摘要:選取2015—2018年安順市空氣質(zhì)量小時數(shù)據(jù)和日數(shù)據(jù)，并結(jié)合同期氣象觀測資料和micaps資料對安順市的空氣質(zhì)量特征與氣象條件進行分析，結(jié)果表明:安順市的空氣質(zhì)量優(yōu)良率較高，達95%以上，主要污染物是PM2.5，其次是O3，冬季污染日最多，秋季次之，春、夏兩季污染日數(shù)最少;當(dāng)降水量在0～0.5mm、風(fēng)速在3.1～5.0m/s、日照≤1h、相對濕度在60%～90%時，出現(xiàn)污染日的概率較大，分別為:82.6%、67.4%、76.1%、82.6%，1.0mm的降水會使空氣中的吸濕性顆粒物的濃度增加，從而使空氣質(zhì)量變得更差。

　　當(dāng)日照時數(shù)<1h時，首要污染物以PM2.5為主，日照時數(shù)>1h時，特別是>8h時，首要污染物以O(shè)3為主;500hPa亞洲中高緯呈一槽一脊型，低緯南支槽建立并逐漸東移使安順從偏西氣流轉(zhuǎn)為西南氣流，空氣質(zhì)量逐漸轉(zhuǎn)差，槽過轉(zhuǎn)為西北氣流時空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)好;當(dāng)近地面吹偏南風(fēng)時，空氣質(zhì)量較好，而吹偏北風(fēng)時，空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)差;天空中云量較多時，大氣層結(jié)較穩(wěn)定，不利于污染物的擴散;污染物濃度與海平面氣壓呈正相關(guān)的關(guān)系。

　　關(guān)鍵詞:空氣質(zhì)量;氣象條件;關(guān)系;AQI;PM2.5;安順市

　　0引言

　　隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，各種工業(yè)、生產(chǎn)、生活及交通等排放的污染物不斷增加，使得大氣中的各種顆粒污染物和氣體污染物的濃度不斷增加，空氣質(zhì)量變得越來越差，特別在一些發(fā)達城市，空氣污染問題亟待解決。大量的環(huán)境保護工作者和氣象工作者對空氣質(zhì)量的特征及其與氣象條件的關(guān)系進行了分析和研究[1-5]，這些研究主要針對污染較嚴重的城市。安順的空氣質(zhì)量優(yōu)良率雖然較高，但近幾年有轉(zhuǎn)差的趨勢;安順是中國的優(yōu)秀旅游城市之一，空氣質(zhì)量狀況是影響旅游業(yè)發(fā)展的重要因素之一。

　　本文選取2015—2018年安順市空氣質(zhì)量小時數(shù)據(jù)和日數(shù)據(jù)，并結(jié)合同期氣象觀測資料和micaps資料對安順市的空氣質(zhì)量特征與氣象條件關(guān)系進行分析，找出空氣質(zhì)量與各氣象要素的關(guān)系，并對典型的污染過程進行分析，得出不利于大氣污染物擴散的天氣環(huán)流形勢，為安順市空氣污染防治工作和環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)AQI預(yù)報提供一定的參考依據(jù)。

　　1安順市空氣質(zhì)量狀況

　　2015—2018年安順市環(huán)境空氣質(zhì)量大多為Ⅰ級和Ⅱ級(圖1a)，占全年總?cè)諗?shù)的95%以上，從2016年開始環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)AQI為Ⅰ級的占比逐漸減小，而AQI為Ⅱ級的占比逐漸增加，且2017年和2018年輕度污染(Ⅲ級)日數(shù)增多，說明近三年安順市的空氣質(zhì)量有轉(zhuǎn)差的趨勢。2015—2018年AQI為Ⅰ級的日數(shù)最多，為752d，占總?cè)諗?shù)的51.5%，其次是Ⅱ級663d，占統(tǒng)計日數(shù)的45.4%，4a間安順市的中度和重度污染日數(shù)均為1d，沒有出現(xiàn)過嚴重污染。

　　整體來看安順市的空氣質(zhì)量優(yōu)良率較高，主要受輕度污染的影響。從四季污染日數(shù)的分布來看，冬季污染日數(shù)最多，占總污染日數(shù)的52.2%，秋季次之，春、夏兩季污染日數(shù)最少，均為5d。從四季首要污染物出現(xiàn)日數(shù)的分布來看，四季都有PM2.5污染，秋、冬兩季PM2.5污染出現(xiàn)的頻率最高，分別為23.9%和43.5%;夏季O3污染出現(xiàn)的頻率最高，占夏季總污染日數(shù)的60%，冬季沒有O3污染;SO2污染只出現(xiàn)在冬季;4a期間只出現(xiàn)一次PM10污染，沒有出現(xiàn)過NO2或CO污染。從以上分析得出，安順市的污染日主要出現(xiàn)在秋、冬兩季;O3是安順市夏季的主要污染物，其余季節(jié)的主要污染物為PM2.5。

