秋季秸秆焚烧对京津冀地区霾污染过程的影响分析

作者：程良晓; 范萌; 陈良富; 江涛; 苏林

来源：中国环境科学, 2017, 37(08): 2801-2812.

• 秸秆焚烧
• 霾
• 京津冀

以2016年10月份京津冀地区一次持续5d（10月1216日）的严重污染过程为例,综合卫星数据、污染物地面监测站点数据、气溶胶地基观测数据以及气象数据,分析山东、河南、山西等周边地区的秸秆焚烧对京津冀霾天气的影响.研究表明,京津冀地区污染时期的CALIPSO（Cloud-Aerosols Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations,云-气溶胶激光雷达和红外探测卫星）气溶胶组分含有大量煤烟型气溶胶,AERONET（AEROsol robotic NETwork）Beijing站观测数据显示13日气溶胶体积数浓度谱呈现双峰分布,细粒子峰值半径为0.33μm,峰值体积浓度为0.145μm3/μm2.14日气溶胶谱基本呈现单峰分布,细粒子占主导地位,体积浓度达到0.34μm3/μm2.污染物地面监测站点数据显示PM2.5、CO和SO2浓度均显著增加,峰值浓度分别为339μg/m3、2mg/m3、20μg/m3;CO、PM10、PM2.5与秸秆焚烧火点数量之间的相关系数分别为0.65、0.79和0.68,说明本次污染与周边地区的秸秆焚烧的污染物传输有关.HYPLIST（Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model,拉格朗日混合单粒子轨道模型）后向轨迹分析表明,14日到达京津冀地区的气团均经过秸秆焚烧地区,气团中会携带大量秸秆焚烧产生的污染气体和颗粒物,加重京津冀地区地区霾污染过程.此外,污染过程中地面风场较弱,以静小风为主,平均风速1m/s,不利于污染物扩散和稀释;底层大气湿度较大,平均相对湿度77.8%,高湿的大气环境促进了气溶胶吸湿增长和污染物聚集,导致污染加剧;大气稳定度高,对流运动较弱,稳定的大气条件不利于污染物扩散,使得污染过程延长.因此,本次重污染天气归因于自然和人为因素共同作用的结果,即人为秸秆焚烧导致的本地污染源排放和传输、机动车尾气等本地污染物、京津冀地区的静稳大气和近地面丰富的大气水汽共同作用的结果.

• 单位
  中国科学院遥感与数字地球研究所; 遥感科学国家重点实验室; 山东科技大学