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专家预测:近日京津冀将出现一次长时间大范围重污染天气过程

       根据最新空气质量预测预报结果,预计京津冀及周边地区受不利气象条件影响,3月9-15日将出现一次长时间大范围重污染天气过程。针对上述情况,国家大气污染防治攻关联合中心及时组织专家对3月份京津冀及周边地区的空气质量形势进行了预测分析。

       3月是我国华北地区冬春季节交替的时期,大气环流形势通常较为活跃,随着副热带高压北抬,以偏南风、偏东风为主的暖湿气流将大量水汽输送到京津冀及周边地区,容易出现静稳、高湿等不利气象条件。同时,3月上旬还处于北方地区采暖时期,且春节后工业生产也大面积恢复,主要污染物排放强度仍然处在高位。

       通过对2015-2017年京津冀及周边地区3月份的空气质量开展回顾性分析,过去几年3月份均出现过多次长时间大范围的大气重污染过程(图1)。以北京市为例,2015年、2016年的3月上旬和中旬都曾两次出现重污染天气过程,2016年3月的PM2.5日均浓度甚至有三天达到严重污染级别;2017年3月中下旬,北京市也出现了一次较长时间的重污染天气过程(图2)。

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图1 2015-2017年的3月京津冀及周边地区空气质量(AQI)对比

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图2 2015-2017年的3月北京市PM2.5日均浓度变化

       针对本次污染过程,预测预报结果显示,3月9日夜间开始京津冀及周边地区扩散条件系统性转差,9-15日将出现一次长时间大范围重污染天气过程,京津冀中南部、山西南部、山东西部和河南北部大部分城市空气质量可能连续多日达到重度污染,部分城市可能达到严重污染。分析其原因,主要是区域转为低压系统控制,低层以偏南风为主,区域温度持续回暖,中层温度大幅度上升,可能导致近地面出现显著性的逆温,抑制大气污染物的垂直扩散(图3)。同时,中层风场以偏西南风为主,存在明显的区域输送,燕山和太行山沿线城市近地面风速减小、湿度增大,可能出现典型的静稳、高湿型污染过程,大气污染物快速累积并发生二次转化,推高PM2.5污染(图4)。其中,预测11-14日大气扩散条件极端不利,可能出现区域性强逆温,气象条件比2017年3月中下旬的区域性重污染过程更为不利,污染形势十分严峻。

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图3 3月13日京津冀及周边地区PM2.5浓度预报

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图4 3月9-15日北京市相对湿度和风向风速预报

  相对湿度(RH)对大气PM2.5污染具有多方面的影响。首先,随着相对湿度的升高,PM2.5中的吸湿性组分容易吸湿增长,使得颗粒物中含水量显著增加。同时,相对湿度升高会加快SO2、NO2等气态污染物向硫酸盐、硝酸盐等PM2.5中二次组分的生成转化。此外,相对湿度升高还会导致大气能见度明显下降,因此在高湿型污染过程中,即使PM2.5浓度不是很高,公众也会感觉“灰濛濛”。

  目前,京津冀及周边地区以重化工为主的产业结构、以煤为主的能源结构和以公路运输为主的交通结构尚未根本改变,污染物排放强度仍然很高的情况下,区域上一旦出现不利气象条件,很容易发生大气重污染。国家大气污染防治攻关联合中心将针对本次污染过程加密开展专家会商,积极研判污染态势,分析污染成因,并及时向公众发布。

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