的污染物质量浓度较高，PM2.5质量浓度超过800 μg·m-3，而第二阶段重污染则分布在中部城市群，沈阳、鞍山、铁岭、辽阳、本溪等地区污染最重，前三个地区的PM2.5质量浓度均超过1000 μg·m-3，污染程度极为罕见。从能见度的空间分布[图1(c)和图1(d)]来看，第一阶段沈阳、辽阳、鞍山和营口地区能见度较低，为1～2 km，而第二阶段辽宁省中东部地区能见度较低，最低能见度接近200 m，低能见度的范围与PM2.5高质量浓度范围基本一致。

图1 2015年11月7日08:00(a、c)和8日14:00(b、d)辽宁省PM2.5质量浓度(a、b，单位：μg·m-3)和能见度(c、d，单位：m)的空间分布Fig.1 The spatial distribution of PM2.5 mass concentration (a, b, Unit: μg·m-3) and visibility (c, d, Unit: m) at 08:00 BST (a, c) November 7 and 14:00 BST (b, d) November 8, 2015 in Liaoning Province

为进一步对比辽宁省不同城市间污染物平均质量浓度和能见度的变化特征，选择沈阳、本溪、锦州、盘锦和营口5个代表城市。从图2看出，第一污染阶段主要出现在辽宁省中部沿海及附近地区，污染维持近12 h，盘锦和营口PM2.5平均质量浓度明显高于其他3个城市，且小时浓度变化明显，最大质量浓度分别达669.7和812.3 μg·m-3；营口相对湿度较高，在60%以上，而盘锦相对湿度略低(40%左右)，但两者均快速增至80%以上，高湿有利于污染物的集聚，导致能见度持续下降，最低达2 km。第二阶段从8日00:00开始，沈阳、盘锦和营口、本溪地区PM2.5平均质量浓度依次快速上升，于8日14:00前后达到峰值，波峰值自沈阳、本溪、营口、盘锦、锦州依次减小，其中沈阳和本溪PM2.5平均质量浓度维持在500 μg·m-3以上的时间分别长达20 h和14 h，沈阳个别监测站PM2.5浓度峰值高达1400 μg·m-3，污染导致上述两地区能见度不足1 km的时间长达32 h。另外发现，锦州在第二污染阶段的相对湿度仅为40%左右，且PM2.5平均质量浓度较其他城市低，故而维持较好的能见度；第二污染阶段本溪和营口的PM2.5平均质量浓度变化趋势基本一致，峰值相差200 μg·m-3左右，但本溪在7日14:00至8日14:00相对湿度一直维持在90%以上，造成本溪能见度显著低于营口。可见，能见度受PM2.5平均质量浓度和相对湿度共同影响。

图3给出这次污染过程期间沈阳、本溪、锦州、盘锦和营口地区4种污染物平均质量浓度的逐小时变化。可以看出，各城市污染物CO的平均质量浓度最高，为750～4000 μg·m-3，其他3种污染物的平均质量浓度均低于240 μg·m-3；CO和NO2平均质量浓度在8日02:00至9日02:00的逐时变化特征与PM2.5平均质量浓度有很好的对应关系，而SO2和O3平均质量浓度的变化与PM2.5平均质量浓度对应关系不明显。此次污染过程中CO污染物成分占比最高，且CO:NOx:SO2的比例与秸秆露天焚烧中三者的比例接近，故认为是典型秸秆燃烧导致的重污染天气过程，这与以往研究结论较一致[23,31]。

图2 2015年11月7日02:00至10日20:00沈阳、本溪、锦州、盘锦和营口市PM2.5平均质量浓度(a)、能见度(b)、相对湿度(c)的逐小时变化Fig.2 Hourly variation of PM2.5 mass concentration (a), visibility (b), relative humidity (c) from 02:00 BST November 7 to 20:00 BST November 10, 2015 in Shenyang, Benxi, Jinzhou, Panjin and Yingkou of Liaoning Province

