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專家解讀:京津冀大氣重污染過程 污染物排放量大是主因

2018-11-15 14:03:54 來源: 作者: 點(diǎn)擊圖片瀏覽下一頁
 11月12日以來,京津冀及周邊地區(qū)正在經(jīng)歷一次大氣重污染過程,整體為中—重度污染,污染主要集中在北京、河北中南部和河南北部區(qū)域。
  截至14日10時(shí),區(qū)域內(nèi)北京、石家莊、保定等13個(gè)城市空氣質(zhì)量達(dá)到重度污染水平,PM2.5日均濃度最高達(dá)200微克/立方米(石家莊,13日),PM2.5小時(shí)濃度最高達(dá)289微克/立方米(邢臺(tái),13日13時(shí))。北京市13日的PM2.5日均濃度為180微克/立方米,PM2.5小時(shí)濃度最高達(dá)249微克/立方米(14日10時(shí))。國家大氣污染防治攻關(guān)聯(lián)合中心及時(shí)組織專家會(huì)商,邀請(qǐng)清華大學(xué)賀克斌院士、中國科學(xué)院大氣物理所王自發(fā)研究員和中國氣象科學(xué)研究院張小曳研究員對(duì)本次污染過程進(jìn)行分析解讀。
  清華大學(xué)賀克斌院士:
  京津冀及周邊地區(qū)污染物排放量大是主因
  根據(jù)2017年京津冀及周邊地區(qū)“2+26”城市大氣污染物排放清單研究結(jié)果,通過實(shí)施燃煤鍋爐取締、散煤雙替代、“散亂污”企業(yè)整治、工業(yè)企業(yè)提標(biāo)改造和重污染天氣應(yīng)急等大氣污染治理綜合措施,2017年以來主要大氣污染物排放量同比均顯著下降,其中一次PM2.5減少18%、SO2減少31%、NOx減少16%、VOCs減少了12%。
  但由于京津冀及周邊地區(qū)聚集了大量的電力、鋼鐵、建材、有色、化工等高耗能產(chǎn)業(yè),煤炭等能源消耗量巨大,柴油貨車、非道路機(jī)械使用頻度高,仍是全國污染物排放強(qiáng)度最大的區(qū)域。初步估算,京津冀及周邊地區(qū)的SO2排放強(qiáng)度仍是全國平均的3.6倍,NOx和煙粉塵排放分別是全國平均的4倍和6倍。從地理分布上看,天津、唐山和太行山沿線的石家莊、邢臺(tái)、邯鄲,以及山東濟(jì)南、淄博、濱州和山西太原等,均是污染物排放量和排放強(qiáng)度較大的城市。從污染物排放的行業(yè)分布來看,電力、燃煤鍋爐、冶金、建材、柴油貨車和非道路機(jī)械是主要的排污行業(yè)。
  進(jìn)入11月中旬以來,天氣轉(zhuǎn)冷,晝夜溫差變大,京津冀及周邊地區(qū)部分城市開始采暖,城市供暖鍋爐和農(nóng)村地區(qū)散煤采暖爐具逐步啟用,各地燃煤污染物排放開始增加。據(jù)估計(jì),京津冀及周邊地區(qū)進(jìn)入采暖季后,SO2排放增加近50%,一次PM2.5排放增加約30%,尤其作為PM2.5主要組分的有機(jī)碳排放增加近1倍。因此,多種污染物高強(qiáng)度的疊加排放是推高本次污染過程中各地PM2.5濃度的重要原因。
  中科院大氣物理研究所王自發(fā)研究員:
  大霧等極端不利氣象條件是誘因
  華北區(qū)域進(jìn)入秋冬季后,雖然污染過程多發(fā),但本次過程與以往相比仍呈現(xiàn)較大差異,根據(jù)氣象條件變化及污染發(fā)生發(fā)展特點(diǎn),可以分為以下3個(gè)階段。
  局地靜穩(wěn)污染積累階段:11-12日,受弱高壓系統(tǒng)控制,地面以靜風(fēng)和弱偏南風(fēng)為主,污染呈現(xiàn)以局地污染累積為主的形勢,為本次污染過程的起始。
  偏南風(fēng)輸送及污染匯聚階段:12日夜間-15日凌晨,受高壓系統(tǒng)后部影響,太行山及燕山山前區(qū)域以偏南風(fēng)為主,區(qū)域污染呈現(xiàn)出向山前平原區(qū)域輸送和匯聚的形勢,同時(shí)兼受逆溫和高濕等不利氣象條件影響,預(yù)計(jì)將達(dá)到本次污染過程峰值,是本次污染過程的核心時(shí)段。其中,12日下午至13日,我國華北地區(qū)存在整層靜穩(wěn)的高壓中心,在其東移過程中,山東和河南本地積累污染物在東南風(fēng)作用下向西匯聚,于太行山山前平原形成輻合,因此污染帶較以往更寬,城市PM2.5濃度峰值更高。