　　2空氣質(zhì)量與氣象條件的關(guān)系

　　2.1各氣象要素對空氣質(zhì)量的影響

　　空氣質(zhì)量與氣象條件有密切的關(guān)系，氣象條件影響污染物的形成、擴散、輸送和稀釋等[6]。對2015—2018年安順市的46個污染日的降水量、日最大風(fēng)速、日照和相對濕度進行分級統(tǒng)計分析，污染日的降水量在0～2.1mm，其中降水量為0mm時，有33個污染日，占總污染日數(shù)的71.7%。隨著降水量的增加，污染日數(shù)逐漸減少，當(dāng)降水量>2.1mm時，沒有出現(xiàn)過污染日，說明降水的增加對污染物的稀釋有一定的作用;當(dāng)風(fēng)速≤2.0m/s或>7.0m/s時，沒有出現(xiàn)過污染日，而風(fēng)速在3.1～5.0m/s時，有31個污染日，占總污染日數(shù)的67.4%，說明風(fēng)力在2～3級時容易出現(xiàn)污染天氣，當(dāng)風(fēng)速越大時越有利于污染物的擴散，空氣質(zhì)量越好[7-9]。

　　當(dāng)日照時數(shù)為0h時，有18個污染日，日照時數(shù)在0.1～1.0h時，有17個污染日，兩者加起來占總污染日數(shù)的76.1%，表明陰天或者陰天為主的天空狀況容易出現(xiàn)污染天氣，這是因為陰天時大氣中的能量條件較差，層結(jié)較穩(wěn)定，空氣的對流弱，污染物容易在低層穩(wěn)定維持;當(dāng)日照時數(shù)在2.1～7.0h或>11.0h時，沒有出現(xiàn)過污染日，當(dāng)相對濕度RH<40%時，沒有污染日出現(xiàn)，隨著濕度的增加，污染日數(shù)呈先增加后減小的趨勢。

　　當(dāng)70%≤RH<80%時，污染日數(shù)達到最多，為15d，占總污染日數(shù)的32.6%，當(dāng)80%≤RH<90%時，污染日數(shù)減小到11d，總的來看60%≤RH<90%時，出現(xiàn)空氣污染的概率最大。對污染日進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn):98%的污染日能見度在1～9km(輕霧)，2%的污染日能見度<0.5km(大霧)，霧的存在說明空氣中水汽充足，風(fēng)速較小，且大氣穩(wěn)定。

　　充足的水汽會增加空氣中吸濕性顆粒物的濃度，而較小的風(fēng)速和穩(wěn)定的大氣會使污染物在某地長時間維持，從而使得空氣質(zhì)量變差;59%的污染日在大氣的中低層(700hPa以下)有逆溫層存在，逆溫層的存在不利于逆溫層低以下的大氣對流活動，使污染物不能向垂直方向擴散，從而使大氣污染加重，有研究表明逆溫層低高度越低，空氣污染越嚴重[10]。

　　2.2首要污染物與氣象條件的關(guān)系

　　安順市四季都有PM2.5污染，且PM2.5污染占4年總污染日數(shù)的78%，夏季的主要污染物為O3，O3污染占夏季總污染日數(shù)的60%，因此選擇PM2.5和O3作為研究對象。對PM2.5污染日和O3污染日進行統(tǒng)計分析得出:當(dāng)日照時數(shù)<1h時，沒有O3污染，而83.3%的PM2.5污染日是在日照時數(shù)<1h的條件下產(chǎn)生的，特別是當(dāng)日照時數(shù)為0h時，最有利于PM2.5污染日的產(chǎn)生;當(dāng)日照時數(shù)>1h時，PM2.5污染日的占比明顯減小，而O3污染日的占比明顯增加，66.7%的O3污染日是在日照時數(shù)>8h時產(chǎn)生的。

　　以上分析表明:在日照時數(shù)<1h時，空氣污染的首要污染物以PM2.5為主，而日照時數(shù)>1h時，特別是>8h時，首要污染物以O(shè)3為主，原因是太陽輻射使大氣中的氧分子分解成氧原子，氧原子又與周圍的氧分子結(jié)合生成O3，太陽輻射時間越長，越有利于O3的形成。

　　3典型污染過程分析

　　2017年12月23—27日，除25日外，其余4天安順市空氣質(zhì)量出現(xiàn)輕度到中度污染，選擇這次過程為研究對象，分析25日前后兩天空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)差的原因。22日08時500hPa亞洲中高緯呈一槽一脊型，中低緯為緯向環(huán)流型，安順受偏西氣流影響。

