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摘要 利用2004—2013年抚顺市地面气象观测资料，对抚顺地区霾天气的变化规律、气象要素特征及其成因进行了分析。结果表明，近10年来抚顺市霾日数整体呈下降趋势，但波动性较强，近3年来霾日数有上升趋势；霾日各月差异较大，年内基本呈单谷型分布，冬季为霾现象多发季节，夏季霾出现概率最小；随着日均相对湿度的逐渐增大，霾现象出现几率也呈增大趋势；西南风向和偏西风向以及日平均风速≤2.5 m/s更有利于霾的产生。
关键词 霾；影响因子；相对湿度；风；辽宁抚顺；2004—2013年
中图分类号 P427.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）23-0226-01
霾也稱灰霾，是由于大气中悬浮了许多非常小的颗粒，造成能见度急剧下降，通常使能见度下降到小于10.0 km，同时可以使光线发生漫反射，使得物体颜色偏黄或偏蓝[1]。而且，霾发生时，大量的微小颗粒会引发呼吸道疾病[2]。同时，霾发生时由于水平能见度急剧下降，会引发大量的交通事故，以及引发航班等大范围延误[3]。因此，霾天气已成为最受人们关注的灾害性天气之一[4]。
抚顺市作为东北地区最早建设的工业基地，多年来大气环境污染严重的问题也十分突出，尤其是近年来霾天气现象逐渐增多。然而，抚顺地区对于霾的相关研究尚未系统开展。因此，本文在对抚顺市霾天气分布特征分析基础上，着重于对其影响的环境气象要素进行探讨，以期对当地灰霾天气发生发展有更加深入的了解，为今后灰霾天气预报预警提供参考。
1 资料与方法
根据中国气象局《霾的观测和预报等级》（2010年）规范，本文选取抚顺市2004—2013年的逐日地面常规气象观测资料（包括8：00、14：00和20：00的天气现象、逐日相对湿度、风向、风速和本站气压等），当相对湿度<80%，水平能见度<10 km，同时除去发生雪暴、扬尘、降雨等天气外，记为一个霾日。春、夏、秋、冬各季节分别定为3—5月、6—8、月、9—11月、12月至次年2月。
2 结果与分析
2.1 霾天气特征
2.1.1 年际变化特征。通过分析可知，抚顺地区近10年来，年平均霾现象日数为50.2 d，最多霾现象日数发生在2005年，为127 d。最少霾现象日数发生在2007年，为23 d。其他年份在28～68 d波动变化。10年间霾现象日数整体呈下降趋势，但波动性较强。值得注意的是，2011—2013年霾现象日数有上升趋势。
2.1.2 月际变化特征。抚顺地区是一个霾发生较频繁的地区，但不同月份发生的次数存在较大的不同，夏季的8月发生的次数最少，仅有1.7 d。其次为10月，为2 d。随着进入冬季，霾日数开始增加，12月开始发生的次数较多，平均为7 d，并在第2年的1月达到最大值，平均为9.1 d，进入3月后开始迅速减少。
2.1.3 季节变化特征。由表1可知，2004—2013年期间霾日发生次数较多，平均每年有50.2 d。一年四季中，霾日发生最多的季节是冬季，为22.3 d，占全年霾日的44.42%；春季略低，为11.8 d，占全年的23.50%；夏季和秋季相差不大，分别占16.14%和15.94%。
分析得出，抚顺市作为东北典型重工业城市，除当地化工厂、钢厂等严重污染源稳定排放外，冬季集中取暖燃煤量排放物的增多均为霾现象形成提供了丰富的载体[5]。而冬季逆温天数的增多及强度的增大[6]对大气对流运动起到了阻碍作用，不利于城市近地面层污染物的扩散[7]，为霾的产生和维持发展提供了有利的层结条件[8]。另外，有研究指出，同降雨相比，降雪对空气中的粉尘等细小颗粒捕获稀释作用非常微弱[9]。因此，冬季降雪对大气中污染物的清理作用非常有限，这也是造成抚顺地区冬季霾多发的因素之一。而抚顺地区春节雨水较丰沛，对细小颗粒的捕获能力较强，导致空气中形成霾的小颗粒数目急剧下降，同时春季大风天数较多，扩散作用明显，因而使得霾日减少[10]。
