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11月12-15日,京津冀及周边地区、汾渭平原经历了一次大气轻污染过程,生态环境部第一时间向各有关省(市)印发预警提示信息,拒绝各地根据空气质量预测预报情况及时启动预警;生态环境部部长李干杰前往河北省保定市,实地检查轻污染天气应急预案工作积极开展情况;290个现场工作组在京津冀及周边地区、汾渭平原指导各地积极开展轻污染天气应付工作。国家大气污染防治研制成功牵头中心及时的组织环境、气象等领域专家积极开展会商,对本次污染过程展开分析理解。
一、总体状况分析此次污染过程主要集中于在北京、河北中南部和河南北部区域,共12个城市日均浓度超过重度污染水平,PM2.5日均浓度最低约220微克/立方米(北京和石家庄,14日),PM2.5小时浓度最低约289微克/立方米(邢台,13日13时)。北京市持续42个小时重度及以上污染,11月13日和14日PM2.5日均浓度分别为180和220微克/立方米,PM2.5小时浓度最低约261微克/立方米。自11月12日开始,污染物年所从河南省中北部和河北省南部多地很快累积,在高压系统后部起到下,污染带渐渐延山向北传输,渐渐影响北京。
13日,在高压后部很弱气压场持续掌控下,京津冀区域不受逆温、高湿、东南小风等不利条件影响,污染物更进一步向燕山-太行山前汇集。北京市于13日11时超过五级重度污染,之后之后较慢下降。
14日白天,区域北部不受高压系统控制,在西北低东南较低的“簸箕形”地形影响下,区域污染在太行山和燕山山前积累,同时,湿度更进一步增大,二次转化成激化,北京市于14日11时至13时空气质量超过相当严重污染水平;15日凌晨开始,随着西北冷空气渐渐渗入,影响京津冀区域,混合层下沉,湿度减少,空气质量较慢提高。北京市15日8时起空气质量完全恢复为丰。
截至15日20时,区域中北部大部分城市空气质量完全恢复到优良,但不受冷空气较慢南迁导致的污染传输影响,南部部分城市仍然保持中至重度污染。总体来看,这次区域过程,前期区域南部污染较轻,中期太行山前石家庄-太原-北京一线浓度较高,后期北京沦为区域污染反气旋中心、污染较轻,污染带甚至一度超过张家口、承德和秦皇岛市。
在减轻过程中,冷空气由北至南较慢移动,污染带向南流逝,南部地区空气质量将不受污染转往影响有所减轻。二、污染成因分析本次污染过程的气象特点是区域性高湿,大范围长时间静稳,倒数多日经常出现逆温,大气蔓延条件持续有利,和2016年12月16-21日大范围轻污染天气过程气象条件相近。本次过程主要是不受高压、逆温、静稳、高湿等因素影响,污染物不易转化成分解,有利于蔓延。
污染前期,不受辐射降温、很弱降水等影响,河南省首度经常出现大雾天气,变换东南部海上水汽运送影响,12-14日期间,京津冀地区陆续经常出现区域性大雾天气,气象部门也陆续公布大雾天气预警。11月12-13日,北京市不受高压后部很弱气压场影响,以1-2级偏南风居多,平均值相对湿度约80%。
12日边界层高度800米左右,13日滑动至500米,且边界层日变化不显著,横向蔓延条件劣。12日和13日早于8时皆经常出现较强逆温,逆温层厚度400多米,逆温强度最低约5度,将近地面逆温强度更高,相对湿度相似100%,有利于前期累积污染物的二次分解转化成。在强劲逆温、低湿度和区域传输的影响下,北京市13日上午经常出现爆发性快速增长,PM2.5浓度从10时的143微克/立方米突增到16时的236微克/立方米,5小时内下降近100微克/立方米。
