研究四川盆地大气层结构变化对雾霾天气的影响的相关论文

研究四川盆地大气层结构变化对雾霾天气的影响的相关论文

摘要：在我国四川盆地地区, 不仅人口稠密, 而且其周边地势起伏也比较大, 由于在此地区的石化能源资源使用较多, 再加上大气层结构的影响, 使得四川盆地成为雾霾高发地。本文围绕四川盆地大气层结变化特征展开, 以举例子的方式细致分析大气层结构变化对雾霾的影响, 以帮助人们更好的认识大气层结构变化、雾霾以及二者之间的关系。

关键词：四川盆地; 大气层结构变化; 雾霾; 影响;

Abstract：In the Sichuan Basin region, not only is it densely populated, but also its surrounding terrain is relatively large. Because of the use of petrochemical energy resources in this area and the influence of the atmosphere structure, the Sichuan Basin becomes a high haze. In this paper, the characteristics of atmospheric stratification in the Sichuan Basin are discussed, and the influence of the change of the atmospheric structure on the haze is analyzed by way of example to help people better understand the changes of the atmosphere structure, the haze and the relationship between the two.

Keyword：Sichuan Basin; Atmospheric structure change; Haze; Influence;

在我国的四川盆地, 雾霾天气比较常见, 并且其发展程度日益严峻, 这主要与四川盆地的地形、大气层结构等因子密切相关。众所周知, 四川盆地四面环山, 地形闭塞, 昼夜温差小, 静风出现的频次多, 风速较小, 这就使得盆地上空的污染物难以排散出去。再加上四川盆地降水丰沛, 河湖众多, 空气湿度大, 这便很容易形成雾霾天气。为了更好地认识雾霾天气, 弄清楚雾霾天气的影响因子, 改善四川盆地的空气质量, 对四川盆地大气层结构变化进行细致研究, 十分必要。

1.四川盆地大气层结变化特征分析

大气层结构变化与雾霾的形成, 二者之间存在必然的联系。在现有的大气层结构中, 大气扩散的高度会受到温度和风速的影响。为了进一步探析大气层结的变化特征, 需要通过四川盆地近些年来的年平均温度、温度露点差以及风速等的变化, 来分析大气层结的高度变化特征。据气象局相关统计数据表明, 近30年来, 四川盆地的年平均温度变化呈现出垂直廓线图变化状态, 温度变化的趋势是上高下低, 即温度随着地面高度的增加而降低, 地面温度最高, 大气上空的温度较低。并且, 当达到一定高度之后, 大气层的温度会小于0℃。一般而言, 当大气层高度在100h Pa时, 温度值最小, 当大气层高度大于100h Pa时, 温度虽然仍然是在0℃以下, 但温度与高度之间的变化关系是呈正相关的, 也就是说, 高度增加, 温度也在增加[1]。

四川盆地在近30年来的年平均温度差也呈现出垂直廓线图状态, 从总体上来看, 在0:00和12:00时, 四川盆地的年均温度露点差是呈上升趋势的。在12:00时, 地面一直到850h Pa, 其温度露点差与高度之间是一种负相关关系, 也就是说高度增加, 温度露点差减小, 其最小值出现在700h Pa。在500h Pa~700h Pa, 温度露点差的变化率较大, 并呈现出增加趋势。在400h Pa及其以下, 12:00的温度露点差小于0:00, 其空气湿度明显大于0:00。四川盆地温度露点差的此种变化情况表明, 在白天时, 四川盆地的地面温度较高, 空气湿度较大, 空气对流效果不明显。在夜晚, 由于露点差和空气湿度的影响, 盆地内很容易出现逆温层, 大气运动效果不明显, 盆地上空集聚的污染物质很难排出。根据相关统计数据表明, 四川盆地近些年来的平均风速变化趋势是, 以200h Pa为界, 风速先增大后减小。在近地面, 其风速大约是约为3.5m/s, 当到200h Pa时, 风速会达到最大值, 当超过200h Pa时, 风速会减小, 到50h Pa时, 风速会保持稳定, 维持在10m/s。在四川盆地, 雾霾天气主要是因为近地面的大气参数发生变化而出现的, 高空大气参数基本上与雾霾天气的出现没有任何关系[2]。

