雾霾的特征范文

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中图分类号：X513 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（b）-0188-02

近年来，一进入冬季，北京雾霾事件的发生就会受到世界范围内的关注。而强雾霾的发生，与一次气体污染物向颗粒态转换有着直接的联系。因此，该文对北京市冬季雾霾天气的颗粒物浓度进行了采样分析，以便结合天气变化对颗粒物的化学组分、粒径分布和来源进行有效分析，继而为雾霾的控制提供依据。

1 研究实验

1.1 颗粒物样品采样

为了研究北京市冬季雾霾颗粒物及其化学组分，需要在民楼顶进行采样器的架设，以便进行颗粒物样品的采样。而采样点距离地面约为25 m，向北约850 m，向东约350 m。使用的采样器为13级低压撞击器，可以对不同粒径段的颗粒物样品进行采集，采集流量为10 L・min-1，滤膜为25 mm铝膜。采样时间安排在每天13点到次日12点，从1月1日开始，一共进行了为期13天的连续采样，获得了10组样品。在采样期间，共经历雾霾、雪、多云和晴这四种天气[1]。污染状态有4种，分别是二级良、三级轻度污染、四级中度污染和六级严重污染。

1.2 颗粒物样品分析

在对膜样品进行分析时，使用了百万分之一的微量天平进行铝膜的承重，取得了各粒径段颗粒物的质量浓度。在分析样品中阳离子与阴离子含量时，使用了型号为ICS-2000和ICS-1000的离子色谱仪。在分析样品中的有机碳和元素碳含量时，使用了DRI Model 2001这一热光碳分析仪[2]。但是，由于颗粒物表面不均匀会对仪器使用产生影响，所以利用石英膜同步采集的样品中的OC、EC、OPC比例对得到的分级样品OE、EC值进行了校正。

2 研究结果

2.1 不同粒径颗粒物的质量浓度

对不同天气状态下的PM10、PM2.5和PM1这三种颗粒物 的质量浓度进行分析可以发现，雾霾天气下各中粒径的颗粒物日均质量浓度最高，最大值分别能够达到691.8 mg* m-3、522.2 mg* m-3、190.4 mg* m-3，平均质量浓度分别为369.4±223.9 mg* m-3、299.6±175.8 mg* m-3、128±49.2 mg* m-3[3]。在环境空气质量标准中，日均二级浓度限值则分别为150 mg* m-3和 75 mg* m-3，所以雾霾天的PM10和PM2.5日均浓度均超过了规定的标准[4]。而多云天、雪天和晴天的PM10、PM2.5、PM1日均浓度如表1所示，晴天浓度相对较低。但无论是哪种天气下，PM2.5/PM10的比值都大于74%，所以PM10的主要组成部分应为细粒子。同时，雾霾天PM1.0/PM2.5的比例为47%，虽然相较于其他天气较低，但是PM2.5/PM10的比值不低，因此，1.0～25 mm仍然是导致雾霾天颗粒物污染的主要粒径段[5]。

2.2 北京冬季雾霾颗粒物粒径分布

将得到的数据进行成图分析可以发现，大气颗粒物质量浓度谱呈现出三模态分布趋势（如图1）。在图1中，质量浓度高峰值处在0.31 mm的位置，低峰值分别处在0.76 mm和5.13 mm的位置。而随着雾霾的发生和加强，整个图谱呈现细模态和单模态的分布特征。在污染持续的状况下，颗粒物的质量浓度并没有发生较大变化，但是峰值粒径却开始向右移动。到了12日，颗粒物质量浓度快速增加。在雾霾最严重时，峰值粒径到达了1.22 mm的位置[6]。而自13日以后，雾霾渐渐消退，颗粒物粒径也随之向左移动。17日之后，空气质量恢复到二级水平时，峰值粒径则移动到了0.48～0.76 mm的范围内。

2.3 北京冬季雾霾颗粒物化学组分分布及来源

2.3.1 水溶性离子的分布及来源

根据采样数据可以得知，不同污染程度下，水溶性离子的粒径分布并不相同。在这些离子中，最主要的水溶性离子为SO42-、NO3-、NH4+、C1-和Ca2+。在空气质量分别为二级良和六级严重污染时，SO42-在PM10中的离子浓度含量分别为20.1%和40.2%，是含量最高的离子成分。而随着颗粒物污染的加重，其他离子含量也将随之增加。其中，SO42-的粒径分布呈现出细模态分布特征，主要分布在细粒子中。在空气质量出现轻度污染时，该离子的浓度峰值将出现在0.76 mm的位置上。而NO3-的粒径分布同样呈现出细模态分布特征，出现三级以上空气污染时，离子浓度峰值同样右移至0.76 mm处[7]。在不同污染程序下，PM10中的NO3-与SO42-的比值并不相同。具体来讲，就是随着污染程度的逐渐加深，二者的比值越低。而分析离子的来源可以发现，大气中排放的硝酸盐较少，而盐酸氨与硫酸铵这两种标志性的大气污染产物主要来自于气态前体物的气粒转化。具体来讲，就是采暖燃煤会进行SO2排放，机动汽车运转会进行NO2的排放。在高湿、稳定的天气状态下，这些气体会逐渐转化和累积成高浓度的SO42-和NO3-污染。如果NO3-与SO42-的比值大于1，则说明机动车尾气排放对大气污染的贡献更多。此外，北京地区的钙离子和镁离子等物质主要来自于土壤和扬尘，但是这些排放源对冬季污染贡献较小。

2.3.2 含碳组分的分布及来源

通过分析发现，颗粒物样品中的OC、EC主要富集于细粒子。在粒径分布上，二者都呈现出单峰结构粒径分布特征，而OC峰值在0.76～1.22 mm范围内出现，EC峰值在0.48～0.76 mm范围内出现。相较于OC峰值，EC峰值的粒径较小。在不同污染程序下，二者的粒径分布与可吸入颗粒物的质量浓度谱分布相似，并且拥有大致相同的变化趋势。在雾霾发生时，OC峰值与雾霾发生时的颗粒物质量浓度峰值变化一致，所以OC应该是雾霾的主要污染成分之一。在六级严重污染状态下，OC浓度也呈现出快速增长趋势，所以，其粒径分布在一定程度上影响了颗粒物的粒径分布。但需要注意的是，在四级中度污染发生后，伴随着PM10浓度的降低，OC的浓度也逐渐降低，而EC浓度却有所提升。所以，在雾霾爆发一段时间后，主导污染源有可能已经发生了变化。而通过研究发现，OC与EC主要来自于燃煤和机动车。但是，EC具有较强稳定性，所以主要来自于一次排放。而OC可以由二次化学反应生成，所以除了来自于一次排放，还应有其他的来源[8]。因此，如果OC/EC的结果小于1，说明二次有机物的本地生成能力较弱，而燃煤和机动车尾气的一次排放则为雾霾发生做出了主要贡献。

3 结论

总而言之，分析北京市冬季雾霾颗粒物及其化学组分的粒径分布特征，可以对北京及周边地区的雾霾污染化学特征有着更进一步的认识，从而了解颗粒物污染物的来源和其不同化学组分对雾霾的贡献率。而通过该文的研究发现，燃煤和机动车尾气排放导致了SO42-、NO3-、OC和EC浓度的增加，为北京冬季雾霾产生做出了主要贡献。因此，相关部门还要采取相应的治理措施，以便对北京的雾霾问题进行有效治理。

参考文献

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篇2

基金项目：国家预报员专项项目

内蒙古东南部地区地处华北、东北交界处，距离北京最近400公里，总人口达1000多万，占内蒙古总人口近2/5，是内蒙古人口最稠密的地区。华北地区多次出现大范围和长时间的雾霾、重污染天气，不仅对海陆空各类交通运输造成严重的影响，更对人们的身体健康带来了危害。张志刚等[2]对中国华北区域城市间污染物输送研究表明，大气污染是一个区域性环境问题，在华北地区雾霾频发的大背景下，本地雾霾出现日数也随之急剧增加，给交通运输、人类健康带来很大威胁。鲁然英等[3]针对沙尘天气对我国城市环境空气质量的影响研究表明，沙尘天气成为影响位于沙尘多发区及附近城市空气质量的主要因素。目前针对大气污染的分析一般都集中在几个主要的城市，对于沙尘、烟霾天气较多的内蒙古东南地区来说并没有给过时空特征分析，沙尘、烟、雾霾是大颗粒污染物（PM10和PM2.5）的主要成分，是产生空气污染的充分条件，因此对这几种天气现象的研究也可以从另一方面表现出本地污染的变化特征。本文利用统计学的方法对内蒙古东南地区进行分析总结，通过对这些大颗粒污染物的研究，进一步了解本地区空气污染的变化特征及成因，从而制定相应的抗污染对策。

1 资料分析

本文使用的资料是内蒙古东南部17个旗县地面观测站的观测记录（通辽市的霍林郭勒旗只有2006年以后的，所以不能用），选取从1960年1月开始到2014年2月截止10个站中出现沙尘、烟幕、雾、霾中出现至少一种天气现象的日期，来进行时空分析。

2 空间分布特征

由图1空间分布图可见，雾霾、烟尘在空间上有明显的区域特征，总体呈现出通辽市的大颗粒污染日数多于赤峰市：通辽7个旗县的总日数是17518，赤峰市10个旗县的总日数是13180；东部海拔低的地区多于海拔高的地区，通辽市观测站的平均高度240多米，而赤峰的平均高度为640米。赤峰市海拔最高的克什克腾旗海拔1005米，其污染日数最少，喀喇沁旗污染日数也比较少在400左右，林西县的海拔高度虽然高，但其三面环山，不利于污染物扩散，所以那里污染也比较多；在通辽市除特殊情况外海拔最低的科尔沁左翼中旗污染日数最多为3197.人口密度大的区域污染就尤为严重，赤峰城区人口密度为535.7，出现污染日数4422是最多的，宁城人口密度为155，污染日数达到了2500天，克旗的人口密度最小只有12，其污染日数也最少；对于通辽市来说，扎鲁特旗人口密度小只有18，其污染日数就明显少于通辽市其他几个旗县，另外几个旗县的人口密度对污染的影响不是很明显。从最基本的地理条件来说，地形和人口密度对污染物的影响都比较大。

