京津冀再現(xiàn)大范圍靜穩(wěn)天氣，多地出現(xiàn)PM2.5小時重污染

11月21日以來，京津冀及周邊地區(qū)正在經(jīng)歷一次重污染過程，國家大氣污染防治攻關(guān)聯(lián)合中心邀請攻關(guān)聯(lián)合中心學(xué)術(shù)委員會成員、中國科學(xué)院大氣物理研究所王自發(fā)研究員，對本次重污染成因進行解讀。

01 總體情況

11月21日起，京津冀及周邊地區(qū)重污染逐漸形成，唐山、衡水和安陽最先出現(xiàn)PM2.5小時重度污染，隨后發(fā)展為區(qū)域性重污染，中南部污染程度相對更高。截至11月23日14時，PM2.5小時濃度峰值為256微克/立方米（安陽，11月23日14時），達小時嚴重污染（參考日均評價標(biāo)準(zhǔn)，下同）；北京市PM2.5小時濃度峰值為161微克/立方米（11月22日22時、23時），23日下午已降至中度污染水平。

圖1 “2+26”城市11月21-23日PM2.5小時濃度分布

02 氣象條件

11月21日起，氣象條件轉(zhuǎn)差，不利于污染物擴散，靜穩(wěn)、高濕、逆溫是這次不利氣象條件的主要特點。從風(fēng)速看，11月21日起，區(qū)域近地面風(fēng)速下降至2米/秒左右。從相對濕度看，夜間至清晨相對濕度在80%左右，太行山前部分城市在90%以上。中央氣象臺于21日晚間發(fā)布預(yù)報，21–22日京津冀地區(qū)普遍出現(xiàn)能見度小于1公里的大霧，河北中南部出現(xiàn)能見度小于200米的強濃霧。22日適逢小雪節(jié)氣，歷年同期空氣中濕度均較高。從逆溫看，區(qū)域內(nèi)在近地面至200米范圍內(nèi)全天持續(xù)逆溫，逆溫層高度很低，大氣污染物聚集在近地面較小空間。這些不利氣象條件，一方面導(dǎo)致污染物區(qū)域性堆積，難以擴散；另一方面促進SO2、NOx等氣態(tài)污染物二次轉(zhuǎn)化生成PM2.5。

圖2 11月22日“2+26”城市近地面平均風(fēng)速和相對濕度

03 成因分析

從PM2.5組分看，此次污染過程工業(yè)、機動車和燃煤貢獻大，具有采暖季重污染典型特征。21日16時至22日2時，北京市PM2.5中硫酸根離子、氯離子、鐵和鋅元素濃度快速上升且一致性較好，期間弱偏東風(fēng)特征明顯，表明該段時間內(nèi)鋼鐵企業(yè)（如工業(yè)燃煤、工藝過程等）排放的污染物沿偏東通道向北京傳輸，顯著推高了北京市PM2.5濃度。22日，北京市靜穩(wěn)高濕特征明顯，硝酸根離子占比高達40%，本地機動車排放的NOx向硝酸根離子的二次轉(zhuǎn)化是PM2.5濃度持續(xù)上升的主要原因。

圖3 北京市PM2.5組分濃度變化

圖4 北京市PM2.5鐵、鋅元素濃度變化

污染較重的安陽市PM2.5組分特征顯示，有機物、硝酸鹽是主要組分，占比分別約為35%和25%；22日凌晨起，硫酸鹽和氯離子、元素碳濃度快速升高，表明重污染由多因素疊加造成，包括燃煤排放的元素碳和有機碳組分，以及工業(yè)和機動車排放的NOx、燃煤排放的SO2在高濕條件下的二次轉(zhuǎn)化。

圖5 安陽市PM2.5組分濃度變化

04 預(yù)測預(yù)報

根據(jù)中國環(huán)境監(jiān)測總站最新預(yù)測結(jié)果，受冷空氣影響，23日午后擴散條件自北向南逐步好轉(zhuǎn)，但區(qū)域南部因冷空氣影響稍晚，空氣質(zhì)量仍以中至重度污染為主。24日，冷空氣持續(xù)影響，擴散條件有利，污染過程結(jié)束。后續(xù)受冷空氣減弱、偏南氣流等不利氣象條件影響，還可能出現(xiàn)新一輪污染過程。從近期看，26日可能出現(xiàn)區(qū)域性空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)差；從地域看，區(qū)域南部空氣質(zhì)量較北部偏差。

解讀專家：王自發(fā)  中國科學(xué)院大氣物理研究所研究員、攻關(guān)聯(lián)合中心學(xué)術(shù)委員會成員

編輯： 趙凡