2.大气层结构变化对雾霾的影响分析

2.1 大气层结构变化对雾霾发展前期的影响

在我国的四川盆地东部地区, 也就是成都平原及其周边地区, 很容易在冬天发生雾霾天气。通过仔细分析之后发现, 雾霾天气的出现后受到大气层的温度变化和湿度变化的影响。在雾霾发展前期, 尤其是在重大雾霾出现的前两天, 大气层结的温度会随着高度的升高而降低, 其降低过程相对缓慢。并且在850h Pa~700h Pa之间, 其温度变化趋势与高度变化趋势一致, 进而出现比较明显的逆温层, 但其最高温度也都在10℃之下, 每一天的温度差也在5℃及其以下。从温度和温度露点之间的关系来看, 当二者之间的差值越小时, 大气中的湿度就会越大。

2.2 大气层结构变化对雾霾发展中期的影响

在雾霾发展中期, 大气层中的温度变化情况和湿度变化情况是重要的影响因子。在雾霾天气出现时, 温度的变化阈值是在15℃, 也即其最高温度, 日温度差在5℃之内, 当高度升高之后, 温度会逐渐降低。在雾霾发展中期大气层的结构相对稳定, 大气湿度趋势大致相同, 高处的空气湿度较小, 近地面的空气湿度较大。在夜间时段, 由于受到大气层结构的影响, 四川盆地的空气湿度明显增加, 又由于近地面的风速较低, 空气中的污染物质便不能够随着夜风排出, 这便为雾霾天气的持续存在提供了便利的气象条件。就2013年1月温江地区的雾霾天气来看, 其雾霾的持续时间是1月11日到1月13日, 在此段时间内, 温江地区的温度变化特征是当高度升高之后, 温度逐渐降低, 最高温度的变化阈值是在8℃之内, 这三天的温度差值小于5℃。在1月11日到1月13日期间, 温江站点的露点温度差较小, 大气中的水汽含量较高, 湿度较大, 但在中低层, 空气的湿度并没有完全处于饱和状态。从近地面到850h Pa之间, 其空气湿度较大, 而在850h Pa以上, 空气湿度又比较低, 这就使得空气对流难以进行, 污染物质难以排出, 使得雾霾天气持续存在[3]。

2.3 大气层结构变化对雾霾发展后期的影响

在雾霾天气发展后期, 大气层的结构变化特征是温度的`变化特征与前期、中期一致, 但其温度露点差变化较大。从总体上来看, 在雾霾天气的发展后期, 露点温度差会逐渐增大, 一定高度下的空气湿度会明显降低, 大气中的水汽含量会减少, 并且在850h Pa~700h Pa之间所存在的逆温层也会消失, 进而雾霾天气也会消失。在2013年的1月16日到1月17日, 温江地区的整体温度变化趋势是高度升高, 温度降低, 并在17日时, 近地面的温度急剧下降, 日温差大于了5摄氏度。之所以出现此种现象, 主要是因为在17日时, 近地面出现了大风天气。在此段时间内, 温江地区的露点温度差逐渐增大, 大气层之前的静态结构逐渐破裂, 空气相对湿度降低, 雾霾天气结束。

通过对雾霾天气发展前期、中期以及后期的大气层变化结构进行细致分析后发现, 在四川盆地区域, 近地面的年平均温度最高, 而后随着高度的增加, 大气层温度逐渐降低, 在100h Pa时, 出现温度的最低值。并且以此为界, 高度增加, 温度也增加。四川盆地的温度露点差呈现出上升趋势, 其低值点出现在700h Pa处。在雾霾天气发展前期, 四川盆地上空的大气层结分布比较均匀, 并会在850h Pa~700h Pa之间形成逆温层。在雾霾发展中期大气层结构会呈现出稳定、相对静止状态, 雾霾天气会持续存在。在发展后期, 大气层结静态破裂, 雾霾天气结束[4]。

3.结束语

四川盆地, 由于受到盆地地形的影响, 大气层中的各因子极容易受到影响, 并发生大的变化。当空气中的温度、湿度、污染物质达到一定条件时, 雾霾天气便会出现。雾霾天气时近地面的大气运动所引发的, 为了减少雾霾天气, 人类能够做的只有减少空气中的污染物, 降低人类活动给大气所带来的不利影响。

参考文献

[1]刘馨语, 陈权亮.四川盆地大气层结变化及其对雾霾天气影响的个例研究[J].四川环境, 2016, (03) :83-89.

[2]赵佶, 白爱娟.四川盆地霾天气变化特征和典型霾过程分析[J].环境科学与技术, 2015, 38:71-76.

[3]张人禾, 张若楠.2013年1月中国东部持续性强雾霾天气产生的气象条件分析[J].中国科学 (地球科学) , 2014, (44) :27-36.

[4]侯振奎, 栗敬仁, 王斌.2013年1月份我国中东部地区严重雾霾的成因分析[J].安徽农业科学, 2013, (30) :12-13.