11月16-18日空气质量污染过程专家解读
11月16日-18日,受不利气象条件、本地污染积累及省际污染传输影响,我省湘中以北城市发生空气质量局地重度污染过程。湖南省生态环境监测中心组织专家对此次污染过程进行了分析解读。
01
污染过程回顾
15-19日城市空气质量日历表
2021年11月16日-18日期间,我省多个城市(长沙、株洲、湘潭、岳阳、常德、益阳、娄底、邵阳)出现轻度及以上PM2.5污染过程。长株潭地区连续3天超标:其中长沙轻度污染、中度污染和重度污染(11月17日)各1天;株洲、湘潭轻度污染各2天,中度污染1天;另外,岳阳和常德轻度污染各2天,益阳轻度污染1天。
此次过程可以分为明显的两个阶段,第一阶段为15日夜间至17日凌晨。11月15日夜间起,受垂直扩散条件转差、近地面风速较小及湿度增大的影响,省内多个城市PM2.5浓度呈现持续上升态势,部分城市15日夜间-16日昼间连续多个时次轻度污染。
第二阶段为17日凌晨至18日。16日午后我省上风向空气质量中重度污染,传输通道城市为一致偏北气流,结合上游城市及我省各城市PM2.5浓度上升趋势可知:自16日夜间起至17日早晨,传输通道城市PM2.5浓度的上升过程存在明显时序性。17日长株潭等多地相继启动了重污染天气黄色预警,各地重污染形势得到有效控制。18日扩散条件逐步改善,污染得以缓慢消除。
02
气象原因分析
长时间的气象条件不利,在静稳、高湿且无有效降雨的气象条件下使得污染物持续积累并二次转化,是传输通道城市空气质量持续污染的重要原因。
11月15日起,受高空平直环流、中层暖湿气流及地面均压场的共同影响,大气层结相对静稳,且无有效降雨,气象扩散条件不利,易于本地污染积累;16日夜间-17日凌晨,受高空波动,有弱降水发生,且北方污染气团随弱冷空气输入,致本地二次转化加剧,我省湘中及以北部分地区污染物浓度开始持续升高,常德、益阳、长沙、株洲、湘潭等地先后达到轻度及以上污染等级,短时局地重度污染级别;17日静稳形势维持,且夜间-18日清晨近地面逆温较为明显,直至18日天气转晴,近地面转为偏南风且风力加大,本地扩散条件转好,长株潭空气质量得以逐步改善。
03
污染排放分析
11月10日-15日,全省多地以晴好天气为主,大气环境整体较稳定,污染物以本地缓慢积累为主,二氧化氮和PM10等一次污染物浓度较高。
由卫星遥感可以看到,14日开始,长株潭NO2柱浓度明显偏高,表明长株潭地区污染排放高于周边其他地区。16日气象条件变化,外源传输叠加本地高湿条件下二次反应加剧,使得长株潭地区污染物等级由轻度升至中度至重度污染级别,17日长株潭等多地相继启动了重污染天气黄色预警,同时启动黄色Ⅲ级应急响应,各地重污染得到控制。直至18日下午气象条件改善,污染物得以消除。
04
雷达及组分分析
综合湖南省环境空气复合监测站颗粒物激光雷达及PM2.5反演结果显示,15日傍晚颗粒物本地生成明显,0.5km内颗粒物信号增强;16日凌晨贴地面颗粒物进一步积累,但1.2km高度存在一轻微的细颗粒污染带,沉降趋势较缓慢;16日白天颗粒物垂直扩散不明显,傍晚近地面颗粒物进一步积累,中低空污染带仍悬浮于0.8~2km高度内;17日中低空污染带已渗透至0.5km,与近地面污染带混合在一起,颗粒物浓度逐渐堆高;17日午后天气转晴,垂直扩散条件好转,颗粒物浓度向上扩散趋势较为明显,至夜间风向转变,颗粒物信号减弱;随着黄色Ⅲ级应急响应的启动,各地重污染得到控制。18日昼间垂直扩散条件进一步好转,细颗粒物逐渐向上扩散,下午消光系数明显减小,颗粒物得以稀释;19日近地面颗粒物浓度降至优良水平。
污染过程期间颗粒物雷达监测时序图
基于湖南省环境空气复合监测站颗粒物组分数据可以看出,污染第一阶段,近地面处于静风状态,其中16日夜间-17日凌晨有弱降水,相对湿度高达90%,有利于颗粒物的吸湿增长和二次粒子生成;有机碳、元素碳及硝酸根涨幅明显,且有机碳/元素碳比值基本维持3左右;颗粒物组分中二次无机组分(主要是硫酸盐,硝酸盐,铵盐,简称SNA)涨幅明显,期间有明显的二次有机碳(SOC)生成;结合二次源的转化率来看,可以发现氮的氧化速率(NOR)相应出现增长,同时氮氧化物浓度在二次转化之前积累较高,表明本地的二次转化效应较强。
第二阶段,SNA依然上升明显,17日7时左右,组分中硝酸根离子小时涨幅明显,但由于此前氮氧化物已有所下降, NOR亦明显下降;结合风场及上游空气质量情况,出现了明显污染输入现象,新增的SNA或许主要来源于上游老化气团,叠加本地高湿条件下的吸湿增长,使得颗粒物浓度进一步升高。17日日间-18日清晨全省大气维持静稳态势,各组分浓度均保持相对高值水平,随着黄色Ⅲ级应急响应的启动,夜间各组分浓度未出现明显上涨。
18日午后受高压控制,地面转为偏南气流且风速加大,扩散条件好转,近地面颗粒物及组分浓度逐渐降低,19日上午改善至优良水平。
-END-
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