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【专家解读】11月1–4日京津冀及周边地区大气重污染过程分析 发布时间:2018-11-06
   

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总体情况

11月1日起,受不利气象条件影响,污染逐渐在太行山沿线城市累积,河北南部、河南北部地区出现小时中-重度污染。11月2-3日,伴随持续的偏南风,污染从南向北逐渐发展,2日保定、阳泉的PM2.5日均浓度达重度污染,3日北京、石家庄、保定、阳泉的PM2.5日均浓度达重度污染(图1)。截至4日18时,区域内PM2.5日均浓度达重度污染的城市有4个(北京、石家庄、保定、阳泉),最高值为182微克/立方米,出现在阳泉(11月3日);PM2.5小时浓度最高值为259微克/立方米,也出现在阳泉(3日22时)。北京市PM2.5日均浓度最高值为161微克/立方米(11月3日),PM2.5小时浓度最高值为197微克/立方米(3日13时)。

“2+26”城市11月1-3日PM2.5日均浓度分布图

图1  “2+26”城市11月1-3日PM2.5日均浓度分布图

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成因分析

气象条件

11月1-3日,京津冀及周边地区的大气扩散条件普遍较差。总体上看,区域内为持续偏南风,1-2日夜间“2+26”城市平均风速基本小于2米/秒,3日夜间西部和东南部地区风速稍有增加,但北部地区(北京、石家庄、保定等地)风速仍维持较低水平。1-3日夜间,区域内多数城市相对湿度高于70%(图2),静稳、高湿叠加近地面逆温的不利气象条件(图3),推高了太行山沿线城市的PM2.5浓度。

“2+26”城市11月1-3日PM2.5日均浓度分布图

图2  11月1-3日“2+26”城市风速和相对湿度变化

 

北京市11月1-3日大气探空温度廓线

图3  北京市11月1-3日大气探空温度廓线

(注:蓝线为温度,绿线为露点温度,红线为状态曲线,即在理想状态下气团上升过程中温度的垂直变化)

污染特征

本次污染过程中,北京市PM2.5小时浓度从1日13时的16微克/立方米快速上升至22时的112微克/立方米,和硝酸盐浓度的爆发式增长紧密相关,同时有机物浓度的快速增加也不容忽视。从污染特征雷达图上看(图4),1日20时、2日9时、3日7时和3日18时的雷达图中PM2.5特征明显,指示气态污染物的二次转化是PM2.5浓度上升的主要因素。

北京市11月1-4日污染特征雷达图

图4  北京市11月1-4日污染特征雷达图

北京、阳泉等地出现重度污染期间,硝酸盐在PM2.5中占比可高达50%左右(图5),表明在静稳、高湿的不利气象条件下,工业和机动车排放的NOx向硝酸盐的快速转化是推高PM2.5浓度的主要因素。同时需要注意的是,上述城市的PM2.5中有机物含量也较高,特别是保定市PM2.5中有机物占比与硝酸盐不相上下,元素碳(EC)浓度也明显升高,表明燃煤、柴油车排放的一次颗粒物也不容忽视。

 

 典型城市11月1 – 4日PM2.5化学组分变化

图5  典型城市11月1 – 4日PM2.5化学组分变化 

区域传输

北京市72小时后向轨迹(图6)显示,11月1日近地面处的气团由北向南移动,高空500米的气团由东向西移动,且移动速率明显减缓,偏东方向的污染物传输至北京进而累积,推高了PM2.5浓度。11月2-3日近地面和高空500米处气团均由南向北移动,且移动速率较为缓慢,污染物沿太行山输送至北京一带,加重了北京及周边的污染程度

北京市11月1-3日72小时后向轨迹

图6  北京市11月1-3日72小时后向轨迹

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污染应对

针对此次重污染天气过程,生态环境部提前向相关省市推送预警提示信息,指导各地开展应对工作。截止到114日, “2+26”城市中共有19个城市发布了重污染天气预警,启动了应急管控措施(图7)。其中河北省石家庄、唐山、廊坊、保定、沧州、衡水、邢台、邯郸等城市和山东省德州、聊城、菏泽等城市发布了重污染天气橙色预警,启动级应急响应。山西省阳泉、山东省淄博和河南省开封、安阳、鹤壁、焦作、濮阳、新乡等城市发布了重污染天气黄色预警,启动III级应急响应。各城市重污染天气III级应急响应措施包括工业企业停限产、不同类型机动车限行、停止土石方作业和加强道路清扫等,级应急响应措施则进一步加大工业企业停限产力度、扩大机动车限行范围等。

本次重污染过程期间“2+26”城市发布预警情况

图7  本次重污染过程期间“2+26”城市发布预警情况

经初步测算,“2+26”城市在此次重污染过程期间采取的应急管控措施,对一次颗粒物、SO2、NOx等污染物的全社会减排比例在15%-20%左右,较好地缓解了重污染过程的发生发展

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预测预报

根据中国环境监测总站会商京津冀及周边地区省级监测中心的最新空气质量预测预报结果,11月5至7日,受冷空气和局地降水影响,扩散条件总体有利,区域北部和山东东部地区优良,其余地区以良至轻度污染为主,局部地区可能出现中度污染。其中,5日受上游传输影响,河南北部地区以轻至中度污染为主;随后污染继续向南输送,有可能影响到长三角地区

从7日夜间起,近地面风向转为偏南,扩散条件开始转差,8至9日区域北部、山东东部和河南北部地区以良至轻度污染为主,京津冀中南部和山东西部地区以轻至中度污染为主,其中9日京津冀中部地区个别城市可能出现短时重度污染。

10至11日,受弱冷空气影响,区域中北部地区扩散条件转好,区域北部和山东东部地区优良,山西大部分和山东西部地区以良至轻度污染为主,河北南部和河南北部地区以轻至中度污染为主。