图1 2016年12月19日00时(左)和2018年11月14日00时(右)京津冀及周边地区“2+26”城市相对湿度在相近的长时间持续静稳、高湿的有利气象条件下,本次持续性轻污染过程与2016年12月16-21日大范围轻污染天气过程类似于,但相当严重污染范围增大、污染程度显著减低。2016年的污染过程,最相当严重时京津冀及周边地区60余个城市超过重度污染,近40个城市超过相当严重污染;区域最相当严重城市小时峰值浓度超过834微克/立方米,最低日均峰值浓度超过703微克/立方米;北京市小时峰值浓度超过435微克/立方米,最低日均浓度超过396微克/立方米,为相当严重污染。
而此次过程北京市日均浓度最低为220微克/立方米,小时峰值浓度为261微克/立方米。此外,从组分看,以往北京市硫酸盐占到比约15-20%左右,此次过程硫酸盐占到比将近10%。多方指出,在持续的污染排放量措施起到下,在相近的气象条件下,此次污染过程较2016年12月中下旬的程度要减低不少。图2 2018年11月13日和2016年12月19日PM2.5日均浓度产于同时,转入11月中旬以来,天气并转冻,昼夜温差逆大,京津冀及周边地区部分城市开始采暖,城市暖气锅炉和农村地区骑侍郎煤采暖炉不具逐步落成,各地燃煤污染物废气开始减少,也是导致轻污染的主要因素。
但和2016年12月16-20日的污染过程比起,本次污染过程京津冀及周边地区“2+26”城市SO2、NO2浓度及SO2/NO2值明显减少。以北京市为事例,SO2、NO2浓度和SO2/NO2比值相比2016年分别减少了70%、38%和56%。
此外,PM2.5组分分析也有明显改善特征,以北京市为事例,本次污染过程SO42-/NO3-和OC/EC值分别为0.33和2.97,而2016年的污染过程则分别为0.6和5.99。这解释近几年民用骑侍郎煤、“杂乱污”企业整治和燃煤小锅炉的管理获得了显著效益。NO3-在PM2.5中的占比有明显下降,北京、太原、安阳NO3-占比皆在30%左右,解释目前机动车和工业废气的氮氧化物较慢转化成硝酸盐沦为推高PM2.5浓度的最重要原因。三、轻污染天气应付情况本次污染过程中,京津冀及周边地区、汾渭平原共39个城市公布轻污染天气预警,启动应急号召措施。
其中,石家庄、唐山等16个城市公布橙色预警,启动II级应急号召措施; 郑州、滨州等9个城市由黄色预警升级为橙色预警,启动II级应急号召; 北京、天津等14个城市公布黄色预警,启动III级应急号召。随着空气质量的变化,各地相继中止或调整轻污染天气预警。经可行性测算,针对此次轻污染过程采行的应急排放量措施,对一次颗粒物、SO2、NOx、VOCs等污染物的全社会排放量比例在15%左右。四、未来空气质量形势11月15日,随冷高压系统较慢东移南下,西北向冷空气开始系统性自北向南影响我国华北地区,同时沿途常有很弱降水过程,预计16日污染形势将完全提高。
随着污染带在冷空气起到下渐渐向南流逝,下风向城市和省份将相继受到污染过境影响,预计有短时PM2.5浓度高值经常出现。据近期预报结果显示,山东西部、河南大部、安徽北部、湖北大部及湖南部分地区坐落于主要运送地下通道方向,预计16-17日将受到有所不同程度的污染传输影响;此外,江苏大部、安徽南部、上海、浙江北部及江西北部部分城市坐落于主要运送地下通道边缘区域,有受到污染残余及波及的风险。考虑到15-17日我国华中及华南地区都有范围降水过程,其对PM2.5等颗粒态有较强滑清理起到,污染带浓度在南下移往过程中有可能很快上升。
未来7天,我国华北地区由于受到间歇性冷空气过程影响,空气质量以较好居多,个别城市不受风向切换和局地反气旋影响,有经常出现轻度污染和短时中度污染的有可能,但预计会都有范围区域性轻污染过程再次发生。其中,北京市未来一周空气质量较好,预计以优良居多,会有重污染天气经常出现。
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