3 时间分布特征

3.1 雾霾、烟和沙尘污染天气的年代分布

由表1可以分析出内蒙古东南地区的雾霾、烟尘天气的年代变化还是很大的，60年-70年代这20年污染日数非常多，尤其是70年代，除了翁旗、阿旗、敖汉外其他旗县都是70年代污染日数最多。到了80年代污染日数有一个大幅下降的过程，除了科左中旗，90年代污染继续大量减少也是污染最少的时期，到了2000年以后大部地区的污染又有所增加，2010年以后污染更加严重，10-15年大部分旗县的污染日数已经超过2000年代十年的了。

3.2 雾霾、烟和沙尘污染天气的季节变化特征及月变化特征

安俊岭等[4]分析了我国北方15个大城市总悬浮颗粒物的季节变化，表明北方春冬季节高。由表2可以看出，赤峰城区、宁城污染最严重的是在冬季采暖期，其次才是春季，而其他旗县都是春季最多。污染日数最多的月份是4月份，其次是3月份，然后是1月、5月和12月都是比较多的，最少的月份是9月和6月，7、8月份虽然降水较多，但是由于夏季雾天比较多，所以出现的天数也不是最少的。由此可以推出结论，在内蒙古东南部总污染物也是春冬季节高。

4 内蒙古东南部以及赤峰市城区大颗粒污染物成分的变化特征

由表3可以看出在内蒙古东南部地区大部分旗县的污染物主要以大颗粒的沙尘为主，而人口聚居区的赤峰城区和科尔沁区污染物烟幕比较多，在内蒙古东南部的南部几个旗县如库伦、后旗、宁城、科尔沁左翼中旗雾的总日数非常多。出现霾最多的旗县是开鲁、扎旗、奈曼，这些旗县也是通辽市工业比较集中的地方，所以污染物的成分也跟地域有关系。通过认识各地污染物成分的不同，可以分别采取不同的方式治理，取得的效果会更好

图2是比较有代表性的赤峰市城区大颗粒污染物成分的年代变化图表，可以看出其污染日数是由多变少再变多，2000年代最少，50年代-2010年的污染物的变化也很大，在80年代以前污染物主要是以烟幕和沙尘为主（PM10），在70年代烟幕共有1324天，年平均132天，也就是一年中的1/3都有烟，这跟人们的取暖燃烧煤炭和秸秆有关系。到了90年代随着楼房的增多，个人采暖设施减少烟幕天气有大幅的下降，沙尘天气也大幅减少，雾的变化不大。2000年代污染还是以烟尘、雾为主，但是数量非常少。同时在90年代-2000年代之间霾的数量为0，这可能也跟气象观测有关系，可是到了2010年以后出现雾霾（PM2.5）天气的日数增多明显，而且几乎都在2014年以后，平均每两天就会出现一次雾霾天气。

5 雾霾、烟和沙尘污染天气时空特征成因分析

向敏等[1]指出我国城市大气污染成因为人类活动产生的气溶胶，特殊的地理位置和沙尘天气。从污染物变化的情况来看影响内蒙古东南部地区污染的成因基本也是这些。

（1）人类活动所造成的污染：工业污染，赤峰市及通辽市的工业生产会排放很多污染物，电厂、水泥厂、钢铁厂、化工厂等行业在生产中都会向大气排放工业尾气和燃料燃烧烟气，90年代以后工业生产治理，一些工厂停产，污染就明显减少。生活污染：到了冬季采暖期，人们燃烧各种燃料产生大量的烟尘污染，90年代以后城市的楼房增多，个人采暖减少，有利于烟尘的减少，近些年随着城市扩大化，城区的居民增多，又增加了污染物的排放。交通污染：随着人们生活水平的提高，近年来城市个人拥有家用轿车逐渐增多，在七八十年代人们出行基本都是骑自行车，现在都是以坐车为主，车辆排出的汽车尾气增加了空气中的污染物。

（2）特殊的地理位置和气象条件：从地形图来看，雾霾、烟尘污染与地形关系密切，东部比西部污染严重。从气象条件来看，降水多的季节空气污染就明显少，而风力较大、气候干燥的春季污染就明显多；在冬季由于下沉逆温比较多，阻止了向上的湍流扩散，延续时间较长，对污染物的扩散会造成很不利的影响。

（3）外来污染源的影响：内蒙古东南部沙尘污染占很大比重，扬沙、浮沉浮尘、沙尘暴等天气比较多，除了少部分是本地产生的，大部分沙尘天气都是从西部或西北部传送过来的。而雾霾天气外来源地主要是河北省和北京市。

6 结论

（1）内蒙古东南部地区烟尘、雾霾天气时空分布特征明显，东部地区污染日数多于西部地区，海拔低的地区多于海拔高的地区；城市的烟尘等大颗粒物污染冬春季最严重，夏季最好，4月份是污染最严重的月份。虽然近些年大颗粒污染物如沙尘、烟等减少了，但是雾霾天气却剧烈增加，对人们的健康产生了极大危害。

（2）内蒙古东南部地域比较广，各地的污染物不尽相同，针对各地烟尘、雾霾的分布特征可以分别制定不同的抗污染对策。

（3）烟尘、雾霾的分布跟人类活动、特殊的地理位置和气象条件是密不可分的。人类的采暖、工业生产、交通出行以及乱砍乱伐都增加了污染物的产生和蔓延。外来污染物的入侵也是污染很重要的原因。

参考文献：

（1）向敏，韩永翔，邓祖琴，等。2007年我国城市大气污染时空分布特征[J]。环境监测管理与技术，2009，21（3）：33-36.

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中图分类号：S512.101文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）03-0021-05

穗分枝型小麦是一种特殊的小麦种质资源，具有超多小穗数和穗粒数。其分枝特性有两种遗传来源，一种源于普通小麦，这种材料的分枝性状受环境条件的影响极大，难以在生产上应用；另一种源于普通小麦和具有分枝穗型的圆锥小麦的杂交后代，这种分枝类型遗传稳定，具有很高的利用价值[1～3]。

陕西省农业科学院利用多次杂交和回交方法，历经20多年，在国内外首次将圆锥小麦的穗分枝性状导入普通小麦，育成了小麦亚远缘杂交超高产新品种――分33[7]。这种穗分枝小麦表型性状是：一个主穗轴上不是着生小穗，而是再次长出分枝，分枝上再长出小穗。该穗分枝是一种穗结构的变异类型，不增加主穗轴节数，而是通过在主穗轴节上形成的分枝（支穗轴）上着生多个小穗来增加小穗数[8]，从而增加了穗粒数（穗粒数60～120粒，千粒重约50 g），有很大的丰产潜力。通过分析“分33”与普通小麦品种杂交产生的 F1、F2和BC1的穗分枝性状遗传，证明其穗分枝性状与来自圆锥小麦的分枝类型相似，由两对隐性基因控制，无胞质效应，同时还受一些修饰基因的影响[7]。

为了充分利用这一穗分枝多粒型种质资源，有必要了解其生殖结构的形态发育特点。前期培育的穗分枝不同近等基因系，在穗部特征和农艺性状上具有相似的特点[14]。本研究以一对穗分枝差异的近等基因系为实验材料，研究其生长锥分化及幼穗形成过程，了解生长锥分化及幼穗形成过程与植株外部形态及物候发育特征的关系，旨在为分枝小麦栽培管理、繁殖与育种工作提供更科学和直观的依据；同时，为深入研究分枝小麦的遗传、生理生化和分子机制奠定形态学基础。

1 材料与方法

1.1 材料

通过“分33”与“泰山008”不断回交和表型鉴定获得一组近等基因系材料（BC6F4株系）。选取一对为供试材料，其中穗分枝类型为双隐性基因sb1 sb2系；正常穗轴（不分枝）为双显性基因Sb1 Sb2系。

1.2 方法

实验于2011～2012年在山东农业大学小麦高新技术示范园（E 117°09′，N 36°09′）进行。2011年10月初点播，株距5 cm，行距25 cm，种植面积4 m2。出苗后开始观察，越冬期暂停，2012年2月中旬返青后续测，到开花期止。取材时，随机标定普通穗型、分枝穗型株各10个，每隔2～3天于上午进行株高、叶片数、物候期观测。取全株，将带少量外包叶的生长锥在FAA固定液中固定24 h以上备用，剩余材料在显微镜（O-LYMPUS SZX9）下解剖、照相，测量生长锥长度。数据用Excel和SAS 9.0软件处理。

2 结果与分析

2.1 分枝小麦穗部发育过程

在实验地点，分枝小麦生长锥发育始于2月中下旬返青期，开花期结束于5月中旬。与正常穗型小麦相比，分枝穗型具有分枝穗轴，多了一个分枝突起形成期，发生在二棱期之后。根据其生长和发育的形态特征，分枝型小麦生长锥发育过程可分为9个时期：初生期、伸长期、单棱期、二棱期、分枝突起形成期、分枝小穗突起形成期、小花分化期、雌雄蕊分化期和抽穗始期。

2.1.1 初生期 生长锥在初生期为半球体，高度小于宽度，直径约小于0.1 mm，锥体外面被叶原基包被，底部叶原基交互排列，属于营养生长（图1-1）。该时期一般从冬3叶开始一直持续到第二年2月中旬。