图3 2015年11月7日02:00至10日20:00沈阳、本溪、锦州、盘锦和营口地区CO(a)、NO2(b)、O3(c)、SO2(d)质量浓度的逐小时变化Fig.3 Hourly variation of mass concentration of CO (a), NO2 (b), O3 (c) and SO2 (d) from 02:00 BST November 7 to 20:00 BST November 10, 2015 in Shenyang, Benxi, Jinzhou, Panjin and Yingkou of Liaoning Province

3 重污染事件的天气特征及诊断

3.1 重污染天气的环流特征

重污染天气一般对应平直的纬向环流。11月7日08:00至8日20:00(图4)，500 hPa高度上辽宁省一直处于平直的南支槽槽前。第一污染阶段，850 hPa高度上营口和盘锦地区处于气旋性环流顶部，存在东南风和偏东风的气流辐合，偏东风有利于水汽输送[图4(a)和图4(b)]。较好的水汽条件，伴随着地面的辐合，有利于污染物吸湿增长和积聚。随着系统的东移北上，8日08:00，850 hPa高度上辽宁中东部地区逐渐转为气旋性环流控制[图4(c)]，沈阳、本溪地区为东北风和偏北风的辐合，为污染物的积聚提供了较好的动力和湿度条件，8日14:00前后出现第二次重污染，而营口和盘锦虽维持较好的湿度条件，但基本为偏北风控制，不利于污染物的积聚，故而营口、盘锦较沈阳和本溪污染物浓度偏低。整个污染时段辽宁中部地区850 hPa高度上温度基本为0 ℃，0 ℃覆盖范围稳定少动，有利于云中水粒子发生相态转换。8日20:00[图4(d)]，850 hPa高度上辽宁中部地区位于气旋性环流后部，受偏北风控制，利于污染物的扩散。

3.2 重污染天气前期降水特征

重污染天气开始前，辽宁省发生了一次降水天气过程，高湿条件为污染天气的形成提供了极有利的条件。表1是2015年11月7日03:00—17:00辽宁省5个代表城市逐小时降水量，发现此次降水过程仅本溪和营口的累计降水量超过10.0mm，达到中雨量级，其他3个城市均为小雨量级。其中，营口的降水开始较早(7日03:00)，但7日08:00之前的小时雨量均小于1.0 mm，前期弱降水伴随的高湿环境导致降水云中冰核数量增加[32]，不利于污染物的清除，反而有助于污染物的积累；09:00—14:00，营口小时雨量大于1.0 mm，对应的PM2.5质量浓度快速下降，降水对污染物湿沉降作用明显。在第一污染峰值阶段后，盘锦和锦州的累计雨量分别为4.4、4.0 mm，最大小时雨量分别为1.8、2.2 mm，对污染物有湿沉降作用，而沈阳小时雨量始终小于1.0 mm，湿度增加有利于污染物吸湿增长。虽然本溪降水量较其他站点大，但前期PM2.5质量浓度不高，降水的湿沉降作用不明显，但随着降水的结束，较好的湿度条件有利于污染物不断积聚，致使能见度持续下降。

图4 2015年11月7日(a、b)和8日(c、d)08:00(a、c)、20:00 (b、d) 500 hPa高度场(黑色线，单位：gpm)和850 hPa风场(风矢杆，单位：m·s-1)、温度场(红色虚线，单位：℃)、相对湿度场(阴影，单位：%)分布Fig.4 The distribution of 500 hPa geopotential height field (black lines, Unit: gpm) and 850 hPa wind field (wind shafts, Unit: m·s-1), temperature field (red dotted lines, Unit: ℃), relative humidity field (shadows, Unit: %) at 08:00 BST (a, c) and 20:00 BST (b, d) November 7 (a, b) and November 8 (c, d), 2015

表1 2015年11月7日03:00—17:00辽宁代表城市小时雨量变化Tab.1 Hourly variation of precipitation from 03:00 BST to 17:00 BST on 7 November 2015 in representative cities of Liaoning Province 单位：mm

