天津重污染天气混合层厚度阈值及应用研究

摘要

在对比云高仪反演数据和中尺度模式不同边界层方案模拟数据的基础上,构建天津地区混合层厚度数据集,并收集2009-2015年天津地区PM2.5质量浓度和能见度资料,开展天津地区重污染天气混合层厚度阈值和相关规律研究.结果表明:2000-2015年期间天津地区混合层厚度呈现波动性逐年增加趋势,与255 m气象塔观测近年天津地区逆温层底升高以及夜间边界层高度增加有较强的一致性.统计显示PM2.5日均质量浓度和混合层厚度呈现指数关系,混合层厚度越低PM2.5质量浓度越高,其阈值天津地区可以以200、400、600和800 m作为界限判断大气污染垂直扩散能力,当日均混合层厚度＜200 m时,天津地区重污染天气出现概率52％,中度以上霾出现概率46％,需要特别关注.PM2.5日均质量浓度和混合层厚度的负相关并不适用于所有过程,对于输送型过程由于大气污染的输送一般由高空影响地面,在污染的起始阶段,混合层厚度的增加,反而有利于上层大气污染物向下的传输,使得近地面PM2.5质量浓度升高,在运用混合层厚度阈值指标时需要特别考虑.