2013～2019年上海早晨接地逆温指标与PM2.5定量关系研究

摘要

利用2013～2019年上海宝山观象台08:00时高分辨率气象探空资料识别SBI并计算其3个指标(垂直温差、厚度、强度),发现在易污染月份(11月、12月、1月、2月)上海早晨SBI的发生频次为35.7％,垂直温差、厚度、强度分别为3.7°C、118m、3.6°C/100m.2013～2019年出现接地逆温的频次有所下降,但其3个指标均没有显著的年变化趋势.当出现接地逆温(SBI)时,2019年易污染月份早晨的PM2.5浓度高达61.9μg/m3,较无逆温(NTI)时偏高了79％,表明SBI是促发早晨PM2.5污染的重要气象条件之一.SBI的大气动力热力条件呈现水平风速降低(69％)、边界层通风能力下降(18％44％)、垂直层结稳定(Ri＞0.25)和低温(降低42％)、高湿(上升10％)的特点,非常有利于PM2.5的局地累积和二次非均相生成,使得2013～2019年早晨的PM2.5浓度较NTI时偏高了20％～107％.PM2.5浓度与SBI的垂直温差、厚度都显著正相关,分别拟合为二次非线性关系(P＜0.05),然而与强度的相关性不显著.当接地逆温的垂直温差大于4.6°C、或者厚度大于100m,PM2.5浓度超过100μg/m3,可作为判别PM2.5重污染天气的参考阈值.