另外，降水期间沈阳市3个自动站出现不同的降水相态，苏家屯为纯雨，浑南区和沈北新区由雨转为雨夹雪，最后为雪，其中浑南区还出现冻雨天气，其他城市降水也存在相态转换。从地面温度变化(图略)来看，7日02:00到8日14:00，5个城市地面温度均在0 ℃徘徊，其中沈阳市的地面温度变化最小，伴随着降水相态的变化，污染物粒子与不同相态水物质结合，利于污染物浓度增大，也是造成污染最重的原因之一。

3.3 混合层高度特征

混合层高度是反映地表污染物向大气排放的重要参数，混合层高度越高，越有利于污染物垂直方向的扩散[24-25]。一般情况下，混合层高度具有明显的白天升高、夜间降低的日变化特征。从本次污染过程各城市混合层高度的逐时变化(图5)来看，7日02:00至9日02:00受地面倒槽影响，辽宁省上空云层密实、湍流活动较弱，5个城市混合层高度日变化特征不明显。其中，锦州平均混合层高度最大，整个时段污染物平均质量浓度最低，且2个污染阶段污染物质量浓度变化不大；尽管盘锦7日02:00—14:00混合层平均高度高于7日14:00至8日14:00，但前一阶段较大的偏北风有利于污染物传输，配合低层850 hPa风场辐合，造成前一阶段污染较后一阶段偏强；营口7日02:00—14:00混合层平均高度与7日14:00至8日14:00相当，两时段最大污染浓度接近，而沈阳和本溪混合层平均高度最低，且两阶段平均高度变化较小，但第二阶段较第一阶段具有更有利的水平辐合条件，导致沈阳、本溪第二阶段污染更重。因此，混合层高度作为污染物垂直方向上扩散能力的一个指标，对污染物浓度的预报有很好的指示意义。

图5 2015年11月7日02:00至9日02:00辽宁代表城市混合层高度的逐小时变化Fig.5 The hourly changes of mixed layer height in representative cities of Liaoning Province from 02:00 BST November 7 to 02:00 BST November 9, 2015

3.4 垂直扩散条件

图6是2015年11月7日02:00至10日20:00辽宁沈阳、锦州、盘锦和营口水平风场、相对湿度及垂直速度的时间—高度剖面。可以看出，7日02:00至9日02:00沈阳上空有深厚的湿层，650 hPa高度以下相对湿度均维持在90%以上，其中7日14:00至8日08:00近地层处于饱和状态；锦州、盘锦和营口900～700 hPa高度范围相对湿度也达到90%，其中7日11:00—19:00营口近地层接近饱和状态，盘锦近地层相对湿度在80%以上，而锦州仅在部分时次近地层相对湿度达到80%以上。风场上，7日02:00—14:00沈阳、锦州、盘锦和营口地区都存在弱的上升气流，且营口和盘锦的上升速度强于沈阳和锦州，配合地面倒槽北上，导致污染天气初期的降水过程；8日02:00至9日02:00，沈阳、锦州、盘锦和营口近地面至700 hPa高度水平风速均不超过4 m·s-1，整层大气处于静稳状态，且沈阳近地层风速较其他3市更小，更有利于污染物的积聚。从水平风向随高度变化来看，近地面到高层风向随高度顺转，存在暖平流，有利于逆温层结的建立和维持。7日08:00前后和8日08:00后风场辐合区分别位于营口附近及沈阳、辽阳、鞍山和本溪附近，弱辐合为污染天气提供充足的水汽条件，促使污染物吸湿增长，同时还有利于污染物积聚，造成两次较强的污染阶段。9日02:00后，各市850 hPa高度以下转为偏北风，高层为西北风，风向随高度逆转，冷平流渗透使得垂直扩散条件好转，污染物浓度下降。