　　23日08時500hPa亞洲中高緯為兩槽一脊型，兩槽分別位于烏拉爾山脈附近和貝加爾湖以東-內(nèi)蒙古西部，在阿拉伯海附近有南支槽生成，到25日08時貝加爾湖以東的槽移至我國東北-湖北，南支槽移至印度并形成低渦中心，23—25日，安順受偏西氣流影響，首要污染物濃度從101μg/m3降低到67μg/m3;到26日南支槽移至孟加拉灣，安順轉(zhuǎn)為受西南氣流影響，首要污染物濃度增加到114μg/m3。27日南支槽靠近，西南氣流增強，安順出現(xiàn)1.0mm的降水，空氣質(zhì)量變差，首要污染物濃度增加到136μg/m3，AQI等級升級為中度污染。

　　28日08時南支槽移過貴州，移至湖南西部，安順轉(zhuǎn)為槽后西北氣流控制，空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)為良，首要污染物濃度降低到50μg/m3。由以上分析可知:此次污染過程南支槽建立并逐漸東移使安順從偏西氣流轉(zhuǎn)為西南氣流，空氣質(zhì)量逐漸轉(zhuǎn)差，槽過轉(zhuǎn)為西北氣流時空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)好;1.0mm的降水不但對污染物沒有稀釋和沖刷的作用，反而使空氣中的吸濕性顆粒物的濃度增加，從而使空氣質(zhì)量變得更差，這與徐瓊芳[7]等的研究一致。

　　22日吹偏南風(fēng)，云量基本為0，PM2.5濃度為65μg/m3，23日—24日11時轉(zhuǎn)偏北風(fēng)，污染物濃度增加，且23日PM2.5濃度高于24日，這可能是23日云量較多的原因，24日11時—25日23時轉(zhuǎn)為偏南風(fēng)，且云量逐漸減少到0，PM2.5濃度減小到67μg/m3，26日轉(zhuǎn)為偏北風(fēng)，且云量增加，空氣質(zhì)量又開始轉(zhuǎn)差，27日雖然風(fēng)向轉(zhuǎn)為偏南風(fēng)，但云量為10，同時在20時左右有0.1mm的降水，空氣質(zhì)量升級為中度污染，28日以后維持偏南風(fēng)，云量減少，并且無降水，PM2.5濃度從180μg/m3迅速減小到69μg/m3。

　　可知:當(dāng)近地面吹偏南風(fēng)時，空氣質(zhì)量較好，而吹偏北風(fēng)時，空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)差，因為南風(fēng)帶來的大部分是海上的暖濕空氣，而北風(fēng)會將北方的沙塵和污染氣體等輸送進來;天空中云量較多時，大氣層結(jié)較穩(wěn)定，不利于污染物的擴散。從海平面氣壓場來看，污染物濃度增加時，氣壓也增強，說明污染物濃度與海平面氣壓呈正相關(guān)的關(guān)系，這與張尚鵬等[11]的研究一致。

　　4結(jié)論

　　(1)安順市的空氣質(zhì)量優(yōu)良率較高，達95%以上;主要污染物是PM2.5，占總污染日數(shù)的78%，夏季的主要污染物為O3，占夏季總污染日數(shù)的60%;冬季污染日最多，占總污染日數(shù)的52.2%，秋季次之，春、夏兩季污染日數(shù)最少。

　　(2)當(dāng)降水量在0～0.5mm、風(fēng)速在3.1～5.0m/s、日照≤1h、相對濕度在60%～90%時，出現(xiàn)污染日的概率較大，分別為:82.6%、67.4%、76.1%、82.6%，而降水量>2.1mm、風(fēng)速≤2.0m/s或>7.0m/s、日照時數(shù)在2.1～7.0h或>11.0h、相對濕度<40%時，沒有出現(xiàn)過污染日，1.0mm的降水不但對污染物沒有稀釋和沖刷的作用，反而使空氣中的吸濕性顆粒物的濃度增加，從而使空氣質(zhì)量變得更差。

　　(3)日照時數(shù)<1h時，空氣污染的首要污染物以PM2.5為主，日照時數(shù)>1h時，特別是>8h時，首要污染物以O(shè)3為主。

　　(4)500hPa亞洲中高緯呈一槽一脊型，低緯南支槽建立并逐漸東移使安順從偏西氣流轉(zhuǎn)為西南氣流，空氣質(zhì)量逐漸轉(zhuǎn)差，槽過轉(zhuǎn)為西北氣流時空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)好;當(dāng)近地面吹偏南風(fēng)時，空氣質(zhì)量較好，而吹偏北風(fēng)時，空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)差;天空中云量較多時，大氣層結(jié)較穩(wěn)定，不利于污染物的擴散;從海平面氣壓場來看，氣壓增強時，污染物濃度也增加，說明污染物濃度與海平面氣壓呈正相關(guān)的關(guān)系。

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