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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(shì)，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(shì)，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(shì)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(shì)，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(cè)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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