2.1.2 伸长期 生长锥开始伸长，半球体逐渐变为圆锥体，圆锥体长度大于宽度，基部叶原基停止生长。这一时期持续大约2周（图1-2）。

2.1.3 单棱期 生长锥继续伸长，并从生长锥基部由下向上分化出现分节的环状突起，这些突起为苞叶原基。苞叶原基以后退化，并在原着生苞叶原基的节与节之间形成穗轴节片。每节一个苞叶原基，明显地分为正面和侧面，从侧面观察为单棱状，故称为单棱期。此时生长锥略呈扁平状，进入生殖生长阶段。这一时期持续约10 d左右（图1-3）。

2.1.4 二棱期 在幼穗中部，苞叶原基腋部出现二次突起，为小穗原基。由于小穗原基也呈棱状，与苞叶原基构成“二棱”，故称为二棱期，然后幼穗上部和基部相继也出现小穗原基（图1-4）。该时期之前分枝穗型和正常穗型的发育基本一致。

2.1.5 分枝突起形成期 正常穗型小麦，二棱后期已分化的小穗原基不断增大，最终完全遮没苞叶原基。分枝小麦，小穗原基发育停滞，在小穗原基基部形成二次生长锥即新的穗轴突起，随后在分枝穗轴上形成新的小穗原基（图1-5）。该时期进展很快，主穗轴中、上部的分枝形成与主穗轴下部分枝穗轴上的小穗突起期并行发生。

正常穗型小麦在二棱后期就按照护颖分化期、小花分化期、雌雄蕊分化期和抽穗始期的顺序发育；分枝穗型小麦的新生小穗原基进一步伸长，然后重新进入穗部器官的分化过程，而分枝穗基部的小穗按正常穗型小麦的小穗发育顺序生长。

2.1.6 分枝小穗突起形成期 分枝穗轴开始形成小穗原基并进一步发育。而最先分化的小穗原基基部首先分化出护颖原基，小穗原基从正面观测为近圆形。小穗原基首先从分枝穗轴的下部发生，然后逐渐向上发展。小穗原基进一步生长分化，使得整个分枝穗明显呈扁平状（图1-6）。

2.1.7 小花分化期（包括小花原基形成期和分化期） 随着分枝小穗原基的分化，主穗轴着生的原始小穗在护颖原基内侧分化出第一小花外颖原基，进入小花原基分化期，随后分化出第二朵小花的外颖、内颖，此后第一、第二朵小花的内颖亦开始分化，第三朵小花的外颖、内颖继续分化。小穗上小花的发育从基部开始，然后向顶端进行（图1-7）。

2.1.8 雌雄蕊分化期 在外稃内侧组织几乎同时分化出内稃和雌雄蕊原基。从侧面看，初形成的内稃原基为一顶端略尖的突起，与外稃原基相对，它们中间为3枚球形突起的雄蕊原始体，进而发育成3个花药，花丝也慢慢伸长，然后3个雄蕊原始体中间分化出雌蕊原始体，不久就出现了柱头、花柱和柱头分叉（图1-8）。

2.1.9 抽穗始期 5月上旬，分枝穗主穗轴接近成熟时，长度达到160 mm，穗分化结束（图1-9）。

分枝型小麦与正常小麦的穗发育顺序不同。正常穗型小麦的小穗原基和小花原基的分化次序均由穗中部开始，然后向上、向下进行分化；而在分枝穗轴上，小穗原基和小花原基的分化均从基下部开始依次向顶部发育。

2.2 穗发育与植株特征和物候期的关系

2012年2月中旬至4月底分枝小麦花序（前期为生长锥，后期为花序穗轴）各阶段长度变化差异较大。从返青期开始至2月18日，处于初生期的生长锥伸长极为缓慢。2月18日以后生长锥伸长速度稍微加快，但仍较缓慢，长度刚足1.5 mm。3月20日至25日，生长锥迅速伸长，同时经历分枝突起形成期和颖片分化期。3月25日至4月20日，生长锥伸长速度达到顶峰，经历小花分化期、雌雄蕊分化期，4月28日穗已接近成熟长度，平均长160 mm，最大宽28 mm。从返青期至3月15日株高增长缓慢，3月15日至4月28日增长加快，5月5日抽穗期以后趋于停止（表1）。

3 分枝穗型小麦研究展望

分枝穗型与正常穗型小麦相比，有一些性状需要改良，如结实率低、籽粒饱满度不够以及分枝穗轴数目影响小穗小花数等。这些性状既可以通过遗传进行改良，也可通过优化栽培技术进行改良，可以将生长锥发育特点作为施肥、灌溉和喷施植物生长调节剂的参考标准。

生长锥的发育与整株高度发育、叶发育和物候期之间存在一定的相关性[18]，由此可以初步确定相应农业栽培措施对生长锥的影响。通过增施氮肥可以显著增加小穗数，促进小穗、小花的分化和干物质的累积[6，19]；孕穗期增加幼穗的ZR和iPA含量、降低IAA和ABA含量，可提高小花育性[20～22]。因此，如果这种效果同样表现于分枝穗型小麦，那么既可在适当的时期使用肥料和植物生长调节剂以增加其可育小花数和千粒重，也可为进一步实现分枝穗型小麦遗传改良、优化栽培技术和加快该种质资源的利用奠定形态发育基础。当然，针对这种多粒的种质资源，还有许多遗传和栽培的基础工作要做。

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中图分类号：S161.5 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160332068

郑州气象站有高空探测和地面观测，2013年1月5～31日持续性雾霾天气影响较为严重，以此次过程为例，讨论1月份雾、霾生消、维持期间郑州单站的气象要素变化特征，分析其异同点，提取有预报指示意义的要素特征。

1 逆温层的变化与雾霾的关系

利用郑州气象站探空资料制作1月份逐日08和20时的850hPa/925hPa与地面温度差曲线图（图1），5日08时后，郑州上空开始出现逆温层，5～31日共26d，仅有4d逆温层被破坏，其它时段均有不同厚度和强度的逆温层存在于郑州上空，逆温层的存在，使低空形成暖区，处于大气层中的颗粒物和水汽在近地层聚积，从而形成一定厚度的雾和霾，同时逆温层的维持使得近地层水汽和污染物的扩散受阻，使得雾霾维持。5～7日，逆温层顶基本在925hPa，且存在于8：00，20：00被破坏，次日8：00重建，强度不强，925hPa与地面温度差最大时为4℃，这期间，郑州市区开始出现能见度为2～3km的霾，8日，郑州上空逆温层增厚，逆温层项到达850hPa高度，郑州市区霾持续并加重，能见度降至1km，10～16日，逆温层稳定维持且大部分时间维持在850hPa高度，08时逆温层强度为2～7℃，平均为4.1℃，20时逆温层较08时强度弱（个别时段高度下降至925hPa），为2～5℃，平均为1℃。14日08时逆温层达最强，温差达7℃，郑州市14日08时～16日20时能见度维持在1km以下，直到冷空入侵，逆温层暂时被破坏，郑州的能见度才略有好转；19日夜，降水开始，逆温层被彻底破坏，雾结束，由于降雪对空气起到一定净化作用，郑州持续的霾也暂时结束。23日08时，逆温层重建，且逆温层顶达850hPa，郑州雾霾再次出现，此后直到31日，郑州上空的逆温层都稳定维持，雾霾天气也逐渐加重，28日郑州逆温层达到最强，850hPa与地面温差达7℃，27日20时～29日14时郑州市的能见度一直维持在2km以下（28日白天一度低于500m）。

2 雾霾生消和维持的地面要素场特征

2.1 温、压、湿、风的差异

郑州市区10日凌晨开始出现雾，12和13日以轻雾为主，14～16日雾霾共存，17～19日有霾无雾，22～23日以雾霾共存但湿度大以雾为主，24日雾霾均散去。雾和霾的预报难点在于生成和消散时间的预报，为研究雾和霾生成和消散前后地面气象要素的变化及二者的差异，选取郑州站仅有霾无雾的5～9日、17～19日和以雾影响为主的10～11、14、22～23日，分析雾、霾生成和消散前后温度、湿度、气压、风向风速的变化特征。

表1给出了雾生成前一日20时和消散当日20时地面要素的变化，分析可知，雾和霾生成和消散时地面气象要素特征有共性也有一定差异。大雾出现前一天20时，气压场呈减弱趋势，一般P244m/s。说明在气压场减弱，风力小，湿度大的条件下，大雾易生成，而随着冷空气侵入，风力加大，湿度下降，大雾将消散。

霾则不同，霾出现前，气压也呈减弱趋势，温度升高，但湿度小，地面温度露点差>10℃，风向可为任意角度，风力较小；霾消散的气象条件与雾有相同之处，二者均为气压增大，风力加大，但湿度变化不同，雾消散时湿度明显减小，霾消散时，遇强冷空气侵入时，湿度同雾的变化相同，而若冷空气势力偏弱或降水过后，随着湿度的增大，霾可与雾共存，当湿度达到一定程度，则以雾的影响为主。

2.2 云、降水与能见度关系

冬季的雾多生成于凌晨05时后，以07～08时之间最浓，能见度最低，雾出现前一天夜间，多为晴空，总云量最多

2.3 雾、霾的相互影响

2013年1月长时间持续的低能见度过程期间，雾和霾在大多数时段是共存的，其间凌晨至上午时段，以雾的影响为主，而午后则以霾的影响为主。当受霾影响，能见度在前一日20时已

