四平市空气污染气象条件分级预报研究

2022-10-12四平市气象局巩宪伟王冰王梓木王佳琦

内江科技 2022年8期

◇四平市气象局巩宪伟王冰王梓木王佳琦

本文利用2014-2015年常规观测资料、四平市逐日AQI资料、四平市逐小时PM2.5、PM10、O3、NO2、CO、SO2资料，对四平市中度以上污染预报指标、四平市空气污染气象条件方程进行了分析，主要得出以下结论：降水、低层温度暖脊、低层逆温、风速、相对湿度与四平市中度以上污染天气密切相关；统计分析秋冬季空气污染气象条件物理量指标，并构建分季节四平市空气污染气象预报方程；通过对2016年进行试报，四平市逐日AQI正确率为75%，逐3小时正确率为62%。

1 研究目的及意义

2014～2016年四平市轻度污染以上天气占34%，多次出现大范围持续三天以上的重污染天气，空气质量指数（AQI）甚至突破过500上限，给大气环境、群众健康、交通安全带来了严重影响，已引起各级政府、社会公众和媒体的极大关注。就四平地区而言，重污染天气预警提前量和预报准确率与政府决策、灾害防御及大气防治需求还有很大差距。为进一步加强重污染天气的预报预警业务，为大气污染防治提供依据，本文将依据物理量指标建立预报方程，实现空气污染气象条件分级预报，为空气质量预报、重污染天气预警提供有利依据。

2 重污染天气物理量指标探究

本文对与重污染天气密切相关的气象要素进行了统计分析，以期找到四平市重污染天气的预报指标。通过文献资料和相关性分析，本文最终确定降水、低层温度暖脊、低层逆温、风速、风向、相对湿度为指标统计基本物理量，下面将一一对其进行阐述。

2.1 降水

2014～2015年共出现35次中度以上污染天气中，其中出现降水的一共6天，降水量在0.1mm-7.4mm之间，其中超过1mm的一共是3天，仅仅从日降水量和日AQI对应来看，似乎没有什么规律可言，但分析AQI大于200的时次与降水的对应关系可知除2014年11月8日在降水期间小时AQI在200以上，且无明显起伏外，其它中度以上污染天气都是在降水就呈现下降趋势，或者之后几个小时后开始下降。由此可见，降水是导致空气质量转好的因素之一。

虽然降水是空气污染物消除的一个有利条件，但需要注意的是，降水前却往往也是逆温天气较易出现的天气形势，当遇到此种情况时，判断好降水开始时间是关键因素。

2.2 低空暖脊

对中度污染以上天气低层有无暖脊按海平面气压场进行了分类，如表1所示：在统计的35天当中，两层都有暖脊的（包含较强的和较弱的）有30天，占到了绝大多数，仅850hpa有暖脊的有1天，仅925hpa有暖脊的有2天，两层都无暖脊的有2天，可见低层有暖脊是中度以上污染天气的有利指标，有一层以上有暖脊的占到总数的94%，两层都有暖脊的占到了总数的85%，在仅仅有一层暖脊或无暖脊的情况下，以低压系统影响，首要污染物为PM10的占大多数，且主要出现在春季，在预报中需引起注意。两层都有暖脊可视为中度污染以上天气发生的指标之一，有一层以上有暖脊同样需要引起注意。

表1 2014-2015年四平市中度以上污染天气对应海平面气压场系统（次）

2.3 逆温

如表2所示，（925hpa-1000hpa）、（850hpa-925hpa）两层都存在逆温的有8天，（925hpa-1000hpa）存在逆温的有11天，（850hpa-925hpa）存在逆温有5天，两层均无逆温现象存在11天，有逆温的占到了总数的70%，所占比例不足以成为预报指标。为此，统计无逆温天气的规律，发现其中有6天，虽然无逆温现象，但两层之间的温度差在1℃上下，其它5次完全无逆温现象的5次发生在夏季，受到低压系统影响，首要污染物分别为PM10和 O3-8h。可见，在秋冬季节，（925hpa-1000hpa）、（850hpa-925hpa）中有一层存在逆温现象，或有一层温差小于等于1℃，可以为预报指标之一。

表2 2014-2015年四平市中度以上污染天气低层逆温（天）

2.4 相对湿度

统计发现，在35天当中，AQI大于200的时次，相对湿度区间跨度较大，未找到较为理想的预报指标，但可提供参考值，统计发现，当首要污染物为PM10时，相对湿度都较小，基本在50%以下，当首要污染物为PM2.5时，相对湿度跨度较大，从22%-91%。总体来讲，湿度发生概率较大区域在70%-90%之间。

PM10为首要污染物时参考指标为相对湿度小于50%。PM2.5为首要污染物时参考指标为相对湿度70%-90%之间。

2.5 风力

对35天中度污染以上天气按照风力行了统计，如表3所示：统计发现，0-1.5米/秒占到了总数的26%，1.5-3.2米/秒占到了总数的43%，3.2米/秒占到了总数的31%，大于3.2米/秒的11次中，有7次为PM10为首要污染物和2次O3-8h为首要污染物，因此只有两次是PM2.5大于3.2米/秒。