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说说重污染天气与风的那些事儿

来源:中国环境报 作者: 时间:2017年04月12日

  Dr.蓝,清明节期间,京津冀出现了一次中至重度污染过程,我和小伙伴都没有办法出去踏青赏花了。有关部门说,造成重污染的主要原因是受不利气象条件影响。为什么气象条件会对空气质量造成影响?

  谈大气污染时往往离不开天气系统,天气系统是指具有一定温度、气压、风等气象要素空间结构特征的大气运动系统,通常这些气象要素之间都有一定的配置关系。大气中各种天气系统的空间范围是不同的,水平尺度可从几千米到1000~2000米;其生命史也不同,从几小时到几天都有。

  由于大大小小的天气系统相互交织、相互作用,有时容易造成大气污染,有时则有利于污染物的转移。所以说,在污染物排放总量变化不大的情况下,不利的气象条件是重污染形成的主导因素。

  这种气象条件就是常说的静稳天气?

  是的,当近地面风速小,也就是日最大风速小于3米/秒,又处于低气压控制状态下,大气层比较稳定,混合层高度降低,就会导致垂直方向无明显扩散,水汽、污染物便在近地层积累,能见度转差。如果这时候大气低层湿度再大些,空气中的颗粒物吸湿“增长”转化,则会进一步加剧污染程度。

  那么这些不利条件是如何影响污染物扩散的呢?

  我们先来了解下大气污染物是如何输送和扩散的。进入大气中的污染物,受大气水平运动以及大气各种不同程度扰动运动的影响,会形成不同程度的输送。

  大气的水平运动很好理解,就是我们常说的风。风对污染物的扩散有两个作用,一是整体输送,二是冲淡稀释。风向决定污染物迁移的方向,风速则决定了污染物迁移的速度。风速越大,单位时间内污染物混合的清洁空气量越大,其冲淡稀释的作用越好。一般来说,大气中污染物浓度与其总排放量呈正相关,而与风速则呈负相关。

  污染物总是由上风方被输送到下风方,也就是说,处于下风向的地区,污染就会重一些。

  哦,原来是这样。有时北京市在通报空气质量状况时,会提到PM2.5浓度水平南北部差异较大,这就是风向的缘故吧?

  是的,北京秋冬季基本是西北风向,所以有时会出现北部处于轻度污染水平,而南部则可能达到重度污染水平的现象。

  当然,这只是其中一个原因。南北差异大还和其所在地理位置有关。北京西、北、东北方向三面环山,形成一个背山面海的特殊地形,一般在比较稳定的天气系统下,容易造成风场在山前的辐合,导致污染物在山前和平原地区的汇聚。因此,从地形条件来看,南部发生污染的可能性比较大。

  同时,南边地区也易受北京以南地区污染物输送的影响,而北部、西部区域位于上风方向,受输入性污染的影响小于南部区县;而且只要出现微弱北风,又能率先摆脱污染物。

  输入性污染从何而来?

  在一些特殊的天气条件下,一个地区排放的污染物可能随着上升气流进入高空,并在高空中随着气团较快地传输,结果可能会在距离污染源很远的地方又随着下沉气团降到地表附近,这就是常说的区域间的污染物传输。

  漫画:刘海涛


 
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