高原气象

作者：蔡子颖;韩素芹;邱晓滨;姚青;张敏;刘敬乐;吴彬贵;王雪莲

单位：天津市环境气象中心, 天津 300074;中国气象局大气化学重点开放实验室, 北京 100081;天津市气象科学研究所, 天津 300074

关键词：天津;重污染成因分析;数值模拟

基金：国家自然科学基金项目（41771242，41675018）；国家重点研发计划项目（2016YFC0203302）；中国气象科学研究院中国气象局大气化学重点实验室开放课题（2018B06）；天津市自然科学基金项目（16JCYBJC21500，17JCYBJC23400）

基于WRF/Chem数值模式，以CO为示踪物分解水平输送、湍流混合和垂直运动对近地面大气污染的影响，研究2014-2017年天津地区重污染天气成因。研究表明：基于上述方法可实现重污染天气水平输送、湍流混合和垂直运动影响的定量描述，完成重污染天气成因数值归因分析。如2017年1月26日的重污染天气湍流混合能力下降是其重要的影响因素，2017年2月12日重污染天气混合层厚度下降对其影响显著，2017年2月16日重污染天气水平输送对其有重要影响，2015年12月21日重污染天气是下沉气流、湍流混合能力下降和混合层降低共同导致。在分析中，可通过湍流混合导致地面CO质量浓度每小时下降速率小于40%，垂直运动使得CO质量浓度每小时上升速率大于等于1.4%，混层层厚度小于250 m，水平扩散导致地面CO质量浓度上升等指标表征气象条件易于重污染天气形成。2014-2017年99次重污染天气符合上述条件之一或者多个条件，覆盖所有重污染过程的85%，即使未满足上述条件，99%的过程也可以通过重污染天气成因分析标准予以解析。分析显示2014-2017年天津116次重污染过程，58%的过程由两个或者三个气象因素共同影响所致，且影响因素与天气类型密切相关，如高压后部型与水平输送、北部弱高压型与下沉运动影响等。相比水平输送和湍流混合能力下降，下沉运动带来的近地面大气污染物质量浓度上升往往会被忽略，但在部分过程中，下沉运动也会导致近地面质量浓度快速增加，成为重污染天气形成的重要影响因素，如2014年1月1011日。湍流扩散系数KZ和湍流混合导致地面CO质量浓度每小时下降速率β与近地面PM2.5质量浓度呈现较好的幂指数关系，其相关系数分别为0.57和0.73，可以在重污染成因分析和预报中发挥积极作用。

来源：2019年第5期

《高原气象》期刊编辑部

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