3 结论

3.1 逆温层的形成和持续存在

是雾、霾生成和维持的条件之一，逆温层厚度仅在925hPa，强度较弱时，易出现霾且持续，但

3.2 地面的气象要素

如温度、气压、云量、云状、降水等对雾和霾的生消和维持有不同影响。雾一般生成于凌晨05时后，以07～08时之间最浓，因此雾出现前一天夜间，多为晴空，总云量最多

参考文献

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中图分类号 P445+.4；X513 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）18-0193-01

近年来，我国城市雾霾和沙尘天气日益增多，能见度恶化，空气中可吸入颗粒物增加，同时导致近地层紫外辐射减弱，空气中传染性病菌活性增强，传染病增多[1-3]。海东市为青海通往西北地区的交通咽喉，又是近年来省重点建设的临空经济带和新建城市群，机动车拥有量猛增、工业和地产开发加速等多因素使环境空气质量下降。分析海东市雾霾和沙尘天气变化特征能为环境保护和评估提供科学依据，对于改善空气质量和交通安全具有重要意义。

1 资料来源与研究方法

选取1956―2015年平安、乐都、民和、互助、化隆、循化6个台站气象观测资料，其中民和为1956―2015年，平安为1989―2015年，其余4个站为1961―2015年。以3―5月为春季、6―8月为夏季、9―11月为秋季、12月至翌年2月为冬季。对海东市雾、霾及沙尘天气的时空分布特征进行分析，并探讨其影响因素。

2 结果与分析

2.1 海东市雾、霾及沙尘天气时空分布特征

2.1.1 基本描述统计。1956―2015年中海东市浮尘天气最多，为2 902站次，年平均48.4站次；其次是霾和轻雾天气，分别为1 512、108 9站次，年平均分别为25.2、18.2站次；扬沙和雾均为852.250站次，年平均均为14.4站次。可见浮尘和霾是影响海东市环境空气质量和大气能见度的首要天气，轻雾和扬沙次之。

2.1.2 空间分布特征。霾、轻雾、雾、浮尘、扬沙区域分布极不均匀。乐都霾天气最多，占总日数的82%，其次是民和；浮尘民和最多，占总日数的68%，乐都次之；轻雾民和最多，占总日数的58%，其次是乐都；扬沙民和最多，占总日数的 44%，乐都次之；雾以化隆最多，占总日数的51%，互助次之。霾、轻雾、浮尘和扬沙从中东部民和、乐都向西部呈阶梯状递减；雾从中部的化隆、平安向四周递减，说明民和到乐都一带湟水河谷东段灰霾和沙尘等污染严重。

2.1.3 年际变化。20世纪70年代海东市霾、浮尘和轻雾最多，分别占总日数的59%、52%和34%；60年代和80年代霾和浮尘次多，60年代霾占19%，浮尘占17%，80年代霾为14%，浮尘占19%；80年代和90年代为轻雾次多时期，均为24%；扬沙在 60年代最多，约为31%；雾在90年代最多，占34%。霾1972年最多，为143 d；浮尘1976年最多（229 d）；轻雾在1978年最多，为90 d。21世纪10年代初5年的霾、扬沙、轻雾平均日数分别比00年代增加656%、106%、32%，浮尘和雾持平。

2.1.4 月、季变化。近60年海东市霾、浮尘、扬沙、轻雾、雾月分布不均（图1a），霾1月最多，占总日数的18%，其次是12月、3月，分别占总日数的17%和16%；浮尘和扬沙3月最多，分别占总日数的19%、24%，其次是4月，分别占总日数的18%、22%；轻雾、雾以10月最多，分别占总日数的21%、29%，其次是9月，分别占总日数的17%和21%。5种天气季分布也明显不均（图1b），霾冬季最多，占总日数的比例为46%，春季次之；浮尘和扬沙春季最多，为总日数的47%、60%，其次是冬季；轻雾、雾以秋季最多，分别占总日数的48%、56%，夏季次之。

2.2 影响因素

海东市地处湟水河谷，西风带天气系统和副热带在此交汇，也是西路冷空气与南下倒灌河谷冷空气必经之地，天气复杂多变；上游南疆盆地、河西走廊和柴达木盆地为沙源地，浮尘和扬沙较多[4-6]。海东东部临兰州市和红古区等工业区，气流携带大量污染物从东进入河谷地带，首先影响民和、乐都，成为灰霾高频区；同时，西宁在海东市西北部，西北及偏西气流可将污染物携带到海东市，加剧大气污染，雾霾天气增多。21世纪10年代后，海东市建设步伐加快，使海东市雾霾及沙尘天气呈增多趋势。

3 结论

（1）浮尘和霾是影响海东市环境空气质量和大气能见度的首要天气，轻雾和扬沙次之。霾、轻雾、浮尘和扬沙从中东部民和、乐都向西部呈阶梯状递减；雾由中部化隆、平安向四周递减。

（2）20世纪60―70年代是5种天气多发期，80―90年代次之，21世纪前10年明显减少，21世纪10年代初5年较前10年霾、扬沙和轻雾有所增加，浮尘和雾持平。

（3）5种天气季、月分布明显不均。霾、浮尘和扬沙多出现在冬、春季，霾冬季最多，1月最多，浮尘和扬沙春季最多，3月最多；轻雾和雾集中在夏、秋季，以10月最多。

（4）21世纪后海东市城市化建设步伐加快，机动车辆猛增，海东市雾霾及沙尘天气趋于增多。

4 参考文献

[1] 田成娟，党永秀，祁得兰，等.近34年青海省雾霾天气空间特征分析[J].青海气象，2015（2）：25-27.

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一、雾霾天气的主要特征

近年来，我国境内大部分地区相应出现了雾霾天气，雾霾天气的出现，给人们的日常生活带了巨大的影响：影响航班的正常延误或取消；空气中带有大量的悬浮颗粒物质，影响人们的外出活动，对于有晨练习惯的人们，纷纷选择待在家中；雾霾天气也造成了一定的交通堵塞现象，增加了交通管制工作的任务量。雾霾天气的影响范围也逐渐在扩大，包括我国一些大中小城市，比如北京、广州、杭州、宁夏等地区，覆盖我国的大江南北。

据江苏省沛县气象台资料显示，2013年春节过后，江苏省沛县地区已接连发生多次较大范围的雾霾天气过程，雾霾天气持续较长，空气质量比较低。据相关资料显示，该地区雾霾天气发生频率比较大，年雾霾日超过100d；冬季雾霾天气比较频繁，夏季相对较少；自2000年之后，夏季雾霾天气日数也再逐渐增加增长率大于30d/10a，并且随着该地区工业增涨迅速增加，尤其是2002年之后，增加速度明显增加；在2000-2008年之间，随着该地区城市化率的上升，该区域雾霾天气日数迅猛增多。目前，就该地区的雾霾天气逐渐严重的情况，必须加强该地区雾霾天气造成原因进行分析，对症下药，降低雾霾天气的发生。

二、雾霾天气形成的原因

1.从空中悬浮颗粒和风向关系来分析

随着城市化进程的加快，城市里高楼大厦的数量越来越多，削弱了市区里风力，不利于城市中悬浮颗粒的扩散及稀释，最终，导致大量的悬浮颗粒漂浮在城市的上空滞留和沉积；其次，城市周边空气中悬浮颗粒随着风速的降低，也沉积在城市里；最后，由于大气空气气压低，导致空气流动性差。由于空气的不流动，使空气中的微小颗粒聚集，漂浮在空气中。

2.从社会经济和人为角度分析

随着沛县工业技术水平的不断提高和发展。首先，随着城市人们生活水平的不断提高，越来越多的人们开始购买私家车，导致空气中污染物含量明显增加，包括空气中悬浮颗粒的增加。其次，随着城市人口数量的增加和集聚，大大增加了城市能源消耗，尤其是民用取暖能源消耗的锐增，并且趋势房屋和住宅区的建设，降低了城市的绿化面积，使城市处于一种繁杂、污浊的空气环境中。最后，在城边、郊区地区，人们对农作物秸秆采用焚烧处理，给空气增加了新的污染物。

3.城市本身地理位置因素

对于地理位置较低，空气中水分比较大的地区，由于其空气中悬浮颗粒的沉积，再加空气中水分含量比较大，是雾霾天气形成的有利条件。

以上这些主观和客观因素，促使大量灰尘、颗粒状物质悬浮在城市的上空，并且，春季城市施工建设容易形成空气中灰尘剧增现象。当空气中水分比较大时，就会凝结成雾，而且，风不容易将他们吹散，致使雾霾天气的出现。

三、防治雾霾天气的对策

针对日益严重的雾霾天气状况，人们必须根据雾霾形成原因，做好相关防御措施。要想彻底防治雾霾天气的再次发生，人们必须充分发挥主观能动性，加强雾霾天气的治理工作。

1.加强雾霾天气的预防措施

加强预防雾霾天气的发生，有利于及时采取预防措施，降低雾霾天气给人们带来的经济及安全损失，气象站应采取一些措施：一、业务值班人员实时监测雾霾天气，根据雾霾特征、观测数据资料，综合分析能见度、相对湿度等气象条件，及时雾、霾预报预警信息；二、密切关注天气，认真做好预报服务。三、加强与公安交警、高速、农业、环保、交通、公交建设等部门的沟通和交流；四、加强对此次雾霾天气过程发生和持续的成因、雾霾天气过程的影响、后期天气变化的综合分析和研究，做好决策气象服务和公共气象服务；五、认真分析总结当前雾霾天气预报预警服务工作中存在的不足，不断完善雾霾预报业务。

2.提倡节能减排、环保出行

这里需要政府和相关部门加节能减排政策的推行，积极提高人们环保意识，提倡人们外出游玩时，多采用乘坐公交车出行，减少私家车的使用率。降低空气中污染物含量。同时，加大植树造林工程的开展，提供空气质量。

