【专家解读】4月初京津冀区域重污染过程分析

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导   读

3月31日以来，京津冀及周边地区正在经历一次中-重度污染过程，4月1日上午北京市PM2.5浓度从6时的145微克/立方米升高到11时的247微克/立方米，5个小时内升高幅度超过100微克/立方米，出现爆发式增长。针对本次污染过程，国家大气污染防治攻关联合中心及时组织专家开展分析会商，并邀请攻关联合中心副主任、中国环境科学研究院原副院长柴发合研究员进行了解读。

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3月份以来气象条件更为不利、工业排放   显著增加

今年3月以来，中高纬地区大气以纬向环流为主，南北温差小，冷空气弱，京津冀区域风力小，低层以弱偏南气流为主，同时出现区域性逆温，小风静稳天气超过20天，相比去年同期增加10天以上，气象条件非常不利于大气污染物的扩散。

另一方面，根据国家统计局和中国物流与采购联合会发布的数据，今年3月份制造业采购经理指数（PMI）为51.5%，环比上升1.2个百分点，升至一季度高点，制造业呈现稳中有升态势。

随着采暖期的结束，京津冀及周边地区秋冬季错峰生产的各类工业企业恢复生产，在民用采暖排放大幅减少的同时，工业企业污染物排放显著增加。其中，水泥建材等行业影响大，污染源排放“此消彼长”。

从本次污染过程来看，3月31日起，受区域性不利扩散条件和局地逆温影响，在太行山以东、燕山以南地区形成风场辐合带，污染物容易在此处汇聚。

3月31日0时到4月2日2时，京津冀及周边地区“2+26”城市中有4个城市PM2.5日均浓度达到重度污染。由于污染气团在燕山山前地区滞留累积，区域上PM2.5日均浓度最高值（4月1日，176微克/立方米）和小时浓度最高值（4月1日13时，257微克/立方米）均出现在北京。

图1  “2+26”城市3月31日-4月2日典型时段PM2.5分布图

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PM2.5中硝酸盐占比大，主要受工业和机动车排放影响

3月30日夜间起，京津冀区域受弱气压场控制，持续风力偏小，近地层以弱偏南风和偏东南风为主，太行山以东、燕山以南地区出现风场辐合带，有利于污染物和水汽在山前一带汇聚。

夜间至早晨湿度有所增加，低层有一定的逆温，基于雷达的观测数据分析显示，区域上边界层高度低于500米的范围大幅增加，气象条件持续不利。随着4月1日午后区域上偏南风加大，京津冀南部污染程度减轻，但京津冀中部重污染天气维持。

图2  京津冀及周边地区边界层高度统计分析

北京市3月31日-4月2日平均风速仅为1.7米/秒，同时探空资料显示，31日和1日的早晨北京地区均有逆温，非常不利于大气污染物的扩散。天津、廊坊等地夜间相对湿度均超过60%，且地面平均风速都在2米/秒以下，小风、高湿的气象条件有利于污染物二次转化和颗粒物吸湿增长。

图3  “2+26”城市典型时段风速（m/s）、相对湿度（%）

从颗粒物组分特征看，随着PM2.5浓度的升高，北京、天津、唐山和新乡均呈现硝酸盐浓度和占比显著上升的特征，重污染期间硝酸盐占比达到30%～40%，分析主要来自工业和机动车排放NOx的二次转化。唐山和新乡的硫酸盐和元素碳浓度明显高于北京，表明唐山和新乡可能还受到燃煤等一次排放的影响。

从常规污染物相对占比分析，北京市PM2.5浓度出现爆发式增长时，SO2、CO和PM2.5相对占比明显增加，同时气象监测数据显示为弱东南风，推测此时段北京地区受到偏东、偏南方向污染物传输的影响。

图4  典型城市PM2.5组分在线监测数据

多家研究单位的模式模拟结果也表明，31日夜间和1日早晨北京市PM2.5浓度的两次抬升，主要受来自西南和偏东方向污染物输送、以及本地机动车排放的共同影响。

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京津冀区域城市预警应急情况

针对本次污染过程，京津冀区域共10个城市启动了重污染天气预警响应。其中，河北省石家庄、唐山、保定等8个城市启动橙色预警，北京、天津启动蓝色预警。预警应急措施主要包括工业企业停限产、限制部分高排放机动车和非道路工程机械使用、停止建筑施工土石方作业等。

图5 京津冀区域城市预警响应情况

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空气质量预测预报

根据最新的空气质量预测预报，预计4月2日夜间至3日凌晨，受冷空气南下影响，污染自北向南逐步缓解；但部分地区可能受短暂沙尘天气影响，PM10浓度有所升高。4月3日，此次污染过程基本结束。

清明节期间，预计受较强冷空气和降水影响，京津冀及周边地区大气扩散条件总体有利，区域大部分地区空气质量良好。季节转换期间，大气环流形势多变，且昼夜温差大，区域空气质量可能呈现较显著的日变化。具体形势有待临近判断。

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