  偏北風(fēng)緩慢清除階段:15日白天-16日,西北向冷空氣開始系統(tǒng)性自北向南影響京津冀中南部區(qū)域,預(yù)計(jì)15日上午北京市污染狀況逐步緩解,下午顯著改善;15日夜間起冷空氣開始影響京津冀南部城市。16日污染形勢徹底緩解。
  本次污染過程,華北區(qū)域高濕度是其顯著特征,特別是夜間隨溫度逐漸降低,大氣近地面相對(duì)濕度迅速升高,普遍達(dá)到90%左右,甚至出現(xiàn)濕度飽和狀態(tài),多個(gè)城市有大霧過程出現(xiàn)。這一區(qū)域性高濕的特點(diǎn)非常有利于大氣中氣態(tài)污染物向顆粒態(tài)轉(zhuǎn)化,PM2.5組分中硝酸鹽等二次反應(yīng)生成的成分迅速升高,在本次污染過程持續(xù)性偏南風(fēng)的作用下向太行山及燕山山前城市匯聚。此外,本次污染過程大氣垂直層結(jié)相對(duì)穩(wěn)定,夜間至清晨有區(qū)域性逆溫過程出現(xiàn),上述多種不利氣象條件綜合作用,是本次污染過程的重要成因。
  中國氣象科學(xué)研究院張小曳研究員:
  污染和不利氣象條件的雙向反饋加劇PM2.5污染
  在我國現(xiàn)有污染物排放量大、加之北方進(jìn)入采暖季的內(nèi)因條件下,11月11日出現(xiàn)了影響我國華北地區(qū)的高壓脊型環(huán)流形勢,伴隨近地面形成了以區(qū)域氣團(tuán)穩(wěn)定、水汽向顆粒物上凝結(jié)率高為特征的停滯—靜穩(wěn)的不利氣象條件;邊界層高度由通常清潔天的約1.5公里下降到約900米,北京及其以南的河北西南部、河南中東部PM2.5污染在一個(gè)相對(duì)較小的空間混合,地面測到的濃度上升,開始了一次PM2.5濃度升高的大氣污染過程。
  在污染形成初期,華北因處于高空高壓脊環(huán)流控制下的下沉區(qū),來自西南和東南污染輸送通道仍有偏南風(fēng)將污染物向北輸送到北京,東南通道因來自海上,帶來較多水汽使河北西南部、河南中東部還出現(xiàn)大霧天氣、局地出現(xiàn)強(qiáng)濃霧天氣,大量氣溶膠粒子成為云霧的凝結(jié)核進(jìn)入云霧體系。
  11月13日清晨,隨著PM2.5濃度累積到在區(qū)域許多站點(diǎn)超過100微克/立方米的閾值,觸發(fā)了不利氣象條件與累積的PM2.5污染之間相互促進(jìn)的“雙向反饋機(jī)制”,即在近地面累積的PM2.5污染將更多太陽輻射反散射回空間,使到達(dá)地面的輻射顯著降低,導(dǎo)致逆溫在13日上午的北京出現(xiàn),本已很弱的湍流強(qiáng)度進(jìn)一步被降低,邊界層高度進(jìn)一步下降到污染形成初期的1/3,PM2.5污染因在更小的空間混合濃度進(jìn)一步上升;且低層大氣因污染導(dǎo)致的逆溫出現(xiàn)、溫度下降使飽和水汽壓下降,13日清晨后北京大氣低層出現(xiàn)明顯的增濕現(xiàn)象,促使許多氣溶膠粒子成為云霧的凝結(jié)核進(jìn)入云霧體系,形成霾向霧的轉(zhuǎn)換,導(dǎo)致地面接收的輻射進(jìn)一步下降,穩(wěn)定邊界層結(jié)構(gòu)更加明顯,公眾看到的能見度進(jìn)一步降低。預(yù)計(jì)15日上午隨著冷空氣到達(dá),北京的PM2.5污染將明顯下降,15日午后河北中南部空氣質(zhì)量明顯轉(zhuǎn)好。
  此次持續(xù)性重污染過程的氣象條件與2016年12月16-21日大范圍重污染天氣過程類似,2016年的污染過程,最嚴(yán)重時(shí)京津冀及周邊地區(qū)55個(gè)城市(近80%)達(dá)到重度污染,34個(gè)城市(近50%)達(dá)到嚴(yán)重污染,而在此次污染過程中,截至目前,達(dá)到重度污染的城市僅13個(gè),尚未出現(xiàn)嚴(yán)重污染城市。
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