3.合理规划城市整体建设

由于城市规划的不合理，导致城市空气中悬浮颗粒物比较多，不容易扩散和稀释，给雾霾天气的形成提供了很好的条件。

4.建立相应的环境监管制度

由政府部门牵头，加强气象站与相关部门的合作，组建雾霾天气预防工作小组，认真分析本地区的天气状况，并采取相应对策。同时，加强城区违法、违规施工建设单位的调查及处罚。

四、结语

本文分析了沛县地区近年来雾霾天气的主要表现特征，并分析了其主要形成原因：城市化进程的发展促进了该区域雾霾天气的逐渐增多。因此人们应加强雾霾天气防治措施，调动人们的主管能动性，积极分析研究防治雾霾天气的措施和方法，造福于子孙后代。

参考文献：

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中图分类号 P427 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）19-0238-05

雾霾是发生在大气近地面层的一种重要的气象灾害天气，近年来我国雾霾低能见度天气频繁发生，对城市大气环境、群众健康、交通安全、农业生产的影响日益显著。2011年，雾霾天气第1次入选中国十大天气气候事件，反映出社会公众对雾霾天气关注程度的进一步提高。

丁一汇[1]、吴 兑[2]等对中国雾霾长期变化特征进行研究，指出中国年霾日数呈明显上升趋势，雾日数呈下降趋势；张人禾等[3]对产生雾霾的气象条件进行分析，指出雾霾区域表面风速、500 hPa的水平风垂直梯度以及对流层中低层的水平风垂直切边、层结不稳定和温度露点差均是影响雾霾的气象因子；王京丽[4]、Deng[5]等研究指出，气溶胶与雾霾能见度存在显著的相关关系，且雾霾天气同时发生时，它们之间难以确定明确界限；张新荣等[6]指出，大气底层暖平流、大气层结相对稳定和充沛的水汽条件对我国东部大雾产生有重要作用。在分析东营雾霾变化特征的基础上，针对东营2013―2014年气象观测资料、气溶胶观测资料和天气图资料，确定了影响雾霾低能见度的具体因子，计算了相关性，加深了对雾霾的认识，为利用数学模型进行能见度预报提供了依据。

1 资料来源

本文所用资料包括东营气象观测站的雾、霾、能见度和相对湿度等逐日观测数据；东营环境监测站的PM2.5等气溶胶数据逐日观测资料；CMAcast下发的天气图资料。

2 东营地区雾霾变化特征

雾日定义为每天出现1次雾及以上为1个雾日，年内的雾日数为雾日的累加；霾日定义为每天出现1次霾及以上为1个霾日，年内的霾日数为霾日的累加。

以东营气象观测站的数据代表东营地区进行表述。东营地区1981―2015年平均雾日数为每年12.5 d，最多为1990年的32 d，最少为1986年的6 d；1981―2015年平均霾日数为每年25.5 d，最多为2015年的102 d，最少为1996年和1998年，均为1 d。图1是1981―2015年东营地区年雾日数和霾日数的时间演变曲线。可以看到，东营年雾日数总体变化不大，除了1990年雾日数明显偏多以外，其他年份均在平均值上下正常波动，2008年以后有减少的趋势。年霾日数变化较大，1981―1990年呈上升趋势，1991―1997年呈下降趋势，之后再次小幅上升至2005年，然后再次下降至2009年，2010年以后呈直线上升趋势。

从东营逐月雾霾日数的趋势变化（图2）来看，雾多发生在深秋至冬季，而霾多发生在深秋至次年的春季，夏季都是雾和霾出现最少的季节。但是，2012年以来，霾日数较之前呈现明显增加的趋势，其月分布特点也发生了变化。除了10月至次年3月仍然是霾高发期以外，7月也成为容易出现霾的月份。

3 雾霾低能见度影响因子

3.1 雾霾低能见度天气样本分型

从雾霾低能见度天气的性质分析，此类天气包含有雾、轻雾和霾3种天气现象。雾和轻雾主要是水汽影响视程能见度的现象，在后文表述中统称为雾；而霾则是气溶胶粒子影响视程能见度的现象，两者的本质是不同的。但是研究发现，气溶胶粒子在水汽饱和时显著增大并影响能见度，因此雾霾混合出现影响能见度的现象也时有发生。本文主要针对有霾和无霾2种低能见度类型进行研究的。

依据目前霾天气预警的标准和实际工作需要，能见度6 km以上的雾霾对工作生活影响不大。在本文中，定义全天出现了能见度≤6 km的雾或霾，即为1个雾霾日；否则视为本日无雾霾，即为无雾霾日。雾霾日样本分为有霾样本和无霾样本。

3.2 雾霾低能见度影响因子分析

查阅东营气象站2013―2014年资料，符合雾霾日的样本216个，占全部样本的29.6%。在这216个样本中，只出现霾的样本33个，占雾霾日样本的15.3%；雾霾同时出现的88个，占40.7%；只出现雾的95个，占44%。可见大部分雾霾日是伴随雾出现的，而出现霾时大部分情况伴随雾出现，但出现雾时不一定伴随霾出现。

总结气象工作者的研究，影响雾霾低能见度天气的主要因子包括天气形势因子、气溶胶因子、水汽因子、低层平流因子和基础能见度因子。本文主要通过分析雾霾低能见度天气与以上因子的具体关系，找到各个影响因子的差异，从而为建立能见度预报数学模型提供依据。

3.2.1 环流形势因子。有利的天气形势是出现雾霾低能见度的环境基础。天气形势具体描述有很多方式，本文利用每日8：00天气图内插得到本站的500、700、850、925、1 000 hPa涡度来表述。这种方式的优势：一是将复杂的天气形势简单化，利用各层涡度表述高空至地面的辐合辐散，免去复杂的天气形势分型和个人表述差异；二是将天气形势描述具体数字化，各层的涡度数值可以详尽描述该层辐合辐散强度；三是使得层次描述精细化，500～1 000 hPa共有5个涡度数值描述，而不是简单的高空和地面2层描述；四是有利于开发应用，数字化的描述更有利于结合数值预报与智能程序开发。根据有霾样本和无霾样本分别与无雾霾日的涡度分布对比，可以确定样本间的涡度分布差异。图3为500 hPa各型样本与无雾霾日涡度对比散点分布图，可以看出，有霾样本涡度值相对于无霾样本更趋近集中，而无雾霾日的涡度最为分散。

利用以上对比方法，可以确定各型样本不会出现雾霾的涡度范围，即出现雾霾的否定条件。按照同样方法可以得到其他高度层出现雾霾的否定条件（表1）。

表1中的区间，为样本在不同高度出现雾霾的否定条件。该区间的反区间，即为该高度出现雾霾的可能条件。比如对于有霾样本，在500 hPa上涡度≥39×10-5/s或≥-41×10-5/s即为出现雾霾的可能条件。通过计算各型样本各高度上出现雾霾可能条件的命中率，最终确定利用哪层的涡度作为天气形势因子。计算结果见表2。

利用表2确定500 hPa涡度为有霾样本的天气形势因子，925 hPa涡度为无霾样本的天气形势因子。也可以说，预报霾时应主要关注500 hPa天气形势，而预报雾时应主要关注925 hPa天气形势。需要说明的是，总体来说天气形势与雾霾的相关性并不太好。

3.2.2 气溶胶因子。雾霾天气多发的因素与污染物排放源强度和分布直接有关。将各类样本的首要污染物进行对比，找出出现雾霾时的主要污染物，从而确立影响雾霾的主要污染物因子（表3）。可见，出现雾霾时绝大多数样本的首要污染物是PM2.5，其次是O3和PM10，其他情况均可以不考虑。

大气污染物的分布随季节有明显变化，图4为2013―2014年730 d东营逐月首要污染物分布图。可以看出，冬季（12月至次年2月）大气污染物以PM2.5为主，夏季（6―8月）则是O3占据主导地位，初春和深秋季节是PM2.5和PM10平分秋色，春末和初秋则是PM2.5、PM10和O3三强鼎立。由此可见，污染物对于雾霾的影响，必须分季节进行分析。

制作有霾样本PM10与PM2.5对比图（图5），发现其变化趋势相同。由于PM10与PM2.5同属于空气颗粒物，只是粒子直径不同，而PM10经常由PM2.5颗粒吸湿增大而来。其表征的含义类似，PM2.5更精确些，对于能见度的反应也更敏感些，所以在实际应用中只保留PM2.5即可。春季也会出现因沙尘天气导致能见度变差的情况，主要污染物是PM10，不作为研究的主要内容。因此，确定PM2.5和O3是预报雾霾的污染物因子。

同样根据样本分布，确定样本不会出现雾霾的污染物因子范围，即出现雾霾的否定条件。该条件的反区间，即为该时段出现雾霾的可能条件。对于有霾样本，11月至次年3月时段内，如果PM2.5≥100 μg/m3即为出现雾霾的可能条件。通过计算各型样本出现雾霾可能条件的命中率，最终确定在何时段利用哪个污染物作为气溶胶因子进行分析。具体计算结果见表4。

根据可能条件命中率，确定4―10月PM2.5和无霾样本相关性差，为放弃因子，而其他为采用的因子。

3.2.3 水汽因子。水汽除了直接影响能见度以外，还会导致污染物颗粒吸湿增大，从而影响能见度。由于每日的最差能见度多在早晨出现，本文应用8：00观测的气象站相对湿度资料作为水汽因子，制作11月至次年3月各类样本对比散点图（图6）。可以看出，雾霾和水汽因子都有较明显的指示意义。同样确定水汽因子对于所有雾霾样本的否定条件和可能条件的命中率（表5）。可以证明，秋冬季节以相对湿度为代表的水汽因子作用比夏季大。

