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1、周口市灰霾天气的变化特征及成因分析摘要根据周口市1971—2003年地面气象观测资料统计分析了周口市灰霾天气的变化特征,并从地形气候、气象要素和城市化发展等角度,探讨了周口市灰霾天气频发的原因。结果得出:周口市灰霾日数的年代变化非常明显,且存在着显著的季节性差异,受周口市地形特点、气候条件、气象要素和城市化进程发展的影响,灰霾天气的发生频率和持续时间都呈持续增长的趋势。 关键词灰霾天气;变化特征;成因;河南周口 灰霾是指在相对湿度低于90%的条件下,大量极细微的干尘粒等均匀地游浮在空中,使水平能见度小于10.0km的空气普遍混浊的一种天气现象。灰霾天气的出
2、现,使空气能见度变差,影响海、陆、空交通运输,增加交通事故频次,还造成空气质量下降,诱发鼻炎、支气管等多种呼吸道疾病,危害人体健康[1-2]。 周口市位于河南省东南部,近些年来,由于城市、工业化发展进程加快,空气质量恶化,灰霾现象日趋严重,成为季节性频发的灾害性天气。依据周口市1971—2003年的灰霾实际观测资料,探讨周口市出现灰霾天气的变化特征及成因,为灰霾天气的预防和治理提供依据。 1周口市灰霾天气变化特征 1.1年际变化 根据周口市1971—2003年的气象观测资料显示,灰霾天气年际变化呈上升趋势。以10年为一个阶段划分,20世纪70年代,周口市平
3、均灰霾日数为3d,有的年份甚至没有出现灰霾;80年代呈明显上升趋势,平均灰霾日数为35d;90年代是急剧上升阶段,平均灰霾日数远高于以往;2000年以后,年灰霾日数未出现大的增长,但仍然维持在较高的水平。 1.2月际和季度变化 从周口市1971—2003年各月平均灰霾日数记录统计,不同月份灰霾的日数明显不同,以有近75%的年份在1月为最多,平均为4d,12月为其次,最少的是8月,仅为0.5d。据统计,有近80%的年份在12月都出现了灰霾;而近69%的年份在8月没有出现灰霾天气。数据还显示,周口市呈现出秋冬季节多、春夏季节少的灰霾天气分布特征,其中冬季的灰霾天气
4、占一年中灰霾总日数的近1/3。出现灰霾季节性差异的主要原因是秋冬季混合层厚度低,大气层界稳定,大气中的污染物颗粒难以扩散稀释,易出现灰霾天气,而春夏季充沛的雨水对污染物有冲刷作用,不利于灰霾的形成。 2周口市灰霾天气的成因 2.1地形和气候的影响 周口市位于河南省东南部,辖川汇区、项城市和淮阳,属于暖温带半湿润大陆性季风气候,夏半年盛行偏南风,高温、高湿、多雨;冬半年盛行偏北风,寒冷、干燥、少雨。受地形和气候的影响,周口市一年四季主导风为东北风,其次是西南风,四季都可出现风力小、湿度小、大气层结构稳定的气候背景,为该市一年四季都有可能出现灰霾天气提供了有利条
5、件。2.2气象因素影响 一是地面风。风是边界层内影响污染物扩散的重要因子[3]。选取周口市灰霾天气14∶00的地面风速进行统计,结果表明,出现灰霾时的风速比较小,以2.0m/s最多,2~3m/s次之;当风速>5m/s时,湍流加强,利于垂直风向的输送和扩散,不利于污染物的聚集,灰霾出现的几率不大。二是相对湿度。灰霾发生时,大气湿度未达到饱和,相对湿度不大[4]。选取出现灰霾天气时周口市14∶00的相对湿度统计数据显示,当相对湿度80%时,灰霾的出现几率达92%;而相对湿度>90%时,灰霾出现概率仅为0.5%。灰霾天气的出现还与相对湿度变化有关,当相对湿
6、度呈正向变化时灰霾天气最多,出现的概率为54%,由此说明相对湿度的增强更有利于灰霾的形成。三是最大连续无降雨日数。据气象观测记录,1971—2003年周口市月均无降雨日数低值区出现在每年的3—10月,平均不到12d,3—10月正对应周口市灰霾天气的低发期;11月至翌年2月最大连续不降雨日数月均达到16d以上,其中以12月最多,而这4个月正是周口市灰霾的高发期。可见,雨水对污染物有冲刷作用,如果长时间不降雨,出现灰霾的概率就大。据统计,周口市近33年的降雨量也在呈波动性减少,这也是周口市灰霾天气增多的原因之一。 2.3城市、工业化发展的影响 20世纪70年代周口
7、市的灰霾天气出现日数较少,甚至有的年份灰霾日数为0d,主要是因为周口市城市发展缓慢,人为因素对环境的影响较小;80~90年代,城市发展进程突飞猛进,周口市城市面积和人口迅速增加,居民生活、交通和生产活动消耗排出大量的污染物,加上城市建设规模扩大使城区风力明显减小,从而导致周口市的灰霾天气日数日益增加。 3
