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京津冀及周边地区遭遇重污染,多地发布橙色以上预警

2019-01-12 22:33 国家大气污染防治攻关联合中心  

2019年1月中旬,京津冀及周边地区在小寒节气之后,迎来了气温的小幅回升,“2+26”城市等地又面临一轮区域性大气重污染的严峻挑战,部分城市空气质量达到短时严重污染。国家大气污染防治攻关联合中心及时组织专家分析,对本次污染过程进行解读。

1  总体情况

在经历冷空气短暂的清除之后,1月10日起,京津冀及周边地区近地面风场转为弱偏南风为主,扩散条件总体不利,部分城市PM2.5污染快速攀升。

1月10日,“2+26”城市中有11个城市达到轻度污染、11个城市达到中度污染、4个城市(太原、阳泉、保定和石家庄)达到重度污染。日均PM2.5浓度最高值出现在太原市,为216微克/立方米。

1月11日,“2+26”城市中有4个城市达到轻度污染、2个城市达到中度污染、19个城市达到重度污染、3个城市(太原、石家庄和保定)达到严重污染。日均PM2.5浓度最高值出现在太原市,为298微克/立方米。

截至12日10时,“2+26”城市PM2.5小时浓度最高值为507微克/立方米,出现在保定(12日9时),达小时严重污染(参考日均污染级别,下同)。北京市PM2.5小时浓度最高值为197微克/立方米(11日23时),达小时重度污染。

图1  1月10-11日“2+26”城市典型时段PM2.5浓度图 

2  成因分析

一是排放强度大的城市遭遇不利气象条件,污染物快速积累,首先成为PM2.5污染的“热点区域”。位于太行山沿线的石家庄、保定、太原、阳泉、晋城、安阳等城市,有些是钢铁、焦化、建材等工业企业密集,有些则是冬季民用采暖排放大。1月10日,“2+26”城市平均风速迅速下降,太原等地还出现较强的逆温,在这种水平和垂直方向扩散都不利的静稳天气条件下,上述城市的污染物排放快速积累,首先出现中度-重度污染,成为污染过程初期的“热点区域”。

图2  1月10日典型时段“2+26”城市平均风速和太原市探空温廓线

二是区域上持续偏南风,高浓度污染气团向下风向传输,下风向城市PM2.5浓度快速上升。从初期“热点区域”的中度-重度污染,到区域性大范围的污染过程,少不了区域传输的影响。1月10-11日,在区域上整体持续偏南风的作用下,太行山至燕山沿线城市经历了比较明显的区域传输过程。空气质量模型模拟结果表明,在重污染期间,上述城市PM2.5污染的区域贡献升高了15-20%左右。以保定市为例,上风向的石家庄、邢台等城市对其影响较显著;同样,石家庄也受到周边城市类似的传输影响,这种大气污染的区域传输影响是相互的。

三是同时在高湿气象条件下,气态污染物二次转化和颗粒物吸湿增长,推高了PM2.5浓度峰值。从1月10日夜间的区域相对湿度图和11日的区域污染特征雷达图来看,“2+26”城市在静稳高湿条件下,大部分城市都呈现出偏二次型的污染特征,表明经过前期的污染积累和区域传输,NOx和SO2等气态污染物在污染过程中发生二次转化,并伴随硫酸盐和硝酸盐的吸湿增长,推高了区域的PM2.5浓度峰值。

图3  “2+26”城市1月10日20时相对湿度和11日污染特征区域雷达图

基于大气重污染成因与治理攻关的保定望都超级站(位于保定市区与定州市之间)观测结果,重污染期间该地区PM2.5中有机物(OM)浓度居高不下,表明通过散煤或生物质燃烧排放的一次颗粒物贡献显著;通过对污染期间示踪元素的分析发现,8-12日,钾离子变化趋势与有机物变化趋势一致,相关系数(R2=0.78)较高,表明本次污染与生物质燃烧关系密切。而在1月10-12日PM2.5浓度爆发式增长时段,硝酸盐和硫酸盐的浓度及占比也都快速升高,表明在静稳高湿条件下,SO2、NOx等气态前体物的二次转化也是推高PM2.5浓度峰值的重要原因。

图4  1月9-12日保定望都超级站PM2.5化学组分变化 

3  各地积极应对重污染天气

针对此次重污染天气过程,“2+26”城市积极开展应对工作。针对此次重污染天气过程,“2+26”城市积极开展应对工作。截至1月12日12时,共有27个城市发布了重污染天气预警,启动了相应的应急管控措施。其中,山西省太原、阳泉、长治市和河南省开封、新乡、安阳、濮阳市都发布了重污染天气红色预警,启动Ⅰ级应急响应;河北省石家庄、唐山、廊坊、保定、沧州、衡水、邢台、邯郸市,山西省晋城市,山东省济南、淄博、济宁、德州、聊城、滨州、菏泽市和河南省郑州、鹤壁、焦作市都发布了重污染天气橙色预警,启动Ⅱ级应急响应;天津市发布了重污染天气黄色预警,启动III级应急响应。

国家大气污染防治攻关联合中心提醒读者朋友,在重污染天气期间,儿童、老年人和心脏病、肺病患者应停止户外运动,一般人群也应尽量减少户外运动。

图5  本次重污染过程期间“2+26”城市预警情况 

4  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,1月12-13日,大气扩散条件持续不利,区域中南部以中至重度污染为主,主要影响范围包括京津冀中南部、山西南部、山东西部和河南北部,其中13日受弱冷空气影响,京津冀中南部和山西大部污染形势略有缓解,河南北部和山东西部污染仍将持续。14日午后,冷空气开始影响京津冀及周边区域,扩散条件自北向南逐步好转,预计15日污染彻底清除。具体形势有待进一步跟踪研判。