3.2.4 低层平流因子。低层平流因子是预报能见度的重要指标。前文的天气形势因子主要以辐合辐散来表述，其实主要表述的是大气的垂直运动。而本节的风因子，主要是表述大气的水平运动状况，即表述周围环境对本地的影响。本文利用每日8：00天气图内插得到的本站850、925、1 000 hPa的风向风速数值，作为本日低层平流因子。应用8：00观测的气象站风向风速资料作为地面风向风速因子。

（1）风向因子。利用各类样本的风向玫瑰图来对比风向的差异，图7是850 hPa风向玫瑰图。对于850 hPa风向因子，11月至次年3月有霾样本多为WNW风，无霾样本则是NW风至S风都有，无雾霾日以NW风个例最多。4―10月有霾样本多为SW风，无霾样本则是SW风和ENE风最多，无雾霾日以NW风和WSW风个例最多。850 hPa的风更多贡献为环境因素，11月至次年3月雾霾日的气流较无雾霾日更为偏西，4―10月更为偏南，均为回暖的表征。4―10月无霾样本中的ENE风，则说明该季节的弱冷空气对于雾的出现有利。同理，对照其他高度层的风向特点，总结各层不同样本的常见风向（表6）。

对于风向因子整体概括为以下特点：一是有霾样本的风向相对集中，特别是850 hPa和925 hPa；二是无霾样本除了925 hPa以外的风向分布比较分散；三是11月至次年3月无雾霾日的风向都比较集中，而4―10月的无雾霾日只有地面风向相对集中；四是4―10月的所有样本的地面风向差别不大，可以将其舍弃不用。

（2）风速因子。对比不同样本风速散点图，得到各样本各层不同季节有利于出现雾霾的风速有利条件和命中率（表7）。可以看出，11月至次年3月的命中率明显大于4―10月的命中率，11月至次年3月的有霾样本命中率大于无霾样本命中率，4―10月的有霾样本命中率小于无霾样本命中率。由于11月至次年3月850 hPa风速因子各类样本风速差别不大，风速因子剔除。

3.2.5 基础能见度因子。以前日20：00气象站的能见度作为该日的基础能见度因子，制作各类样本对比散点图，得到各样本各层不同月份有利于出现雾霾的基础能见度有利条件和命中率（表8）。可以看出，该因子11月至次年3月相关性明显高于4―10月，有霾样本相关性明显高于无霾样本。

3.3 各型相关因子

依据前文各因子分析，确定不同季节下雾和霾的相关因子（表9）。需要说明，虽然O3仅在5―9月与雾霾低能见度相关性较好，但为了数学建模方便，也将其放在4―10月区间。

4 验证结果及提高手段

利用前文所述影响能见度的相关因子，构建雾霾低能见度预报BP神经网络数学模型。将2015年东营地区数据代入模型进行验证，预报准确率见表10。

可见，11月至次年3月预报结果好于4―10月结果，原因在于气溶胶因子、水汽因子、风速因子和基础能见度因子与雾霾的相关性均是11月至次年3月更好。随着误差范围增加，预报准确率增加。因东营地区没有探空资料，无法总结逆温层因子与雾霾低能见度的关系。如果将该因子放入模型，预报结果可以进一步提高。

5 参考文献

[1] 丁一汇，柳燕菊.近50年我国雾霾的长期变化特征及其与大气湿度的关系[J].中国科学，2014，44（1）：37-48.

[2] 吴兑，吴晓京，李菲，等.1951―2005年中国大陆雾霾的时空变化[J].气象学报，2010，68（5）：680-688.

[3] 张人禾，李强，张若楠.2013年1月中国东部持续性强雾霾天气产生的气象条件分析[J].中国科学，2014，44（1）：27-36.

篇8

据江苏省沛县气象台资料显示，2013年春节过后，江苏省沛县地区已接连发生多次较大范围的雾霾天气过程，雾霾天气持续较长，空气质量比较低。据相关资料显示，该地区雾霾天气发生频率比较大，年雾霾日超过100d；冬季雾霾天气比较频繁，夏季相对较少；自2000年之后，夏季雾霾天气日数也再逐渐增加增长率大于30d/10a，并且随着该地区工业增涨迅速增加，尤其是2002年之后，增加速度明显增加；在2000-2008年之间，随着该地区城市化率的上升，该区域雾霾天气日数迅猛增多。目前，就该地区的雾霾天气逐渐严重的情况，必须加强该地区雾霾天气造成原因进行分析，对症下药，降低雾霾天气的发生。

二、雾霾天气形成的原因

1.从空中悬浮颗粒和风向关系来分析

随着城市化进程的加快，城市里高楼大厦的数量越来越多，削弱了市区里风力，不利于城市中悬浮颗粒的扩散及稀释，最终，导致大量的悬浮颗粒漂浮在城市的上空滞留和沉积；其次，城市周边空气中悬浮颗粒随着风速的降低，也沉积在城市里；最后，由于大气空气气压低，导致空气流动性差。由于空气的不流动，使空气中的微小颗粒聚集，漂浮在空气中。

2.从社会经济和人为角度分析

随着沛县工业技术水平的不断提高和发展。首先，随着城市人们生活水平的不断提高，越来越多的人们开始购买私家车，导致空气中污染物含量明显增加，包括空气中悬浮颗粒的增加。其次，随着城市人口数量的增加和集聚，大大增加了城市能源消耗，尤其是民用取暖能源消耗的锐增，并且趋势房屋和住宅区的建设，降低了城市的绿化面积，使城市处于一种繁杂、污浊的空气环境中。最后，在城边、郊区地区，人们对农作物秸秆采用焚烧处理，给空气增加了新的污染物。

3.城市本身地理位置因素

对于地理位置较低，空气中水分比较大的地区，由于其空气中悬浮颗粒的沉积，再加空气中水分含量比较大，是雾霾天气形成的有利条件。

以上这些主观和客观因素，促使大量灰尘、颗粒状物质悬浮在城市的上空，并且，春季城市施工建设容易形成空气中灰尘剧增现象。当空气中水分比较大时，就会凝结成雾，而且，风不容易将他们吹散，致使雾霾天气的出现。

三、防治雾霾天气的对策

针对日益严重的雾霾天气状况，人们必须根据雾霾形成原因，做好相关防御措施。要想彻底防治雾霾天气的再次发生，人们必须充分发挥主观能动性，加强雾霾天气的治理工作。

1.加强雾霾天气的预防措施

加强预防雾霾天气的发生，有利于及时采取预防措施，降低雾霾天气给人们带来的经济及安全损失，气象站应采取一些措施：一、业务值班人员实时监测雾霾天气，根据雾霾特征、观测数据资料，综合分析能见度、相对湿度等气象条件，及时雾、霾预报预警信息；二、密切关注天气，认真做好预报服务。三、加强与公安交警、高速、农业、环保、交通、公交建设等部门的沟通和交流；四、加强对此次雾霾天气过程发生和持续的成因、雾霾天气过程的影响、后期天气变化的综合分析和研究，做好决策气象服务和公共气象服务；五、认真分析总结当前雾霾天气预报预警服务工作中存在的不足，不断完善雾霾预报业务。

2.提倡节能减排、环保出行

这里需要政府和相关部门加节能减排政策的推行，积极提高人们环保意识，提倡人们外出游玩时，多采用乘坐公交车出行，减少私家车的使用率。降低空气中污染物含量。同时，加大植树造林工程的开展，提供空气质量。

3.合理规划城市整体建设

由于城市规划的不合理，导致城市空气中悬浮颗粒物比较多，不容易扩散和稀释，给雾霾天气的形成提供了很好的条件。

4.建立相应的环境监管制度

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中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：1006-0278（2013）03-130-01

一、雾霾天气的特征

在气象学上，雾和霾是两个气象概念，两种天气现象。雾的气象学定义为：大量微小水滴浮游空中，常呈乳白色，使水平能见度小于1.0km。雾的存在使能见度恶化，降低空气透明度，雾看起来呈乳白色或青白色。空气中的有机碳氢化合物、灰尘等粒子也能使大气混浊，因能见度恶化导致视野模糊，这种非水性形成物组成的气溶胶系统造成的视程障碍在水平能见度小于10.0km时，该现象称为霾或灰霾。其是由大量极细微的干尘粒等均匀的浮游在空中造成的。霾使黑暗物体微带蓝色，远处光亮物体微带红、黄色。

雾霾天气是近年来出现的新的一种天气现象，是雾和霾的混合物，还没有被列入气象观测规范。在相对湿度为60%-90%的条件下，雾和霾的混合物共同造成的大气浑浊、视野模糊、能见度恶化。

二、雾霾天气的成因

通常在低层大气中，气温是随高度的增加而降低的，但某些情况下会出现逆温现象，气温会随高度的增加而升高。逆温层是指出现逆温现象的大气层。在逆温层中，较暖而轻的空气位于较冷而重的空气上面，形成一种极其稳定的空气层，笼罩在近地层的上空，严重地阻碍着空气的对流运动。对流运动受阻导致近地层空气中的各种有害气体、汽车尾气、烟尘以及水汽等，只能飘浮在逆温层下面的空气层中，无法向上向外扩散，有利于云雾的形成，导致能见度降低，甚至由于空气中的污染物不能及时向大气中扩散，造成大气污染加重，给人们生产生活及交通安全带来严重的危害。

三、雾霾天气的危害

（一）影响身体健康

雾霾的组成成分非常复杂，包括数百种大气颗粒物。其中有害人类健康的主要是直径小于10微米的气溶胶粒子，如矿物颗粒物、海盐、硫酸盐、硝酸盐、有机气溶胶粒子等，它能直接进入并粘附在人体上下呼吸道和肺叶中，并沉积在上面，引起鼻炎、支气管炎等病症，长久生活在这种环境中还有可能引发肺癌。

