PM2.5浓度水平受污染源排放和气象条件影响,存在明显的季节和时段变化特征。虽然南北方因为湿度、温度的日变化和季节变化规律不同,在具体的数值上会有差异,但总体趋势大致相同,表现为秋冬季高,夏季低,早晚间高,午后低。

一天内什么时段密度最大?

图:PM2.5质量浓度的日变化

除了特殊天气外,一般早晚两个时段的PM2.5浓度比较高,午后最低。通常而言,每天上午的8时到10时,下午的6时到晚上8时,这正是每天上下班的高峰期,汽车尾气排放量大,是导致这两个时段空气中PM2.5数值最高的原因之一。

另外,要看当天的气象和扩散条件。逆温在其中很关键。什么是逆温?通常情况下,气温随着海拔升高而降低,下层空气较热,上层空气较冷,冷空气重会下沉,热空气轻会上浮,就形成了对流。但在某些时候,比如秋冬季夜间,因为地面温度急剧降低,导致贴近地面的下层大气温度很低,上层空气降温没那么快,反而温度比下层高,发生“气温的逆转”现象。这种下冷上热的逆温层结一旦形成,空气无法上下对流,污染物就很难扩散。

逆温一般出现在夜间和早晨。随着太阳升高,地面温度逐渐上升,逆温层结被打破,污染物开始扩散,入夜后周而复始。所以,近地面层下半夜颗粒物浓度普遍高于上半夜,在21时至23时之间,受升温层的影响,也是形成浓度较高的时间段。且一天中PM2.5的低值往往出现在午后,因为此时的气温状况不容易形成逆温层。

什么季节浓度最高?

图:PM2.5质量浓度的季节变化

中国气象科学研究院、中国气象局等部分专家对北京地区PM2.5的成分特征及来源分析结果显示,受不同的季节污染源排放,降水,风速等大气扩散条件影响,PM2.5的浓度呈秋冬季高,夏季低的趋势。月浓度最高值出现在秋冬季节的11月、12月和1月份,低值出现在夏季的7月、8月。

以北京为例,冬季PM2.5的平均浓度最高,秋季与春季次之,夏季平均浓度最低。北京冬季出现最高值的主要原因有两个:一是本地污染物排放浓度高、强度大,包括采暖期燃煤量显著升高,以及由于气温降低使得机动车尾气排放增加,导致PM2.5及其前体物(二氧化硫、氮氧化物、VOCs等)的排放量增加;二是气象条件不利于大气污染物扩散,冬季地面逆温频率的增加使污染物在近地层不断积累,导致一次排放和二次转化成的PM2.5在近地面大气中逐渐累积,达到高浓度水平。

春季PM2.5主要来自北方沙尘的贡献,以及周边地区农田秸秆焚烧的贡献。秋季则由于太阳辐射强,大气氧化性增强,常发生光化学烟雾,同时,大气扩散条件不好使污染物聚集,增大了气态污染物向二次颗粒物转化的机会,从而导致严重的PM2.5污染。

夏季的气温条件不易发生逆温,而且较频繁的降雨及大风天气,有利于PM2.5的扩散和清除,因而一年中夏季的PM2.5浓度最低。

什么天气影响最大?

图:气象条件对PM2.5 质量浓度的影响

雾霾天气、秋季阴雨天。北京市环境保护科学研究院大气所所长彭应登说,空气中的二氧化物、氮氧化物等气态污染物,在阴霾天等特定气象条件下,极容易转化成二次颗粒物,导致PM2.5增加。而与夏季的暴雨相比,秋季的雨多持续时间较短,风速和风力较小,对空气中污染物的冲刷效果不明显,只能起到增加空气湿度的作用。潮湿的空气会给悬浮的污染物“穿上”一层“水衣”,更易造成污染物累积。此外,刚下雨雪或下小雨、小雪时,空气质量并不能立刻改善;无风无雨雪的降温天气,也会因冷空气带来的颗粒物,导致污染更严重。



相关参考文献:

[1]徐敬,丁国安,颜鹏等.北京地区PM2.5的成分特征及来源分析.应用气象学报,2007,Vol.18,No.5.

[2]姚青,张长春,孙玫玲等.采暖对天津近地层PM2.5污染特征的影响.生态环境,2008,17(4):1433-1437.

[3]不同季节PM2.5的浓度变化有什么特征,中国环保网,2013年11月18日.

来源:绿色呼吸

时间:2014-05-22 09:50:06

分享到