北京一次持续雾霾天气过程的气象特征分析

摘要

2013年1月10日至14日,北京平原地区出现了水平能见度一度在2km以下,以PM2.5为首要污染物,空气质量持续5天维持在重度以上污染水平的雾-霾天气。综合分析雾-霾期间的天气形势、北京地区常规和加密气象资料以及城郊连续观测的PM2.5浓度资料,结果表明:此雾-霾过程期间,北京高空以平直纬向环流为主,受西北偏西气流控制,没有明显冷空气南下影响北京地区,地面一直处于均压场,高压底部,低压带等不利于污染物扩散和稀释的弱气压场控制;大气层结稳定、地面风速偏小(观象台日平均风速均在2.0m/s以下,2分钟平均风速在0～3.5m/s内波动,并且1～2m/s的风频率为75％,1m/s以下的风频率为11％)、相对湿度较大(日平均相对湿度在70％以上)、逆温频率高强度大(除每日的正午时段外,其余大部分时间均存在强近地逆温层),边界层内污染物的水平和垂直扩散能力差,静稳的气象条件相互配合导致污染物的持续积累和雾-霾的形成;PM2.5浓度与地面气象因子存在密切的联系,PM2.5质量浓度较高的时段对应着低能见度、较低的风速、较高的相对湿度以及以偏南风为主导风向;12日午后北京地面风场显示南部地区为西南风,此后西南风势力逐渐向北推进,至20时覆盖了北京东南部的平原地区,对西北及东北部的山区没有显著影响,由此得出12日午后至13日凌晨出现的城区重污染现象与偏南风的输送有关;北京城区及南部的京津冀地区人类活动排放污染物强度大,在相对稳定和高湿的天气背景下,受地形和城市局地环流的影响,北京本地污染物累积和受西南风影响区域污染物的输送以及PM2.5细粒子在高温高湿条件下的物理化学转化等过程共同作用造成此次北京城区及平原地区污染物浓度快速增长并持续偏高。高浓度PM2.5对大气消光有显著影响,造成低能见度和严重的雾-霾天气。