图6 2015年11月7日02:00至10日20:00辽宁4个代表城市水平风场(风向杆，单位：m·s-1)、垂直速度(蓝色线，单位： hPa·s-1)和相对湿度(阴影，单位：%)的时间-高度剖面(a)沈阳市，(b)锦州市，(c)盘锦市，(d)营口市Fig.6 The time-height sections of horizontal wind field (wind shafts, Unit: m·s-1) and vertical velocity (blue lines, Unit: hPa·s-1) and relative humidity (shadows, Unit: %) from 02:00 BST November 7 to 20:00 BST November 10, 2015 in representative cities of Liaoning Province(a) Shenyang, (b) Jinzhou, (c) Panjin, (d) Yingkou

3.5 逆温特征

此次污染天气过程期间，7日02:00至9日02:00辽宁5个代表城市都存在逆温，逆温厚度均为1000 m左右；9日02:00以后，随着系统东移及冷空气南下，逆温层变薄，扩散条件转好(图7)。其中，第一污染阶段，盘锦和营口的逆温厚度较沈阳、本溪厚，且营口有接地逆温，故营口污染浓度更强；第二污染阶段前期，7日14:00至8日20:00各市仍维持着较深厚的逆温层结，逆温层结长时间维持为污染物的积累提供较好的静稳条件，中部内陆城市污染物浓度于8日14:00前后达到最大，而8日14:00以后近地层逆温层结打破，污染物浓度逐渐下降。从逆温强度看出，7日14:00至9日02:00锦州平均逆温强度最强，但污染较其他各市明显偏轻，而本溪逆温强度最弱，但污染却很重，表明逆温厚度较强度对污染的影响更大。

图7 2015年11月7日02:00至9日14:00辽宁省代表城市逆温层厚度(柱状)与强度(线条)的时间变化Fig.7 The 6-hour evolutions of thickness (columns) and intensity (lines) of temperature inversion in representative cities of Liaoning Province from 02:00 BST November 7 to 14:00 BST November 9, 2015

研究表明，降水天气过程中0 ℃左右且厚度在100 m以上的中间“暖层”往往对应着降水相态的变化[33]。2015年11月7日08:00至8日14:00，850 hPa高度上0 ℃线一直位于辽宁中部，辽宁省中部地区出现了降水相态变化。为弄清重污染天气期间各城市温度垂直分布和0 ℃“暖层”结构与污染物浓度的对应关系，图8给出5个城市不同时刻温度随高度的分布，发现在整个污染阶段，除锦州外，其他各市温度在垂直方向上均跨越了0 ℃，900～800 hPa高度之间存在暖层，且7日02:00营口、盘锦以及8日02:00—14:00沈阳、本溪和营口0 ℃左右的中间“暖层”厚度均大于500 m，这种温度层结和大气中水粒子相态变化密切相关。伴随着污染物表层水分相态的转变，水粒子的碰并增长有利于污染物的积累，0 ℃左右的中间“暖层”厚度与两个重污染时段污染物浓度有很好的对应。

图9分别给出两个污染时段7日02:00和8日08:00的850 hPa和900 hPa高度上温度和垂直速度分布。可以看出，7日02:00，沈阳和盘锦上空850 hPa和900 hPa高度的温度都高于0 ℃，而锦州上空850 hPa高度的温度为0～1 ℃，900 hPa上约为-1 ℃；8日08:00，沈阳上空两高度的温度均高于0 ℃，锦州上空两高度的温度均低于0 ℃，而盘锦上空850 hPa和900 hPa高度的温度分别为0～1 ℃和-1～0 ℃。可见，不同污染时刻3个城市850 hPa以下温度存在差异。结合温度垂直廓线(图8)可知，7日02:00，盘锦上空0 ℃左右的中间“暖层”较锦州厚，而8日08:00沈阳较盘锦厚，这分别对应盘锦和沈阳污染物增长的有利时刻，即0 ℃左右的中间“暖层”可能为污染物的碰并增长提供有利的温度层结。另外，7日02:00，沈阳、锦州、盘锦中低层存在弱的上升运动，锦州、盘锦处于上升运动中心，配合风场的辐合，有利于污染物的积聚；8日08:00，辽宁中部城市中低层上升运动很弱，对污染物积累作用不明显。