（二）影响心理健康

雾霾天气容易让人心情灰暗压抑，产生悲观情绪，如不及时调节，很容易失控。

（三）影响交通安全

雾霾天气造成了近空气层中的能见度急剧降低，可见度恶化，严重的影响着交通行驶，造成交通阻塞，事故频发。若雾霾天气丛生，会影响区域海陆空等交通运输工具的正常运营，造成地区经济发展障碍。

（四）影响区域气候

雾霾天气严重影响着区域大气气候，甚至造成极端气候条件的发生，引起气象季节性灾害，使得整个地区的区域气候恶化，自然灾害丛生，甚至改变了地区的季节性气候规律。

（五）其他危害

雾霾天气促使颗粒活跃，携带病菌增多，诱发传染病等疫情的发生，同时雾霾天气会造成近地面层紫外线的削弱，增强了病菌的存活几率。更令人担忧的是，雾霾还加快了城市遭受光化学烟雾污染的提前到来。

四、防御措施

1.做好个人卫生。外出归来时，应立即清洗面部、手部以及在外的肌肤，最好用棉签蘸取自来水或生理盐水清洗鼻腔。

2.尽量少开车，以减少汽车尾气对身体的损害。在开车时，遇到堵车应将汽车熄火，避免发动机空转

3.在灰霾天气里应少开窗，禁止在室内吸烟，并远离二手烟。要注意净化室内的空气，比如可以养一些花草，或悬挂竹炭类的装饰品。

4.在大雾或大风天气里，老年人、儿童以及患有心肺疾病的患者最好不要外出，正常人群也应减少户外活动。若必须外出时，最好戴上口罩。由于早晨雾霾较重，有晨练习惯的老人最好把锻炼时间改至下午或晚上。

5，在雾霾天气里，人们经常会出现嗓子干燥、声音沙哑、咳嗽咳痰等症状，此时可以通过服用润喉茶来缓解症状。

篇10

今年来雾霾天气越来越多，对交通、环境、工农业生产造成了巨大危害，同时对人们的身体健康构成了巨大威胁，要想尽量避免雾霾的危害首先要了解雾霾。

1.1 雾霾的定义

雾[1]：大量微小水滴悬浮空中，常成乳白色，是水平能见度能见度小于1.0千米。

霾[1]：大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，是水平能见度小于10.0千米的空气普遍混浊的现象。

而在实际中常出现因湿度较大，造成能见度不佳，却未达到雾的标准，为此气象观测中又引入了轻雾的概念。

轻雾[1]：微小水滴或已湿的的吸湿性质粒构成的灰白色的稀薄雾幕，使水平能见度大于等于1.0千米至小于10.0千米。

由雾霾的定义可以看出，雾与轻雾主要由悬浮小水滴构成，霾是由细微尘粒构成，他们之间的构成物质不同，有很大的区别。但它们之间又不是毫无联系，因为雾与轻雾的形成需要空气的尘粒作为小水滴的凝结核。所以，当霾在遇到充足水汽或者空气湿度较大且其他条件合适时，其中的尘粒上会凝结水汽，形成小水滴，从而转化为雾或轻雾。同样，当有雾或轻雾时，遇到霾的形成，会加重雾与轻雾的程度，是能见度进一步减小。

1.2 雾霾的形成条件

雾霾的形成共同条件是静风或风力很小，这样有利于悬浮尘粒或小水滴的形成，其不一样的条件是，霾的形成需要更多的细小尘粒，而雾与轻雾需要较大或很大的湿度。

雾霾的危害：

1.3 雾霾天气对人体的主要危害

冬雾有“冬季杀手”之称，加上工业废气、汽车尾气、空气中的灰尘、空气中的细菌和病毒等污染物，附着于这些水滴上，人们在日常生活和出行中，这些物 质会对人体的呼吸道产生影响，可能会引起急性上呼吸道感染（感冒）、急性气管支气管炎及肺炎、哮喘发作，诱发或加重慢性支气管炎等。特别是小孩呼吸道鼻、气管、支气管黏膜柔嫩，且肺泡数量较少，弹力纤维发育较差，间质发育旺盛，更易受到呼吸道病毒的感染。人长时间处于雾天中，可引起气管炎、喉炎、肺炎、哮 喘、鼻炎、眼结膜炎及过敏性疾病的发生，对幼儿、青少年的生长发育和体质均有一定的影响。此外，大雾天气空气质量差，抵抗力较差的糖尿病患者极有可能出现 肺部及气管感染而加重病情。

2 陵县近30余年来的雾霾天气特征分析

作者对陵县1981-2012年出现雾、霾与轻雾天气的日数进行了统计，以下表格为具体数据：

由以上三幅折线图可以直观看出：

（1）雾与轻雾岁年份的分布是无规律的，但两者的变化曲线却较为相似，两者之间有一定

正相关关系，但又有不同之处。

（2）轻雾出现次数多，而分布更为离散，雾出现次数少，但分布相对集中。

（3）霾在2006年以前极少出现，但在2009年开始逐年递增，且是急剧增长。

（4）霾与轻雾和雾变化曲线没有任何一致的地方。

经过作者研究分析，造成这种变化情况的原因如下：

（1）雾与轻雾的形成与较短时间内天气状况密切相关，而每天的天气状况是无规律的，这叫造成了雾生成不规律，每年都有变化。

（2）由前面的定义和形成条件可知，雾与轻雾的形成条件相似，并且雾形成之前必有轻雾的生成，这就造成了两者之间有一定的正相关关系，变化曲线相似。

（3）雾的形成条件比轻雾更加苛刻，轻雾形成条件较为容易达到，轻雾的不一定发展成雾，所以雾的出现次数少且集中轻雾出现次数多分散，两者又不完全一致。

（4）霾的形成需要大量的尘粒，需要但平常空气中的尘粒数量一般难以达到，故数量较少，但随近些年来陵县工业发展，特别是污染工厂数量增多，使空气质量大为下降，空气中固体悬浮物急剧增多，这就造成了2007年之后霾的出现次数急剧增多的情况。

（5）虽然霾出现会为雾与轻雾形成提供足够凝结核，但平常空气中的固体粒子已经足够雾与轻雾的形成数量，雾与轻雾的形成，主要由湿度等其他条件决定，故霾与雾和轻雾变化曲线没有联系。

3 总结

篇11

[中图分类号] P426.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-4-281-1

因为城市人口的增长以及过度开发能源增加了城市污染物的排放，使空气质量下降，影响了人们的日常生活，雾霾天气已经成为了灾害性天气。因此对雾霾天气的判断和预警十分重要。

1雾霾天气的判断

雾和霾是根据相对湿度来判断的，当天气的相对湿度小于80%时，“霾”导致了视觉模糊、降低了空气能见度；当相对湿度大于90%时，“雾”降低了空气能见度，导致了视觉模糊。因此，当相对湿度在80%-90%时，“雾”和“霾”的混合物降低了空气能见度，导致了视觉模糊。

近二十年来，福州的平均相对湿度为74，而最大相对湿度出现在六月份，是78，，月最小相对湿度出现在十一月份和十二月份，为68，因此可以得出，福州近几年来造成空气能见度低以及视线模糊大部分是因为霾。

2雾霾天气的危害和预警方案

2.1雾霾天气的危害

雾霾天气对人的呼吸系统有很大的影响，霾是由许多种化学颗粒物质组成的，其中气溶胶粒子对人体的健康危害最大，它能够直接进入人体的肺泡和呼吸道中，引起急性鼻炎和支气管炎，对于支气管哮喘、慢性支气管炎的病者，在雾霾天气病情会加重，若是长期在雾霾天气中，还会引发肺癌。另外，雾霾天气会影响血液正常循环，从而导致高血压、脑溢血等，还能诱发心力衰竭、心肌梗塞等。因为浓雾天气的气压比较低，所以会让人心情烦躁。除此以外，雾霾天气还会减弱地层的紫外线，从而导致传染病增多。

雾霾天气出现时，会导致空气的能见度降低，因此会引起交通堵塞，甚至发生交通事故，若是雾霾天气经常性出现，会导致海陆空运输工具无法正常运营。同时，雾霾天气也会对大气产生影响，如出现季节性灾害，造成整个区域的气候环境恶化，引发各种自然灾害，甚至影响了季节性气候的变化规律，给人类和生物、动物等带来不适。

2.2对雾霾天气的预警方案

针对雾霾天气带来的各种影响，我们不仅仅是要采取自身的防范措施更应该从长远考虑，从根本治理，至于如何“治本”，长期研究大气污染的南京大学教授刘红年说，在确保经济运行平稳的前提下，要以更大力度推进经济转型、能源结构调整。中国气象局北京城市气象研究所研究员谭晓光也表示，治理雾霾要考虑两个方面：一是要把已有的高污染工业排放量降下来，二是今后在上新项目时，都要做事先的评估。针对福州雾霾市领导也提出了治理措施具体如下：

2.2.1构建预告报警体系

结合大气的气候特征，为了预防雾霾天气，应该加强对大气保护度、湿度等检测工作，通过设置预警信息的等级，形成长效化的雾霾天气预警体系；目前福州市区已经设立了五个国控监测点位可以实时查阅福州市当前的污染物浓度和污染指数，可以及时采取个人防护措施，减少雾霾影响。