2.2 气象要素特征
2.2.1 相对湿度对霾的影响。通过分析抚顺地区的相对湿度对霾的影响发现，湿度对于霾发生呈正相关关系，随着湿度增加，霾日发生的概率增大。当日平均相对湿度为60%～65%时，霾发生的几率最大；当日平均相对湿度<30%时，抚顺地区基本上没有霾日出现；相对湿度<45%的时候，霾发生的概率为6.94%，相对也较小。当相对湿度在65%～80%之间时，霾发生的概率也非常大；相对湿度>80%时为雾，此处不进行讨论。
2.2.2 风向、风速对霾的影响。霾天气的出现与风向有着密切的联系。通过分析2004—2013年抚顺市霾天气过程风向频率分布情况可知，抚顺市出现霾天气时，近地面主导风向为WSW、SW和W，均在17%以上。其中，WSW比例最高，为21.2%。因此，抚顺地区风向为WSW时，出现霾天气可能性最大。在近地面主导风向为N时，霾天气形成概率较低。这主要是因为偏北风常常携带冷空气南下，强冷空气有利于大气中污染物质的及时清除，不利于霾天气的形成。另外，值得注意的是霾天气在风向为SE时未有发生。原因可能是抚顺地区由于受地形影响，冬季近地面風向以N或NW为主，夏季风向以S或SW为主，全年风向以SE或E为主导的情况非常少。因此，霾天气大规模发生时风向为SE或E十分少见。
除了风向外，霾天气的出现还需要一定的风速条件。抚顺市发生霾天气时的日平均风速主要在2.5 m/s以下，所占比例高达88.4%。可见，风速≤2.5 m/s（2级以下）时，最有利于霾天气的形成。当风速大于2.5 m/s时，也有霾天气发生，但随着风速的增大，霾现象发生概率迅速减小。风速越小，发生霾天气的概率越大，这表明地面风场是霾天气形成的重要条件。近地层长时间的小风速，大气污染物的传输和扩散能力弱，从而为霾的形成创造条件。随着风速增大，大气平流输送能力及垂直湍流能力均增强，大气中污染物和气溶胶不易堆积，不利于霾的形成。
关键词 霾；影响因子；相对湿度；风；辽宁抚顺；2004—2013年
中图分类号 P427.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）23-0226-01
霾也稱灰霾，是由于大气中悬浮了许多非常小的颗粒，造成能见度急剧下降，通常使能见度下降到小于10.0 km，同时可以使光线发生漫反射，使得物体颜色偏黄或偏蓝[1]。而且，霾发生时，大量的微小颗粒会引发呼吸道疾病[2]。同时，霾发生时由于水平能见度急剧下降，会引发大量的交通事故，以及引发航班等大范围延误[3]。因此，霾天气已成为最受人们关注的灾害性天气之一[4]。
抚顺市作为东北地区最早建设的工业基地，多年来大气环境污染严重的问题也十分突出，尤其是近年来霾天气现象逐渐增多。然而，抚顺地区对于霾的相关研究尚未系统开展。因此，本文在对抚顺市霾天气分布特征分析基础上，着重于对其影响的环境气象要素进行探讨，以期对当地灰霾天气发生发展有更加深入的了解，为今后灰霾天气预报预警提供参考。
1 资料与方法
根据中国气象局《霾的观测和预报等级》（2010年）规范，本文选取抚顺市2004—2013年的逐日地面常规气象观测资料（包括8：00、14：00和20：00的天气现象、逐日相对湿度、风向、风速和本站气压等），当相对湿度<80%，水平能见度<10 km，同时除去发生雪暴、扬尘、降雨等天气外，记为一个霾日。春、夏、秋、冬各季节分别定为3—5月、6—8、月、9—11月、12月至次年2月。
2 结果与分析