【编辑:金鑫】

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2019年1月中旬,京津冀及周边地区在小寒节气之后,迎来了气温的小幅回升,“2+26”城市等地又面临一轮区域性大气重污染的严峻挑战,部分城市空气质量达到短时严重污染。国家大气污染防治攻关联合中心及时组织专家分析,对本次污染过程进行解读。

1  总体情况

在经历冷空气短暂的清除之后,1月10日起,京津冀及周边地区近地面风场转为弱偏南风为主,扩散条件总体不利,部分城市PM2.5污染快速攀升。

1月10日,“2+26”城市中有11个城市达到轻度污染、11个城市达到中度污染、4个城市(太原、阳泉、保定和石家庄)达到重度污染。日均PM2.5浓度最高值出现在太原市,为216微克/立方米。

1月11日,“2+26”城市中有4个城市达到轻度污染、2个城市达到中度污染、19个城市达到重度污染、3个城市(太原、石家庄和保定)达到严重污染。日均PM2.5浓度最高值出现在太原市,为298微克/立方米。

截至12日10时,“2+26”城市PM2.5小时浓度最高值为507微克/立方米,出现在保定(12日9时),达小时严重污染(参考日均污染级别,下同)。北京市PM2.5小时浓度最高值为197微克/立方米(11日23时),达小时重度污染。

图1  1月10-11日“2+26”城市典型时段PM2.5浓度图 

2  成因分析

一是排放强度大的城市遭遇不利气象条件,污染物快速积累,首先成为PM2.5污染的“热点区域”。位于太行山沿线的石家庄、保定、太原、阳泉、晋城、安阳等城市,有些是钢铁、焦化、建材等工业企业密集,有些则是冬季民用采暖排放大。1月10日,“2+26”城市平均风速迅速下降,太原等地还出现较强的逆温,在这种水平和垂直方向扩散都不利的静稳天气条件下,上述城市的污染物排放快速积累,首先出现中度-重度污染,成为污染过程初期的“热点区域”。

图2  1月10日典型时段“2+26”城市平均风速和太原市探空温廓线

二是区域上持续偏南风,高浓度污染气团向下风向传输,下风向城市PM2.5浓度快速上升。从初期“热点区域”的中度-重度污染,到区域性大范围的污染过程,少不了区域传输的影响。1月10-11日,在区域上整体持续偏南风的作用下,太行山至燕山沿线城市经历了比较明显的区域传输过程。空气质量模型模拟结果表明,在重污染期间,上述城市PM2.5污染的区域贡献升高了15-20%左右。以保定市为例,上风向的石家庄、邢台等城市对其影响较显著;同样,石家庄也受到周边城市类似的传输影响,这种大气污染的区域传输影响是相互的。

三是同时在高湿气象条件下,气态污染物二次转化和颗粒物吸湿增长,推高了PM2.5浓度峰值。从1月10日夜间的区域相对湿度图和11日的区域污染特征雷达图来看,“2+26”城市在静稳高湿条件下,大部分城市都呈现出偏二次型的污染特征,表明经过前期的污染积累和区域传输,NOx和SO2等气态污染物在污染过程中发生二次转化,并伴随硫酸盐和硝酸盐的吸湿增长,推高了区域的PM2.5浓度峰值。

图3  “2+26”城市1月10日20时相对湿度和11日污染特征区域雷达图

基于大气重污染成因与治理攻关的保定望都超级站(位于保定市区与定州市之间)观测结果,重污染期间该地区PM2.5中有机物(OM)浓度居高不下,表明通过散煤或生物质燃烧排放的一次颗粒物贡献显著;通过对污染期间示踪元素的分析发现,8-12日,钾离子变化趋势与有机物变化趋势一致,相关系数(R2=0.78)较高,表明本次污染与生物质燃烧关系密切。而在1月10-12日PM2.5浓度爆发式增长时段,硝酸盐和硫酸盐的浓度及占比也都快速升高,表明在静稳高湿条件下,SO2、NOx等气态前体物的二次转化也是推高PM2.5浓度峰值的重要原因。

图4  1月9-12日保定望都超级站PM2.5化学组分变化 

3  各地积极应对重污染天气

针对此次重污染天气过程,“2+26”城市积极开展应对工作。针对此次重污染天气过程,“2+26”城市积极开展应对工作。截至1月12日12时,共有27个城市发布了重污染天气预警,启动了相应的应急管控措施。其中,山西省太原、阳泉、长治市和河南省开封、新乡、安阳、濮阳市都发布了重污染天气红色预警,启动Ⅰ级应急响应;河北省石家庄、唐山、廊坊、保定、沧州、衡水、邢台、邯郸市,山西省晋城市,山东省济南、淄博、济宁、德州、聊城、滨州、菏泽市和河南省郑州、鹤壁、焦作市都发布了重污染天气橙色预警,启动Ⅱ级应急响应;天津市发布了重污染天气黄色预警,启动III级应急响应。

国家大气污染防治攻关联合中心提醒读者朋友,在重污染天气期间,儿童、老年人和心脏病、肺病患者应停止户外运动,一般人群也应尽量减少户外运动。

图5  本次重污染过程期间“2+26”城市预警情况 

4  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,1月12-13日,大气扩散条件持续不利,区域中南部以中至重度污染为主,主要影响范围包括京津冀中南部、山西南部、山东西部和河南北部,其中13日受弱冷空气影响,京津冀中南部和山西大部污染形势略有缓解,河南北部和山东西部污染仍将持续。14日午后,冷空气开始影响京津冀及周边区域,扩散条件自北向南逐步好转,预计15日污染彻底清除。具体形势有待进一步跟踪研判。

【编辑:金鑫】

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