图8 2015年11月7日02:00至9日14:00辽宁省代表城市温度垂直廓线的逐12 h演变Fig.8 The 12-hour evolution of vertical profiles of temperature from 02:00 BST 7 November to 14:00 BST 9 November 2015 in representative cities of Liaoning Province

图9 2015年11月7日02:00(a、c)、8日08:00(b、d)850 hPa(a、b)和900 hPa(c、d)温度(阴影，单位：℃)和垂直速度(线条，单位：hPa·s-1)分布(五角星、三角形、圆形分别代表沈阳、锦州、盘锦3个城市)Fig.9 The distributions of 850 hPa (a, b) and 900 hPa (c, d) temperature (shadows, Unit: ℃) and vertical velocity (lines, Unit: hPa·s-1) at 02:00 BST November 7 (a, c) and 08:00 BST November 8 (b, d), 2015 (The five-pointed star, triangle and circle represent Shenyang, Jinzhou, Panjin, respectively)

4 污染物来源及传输

为进一步证实秸秆的不完全燃烧造成此次辽宁中西部城市重污染天气，图10(a)给出2015年11月7—16日期间MODIS卫星遥感监测到的东北地区火点[34-35]，发现火点集中在黑龙江和吉林一带，辽宁中部也存在个别火点。从重污染时刻7日08:00和8日14:00的地面风场[图10(b)和图10(c)]看出，两时刻辽宁中部地区以东北风、北风为主，偏北风对污染物的传输导致下游地区污染加重。

图11给出2015年11月7—16日期间东北地区火点集中处(A：45.55°N,131.92°E；B： 46.01°N,128.32°E；C：46.77°N,124.54°E)6日20:00、7日08:00和20:00至9日08:00期间HYSPLIT模拟的气团传输路径。可以看出，100 m高度上3个起始时刻除6日20:00的C点气团向西北方向传输外，其他点均向西南方向输送；500 m高度上，3个起始时刻A、B两点气团向西南方向输送，而C点则向西北方向传输；1000 m高度上，3个起始时刻A、B、C三点前期都向偏西、西北方向输送，后期A点均向西南方向输送，B点2个起始时刻向西南方向传输，1个起始时刻向西北方向传输，而C点均向西北方向传输；上述3个高度上传输的污染物，于7日20:00至8日14:00逐渐影响辽宁地区，与污染物浓度升高存在很好的对应关系，这也解释了中部城市CO质量浓度异常升高的原因。此外，大气在垂直方向上扩散较弱，1000 m高度上的气团在整个污染期间大部维持在1500 m以下，100 m、500 m高度上气团大部时间都在1000 m以下，造成辽宁中部8日污染持续偏高。

图10 2015年11月7—16日MODIS监测到的火点(a)以及7日08:00(b)、8日14:00(c)地面风场(单位：m·s-1)分布Fig.10 The monitored wild fires by MODIS from 7 to 16 November 2015 (a) and distribution of surface wind field (Unit: m·s-1) at 08:00 BST November 7 (b) and 14:00 BST November 8 (c), 2015

图11 2015年11月6日20:00(a)、7日08:00(b)和20:00(c)东北地区火点集中处模拟的气团移动轨迹(★为污染源)Fig.11 The simulated moving trajectories of air mass at fire concentrated point of northeastern China at 20:00 BST November 6 (a), 08:00 BST (b) and 20:00 (c) on November 7, 2015(The five-pointed star for pollution source)

综上可见，在稳定的大尺度天气背景下辽宁中部城市的本地污染源和外来输送污染源共同导致此次重污染天气过程。同时，11月辽宁省已进入供暖期，固定的污染源在大气扩散条件较差情况下，若不对秸秆燃烧进行有效控制，伴随入冬初期深厚的逆温层结和高湿环境，易集中爆发大范围的重污染天气。