2.1 霾天气特征
2.1.1 年际变化特征。通过分析可知，抚顺地区近10年来，年平均霾现象日数为50.2 d，最多霾现象日数发生在2005年，为127 d。最少霾现象日数发生在2007年，为23 d。其他年份在28～68 d波动变化。10年间霾现象日数整体呈下降趋势，但波动性较强。值得注意的是，2011—2013年霾现象日数有上升趋势。
2.1.2 月际变化特征。抚顺地区是一个霾发生较频繁的地区，但不同月份发生的次数存在较大的不同，夏季的8月发生的次数最少，仅有1.7 d。其次为10月，为2 d。随着进入冬季，霾日数开始增加，12月开始发生的次数较多，平均为7 d，并在第2年的1月达到最大值，平均为9.1 d，进入3月后开始迅速减少。
2.1.3 季节变化特征。由表1可知，2004—2013年期间霾日发生次数较多，平均每年有50.2 d。一年四季中，霾日发生最多的季节是冬季，为22.3 d，占全年霾日的44.42%；春季略低，为11.8 d，占全年的23.50%；夏季和秋季相差不大，分别占16.14%和15.94%。
分析得出，抚顺市作为东北典型重工业城市，除当地化工厂、钢厂等严重污染源稳定排放外，冬季集中取暖燃煤量排放物的增多均为霾现象形成提供了丰富的载体[5]。而冬季逆温天数的增多及强度的增大[6]对大气对流运动起到了阻碍作用，不利于城市近地面层污染物的扩散[7]，为霾的产生和维持发展提供了有利的层结条件[8]。另外，有研究指出，同降雨相比，降雪对空气中的粉尘等细小颗粒捕获稀释作用非常微弱[9]。因此，冬季降雪对大气中污染物的清理作用非常有限，这也是造成抚顺地区冬季霾多发的因素之一。而抚顺地区春节雨水较丰沛，对细小颗粒的捕获能力较强，导致空气中形成霾的小颗粒数目急剧下降，同时春季大风天数较多，扩散作用明显，因而使得霾日减少[10]。
2.2 气象要素特征
2.2.1 相对湿度对霾的影响。通过分析抚顺地区的相对湿度对霾的影响发现，湿度对于霾发生呈正相关关系，随着湿度增加，霾日发生的概率增大。当日平均相对湿度为60%～65%时，霾发生的几率最大；当日平均相对湿度<30%时，抚顺地区基本上没有霾日出现；相对湿度<45%的时候，霾发生的概率为6.94%，相对也较小。当相对湿度在65%～80%之间时，霾发生的概率也非常大；相对湿度>80%时为雾，此处不进行讨论。
2.2.2 风向、风速对霾的影响。霾天气的出现与风向有着密切的联系。通过分析2004—2013年抚顺市霾天气过程风向频率分布情况可知，抚顺市出现霾天气时，近地面主导风向为WSW、SW和W，均在17%以上。其中，WSW比例最高，为21.2%。因此，抚顺地区风向为WSW时，出现霾天气可能性最大。在近地面主导风向为N时，霾天气形成概率较低。这主要是因为偏北风常常携带冷空气南下，强冷空气有利于大气中污染物质的及时清除，不利于霾天气的形成。另外，值得注意的是霾天气在风向为SE时未有发生。原因可能是抚顺地区由于受地形影响，冬季近地面風向以N或NW为主，夏季风向以S或SW为主，全年风向以SE或E为主导的情况非常少。因此，霾天气大规模发生时风向为SE或E十分少见。
除了风向外，霾天气的出现还需要一定的风速条件。抚顺市发生霾天气时的日平均风速主要在2.5 m/s以下，所占比例高达88.4%。可见，风速≤2.5 m/s（2级以下）时，最有利于霾天气的形成。当风速大于2.5 m/s时，也有霾天气发生，但随着风速的增大，霾现象发生概率迅速减小。风速越小，发生霾天气的概率越大，这表明地面风场是霾天气形成的重要条件。近地层长时间的小风速，大气污染物的传输和扩散能力弱，从而为霾的形成创造条件。随着风速增大，大气平流输送能力及垂直湍流能力均增强，大气中污染物和气溶胶不易堆积，不利于霾的形成。