2.2.2合理规划产业布局并加大治理力度

福州三面环山一面临海，中间有闽江穿越，为了体现亲水环境，开发商抓住闽江沿岸的地块，建设高楼大厦，影响了福州市区空气流动的畅通，再加上，早期福州工业的无序开发，使得福州城中有工业，工业围绕城市的布局，再加上规划未能跟上开发，路面较窄小，为了满足日益增长的汽车正常通行，福州市不断将道路绿化带去取消变成沥青路面，久而久之，为雾霾天气创造了条件。目前福州市领导为了改变城市现状以及减少工业污染，针对大福州做了一个工业产业布局规划。福州市区作为一个大的商业圈主要建设都市型高新产业，福州外环主要建设劳动密集型低污染的产业，沿海地带主要发展重型产业，依托海风吹散污染物 ，福州今后工业发展按着规划布局发展逐渐将城区内的重污染企业搬迁出去，可以有效减少污染物的产生，减少雾霾形成的几率。

与此同时为巩固和提升我省环境空气质量，根据国务院《大气污染防治行动计划》（国发〔2013〕37号），制定《福建省大气污染防治行动计划实施细则》。该细则的工作重点是：（一）加大综合治理力度，减少多污染物排放，（二）调整优化产业结构，推动产业转型升级，（三）加快企业技术改造，提高科技创新能力，（四）加快调整能源结构，增加清洁能源供应，（五）严格节能环保准入，优化产业空间布局。

2.2.3加大福州市的绿化面积

福州市这两年大力开展园林城市建设，见缝插针的种植绿色植物，改造福州内容，将内河沿线打造成散步休闲的绿色廊道，一组数字很能说明截至目前2010年7约6日福州全市森林覆盖率达54.9%，城市郊区山区森林覆盖率达56.28%，城区拥有绿地总面积6407.48公顷，中心城区新增园林绿地2787公顷、公园绿地820公顷，城市建成区绿地率达36.29%，绿化覆盖率达41.15%。大面积的绿化由可以有效缓解热岛效应、吸附空气中的尘埃等诸多作用。

2.2.4严格控制机动车尾气排放

汽车尾气是福州PM2.5的主要来源之一，为此福州市也出台了各种措施，减少机动车尾气排放。

①防止“乌贼车”上路，福州市环保局联合交巡警大队开展市区机动车尾气排放专项整治，每日上午9点到11点半，下午3点到5点半，执法人员将在市区主干道开展路面抽检。对路上显见性冒黑烟的车以及破旧的车进行尾气检测。检测不合格的车辆将由市交巡警支队暂扣机动车行驶证，并移交市环境保护综合行政执法支队依法处理。环保部门对尾气排放不达标的车辆，责令车主停止使用，限期治理，并处以每车500元罚款；

②福州市环保局将逐渐扩大无绿色环保标志机动车限行区域；

③随着福州地铁的建成，福州市上班期间出行车辆将大幅减少，可以有效减少汽车尾气的排放；

④为了方便市民出行，鼓励大家通过公交车和自行车出行，福州市相继对公交车出行制定优惠政策，与此同时福州市已经建设了多处便民自行车站点，几乎免费的为公众提供自行车，不仅方便市民出行，更能减少汽车尾气排放制定，福州市民也逐步使用了方便便捷的自行车上班之旅，不仅锻炼身体，还减少找停车位的时间，及便捷又环保。

随着社会的发展，大气污染问题越来越严重。针对雾霾天气，要结合当地的自然环境和气候特征，同时还要有丰富的经验和专业知识，在测量时注意依靠科学技术，以便精确识别雾霾天气。

参考文献

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摘要：利用2012—2013年及2013—2014年2 个冬季的大棚内外气象观测资料，对雾霾寡照天气条件下大棚内小气候特征进行分析，并采用逐步回归分析的方法，建立寡照天气大棚内最低气温预报方程，用该方程对2014年3 月雾霾寡照天气棚内最低气温进行预报，绝对误差值均小于2℃，预报效果较好。同时提出了雾霾寡照天气条件下大棚生产管理措施，有效预防和抵御灾害。

关键词 ：大棚；雾霾；寡照；低温；预报

中图分类号：S626.5 文献标志码：A 论文编号：2014-0655

0 引言

近年来，郑州雾霾天气多发频发，成为民众和政府高度重视的环境问题。雾霾是雾和霾的组合词，雾是指在接近地球表面、大气中悬浮的由小水滴或冰晶组成的水汽凝结物；霾是指因大量烟、尘等微粒悬浮而形成的浑浊现象。雾霾天气空气质量差，能见度低，影响身体健康、交通安全等；持续雾霾天气时光照不足，给农业也带来影响，特别对设施农业生产会造成严重影响，成为近年来影响设施农业生产的主要气象灾害之一。雾霾寡照天气条件下棚内温度低、湿度大，作物生长缓慢、抗性降低，极易发生病害，导致蔬菜生长受阻或生Q 长发育不良[1]，严重时导致死亡，造成严重损失，制约设施农业的进一步发展。

近10年来国内学者在棚内小气候环境及其外界气象条件的关系、低温寡照对棚内作物的影响、日光温室气象灾害风险分析、以及从热力学角度对大棚保温性能改善等方面的研究取得了一定的进展，如崔建云等[2-7]研究了日光温室小气候特征及其与外界的关系，徐凤霞等[8-10]研究了低温寡照天气对设施农业生产的影响，魏瑞江等[11-14]对日光温室气象灾害风险进行了分析和评价，李小芳等[15-18]从热力学角度构建了日光温室数学模型并对温室结构进行优化。这些研究成果为设施农业生产提供了技术保证。然而随着近年来雾霾日数呈不断增加的趋势，雾霾寡照天气对设施农业生产的影响及防御方面的研究显的尤为迫切，迄今为止，对郑州大棚蔬菜生产期间雾霾天气状况下小气候特征的相关研究尚未见报道。因此，本文结合郑州市设施农业生产特点，对雾霾寡照天气条件下大棚内小气候特征进行分析，用逐步回归的方法建立了大棚内最低气温的预报方程，并提出预防和防御对策，为郑州市现代设施农业生产提供技术服务，为进一步提高郑州市设施农业抵御灾害能力，提高生产效益提供参考依据。

1 材料与方法

试验研究于2012 年11 月—2013 年3 月、2013 年11 月—2014 年2 月2 个冬季在河南省郑州市惠济区黄河农牧场进行。蔬菜大棚东西走向，长75.0 m，宽8.05 m，脊高3.81 m，后墙高2.75 m，后坡面宽1.9 m，后墙和东西山墙为砖夹墙，墙体厚0.75 m，棚膜材料为PVC 薄膜，薄膜外层为草帘加膜，电动马达控制草苫覆盖，山墙上设有通风口，棚膜可以移动位置通风，棚内种植草莓。

室内外各安装1 套华云升达（北京）气象科技有限责任公司生产的CAWS型自动气象站，可以自动连续采集棚内、外多点空气温度、湿度、CO2浓度、太阳辐射、光合有效辐射、日照时数、土壤温度、湿度等，数据资料通过GPRS网络传输至郑州市气象局服务器进行存贮处理。

对2 个冬季大棚内外的气象数据资料进行了统计分析；选取2013 年1 月28 日—2 月1 日及2013 年12 月15 日—26 日两次雾霾寡照天气过程对大棚内小气候特征进行分析；从2 个冬季共272 天中挑取91 个寡照天气数据资料建立低温预报方程。

2 结果与分析

2.1 雾霾寡照天气大棚内气温变化特征分析

1 月28 日—2 月1 日是一次较为严重的雾霾寡照天气过程，其中1月28日和2月1日分别有0.8 h和2.1 h的日照，棚内最高气温在午后分别升到了20.9℃和19.4℃，1 月29—31日连续3 天日照时数均为0，棚内气温呈连续下降趋势，日最高气温降到了10℃以下，到1月31日日最低气温降到了5.1℃（图1）。

12 月15—26 日是一次持续时间较长的雾霾寡照天气过程，棚室内最低气温呈持续下降趋势，12 月24日降到了4.9℃，其中12 月19—23 日雾霾程度稍轻，有1.9~5.3 h 光照，棚内最高气温在午后有较大幅度升温（图1）。

草莓植株正常生长、花芽分化以及开花结果的下限温度为5℃，温度达到5℃时草莓植株地上部才开始生长，低于5℃花芽分化停止，授粉受精受到影响，进而影响种子发育，产生畸形果[19]。据实验点连续观测结果：2 个冬季的持续低温雾霾寡照天气使得草莓植株生长缓慢，长势较弱，果实个头小，品质和产量下降。据郑州市农业部门统计，由于2013 年冬季低温寡照的影响，全市蔬菜生产遭受严重损失，大棚蔬菜产量下降30%~60%，个别小青菜绝收；由于光照不足，还造成蔬菜生长速度慢，植株生长势弱、抵抗力低下，病害多发，蔬菜质量下降。

2.2 雾霾寡照天气大棚内20 cm地温变化特征分析

2013 年1 月28 日—2 月1 日棚内20 cm 地温持续下降，直到2 月1 日下午开始回升。2013 年12 月15—26 日20 cm地温总体上呈明显下降趋势，由于19—22日有光照，20 cm地温在午后有小幅回升（图2）。

2.3 雾霾寡照天气大棚内湿度变化特征分析

连阴期间，棚内相对湿度大。2013 年1 月28 日—2 月1 日，除了1 月28 日和2 月1 日的午后有短暂时间相对湿度在90%以上，其余时间段相对湿度都大于100%，棚内水汽长时间处于过饱和状态；2013 年12 月15—26 日，除了有光照期间相对湿度有短暂时间下降外，其余大部分时间段相对湿度都在80%以上（图3）。棚内较高的湿度是诱发病害发生的重要因素，因此在低温连阴期间一定要采取适当通风、调整施药方式等多种措施降低棚内湿度，抑制病害发生流行。

2.4 大棚内最低气温预报

最低温度是限制作物生长的重要因素，不同品种、不同发育期对温度有不同的要求，低于一定的温度，作物会停止生长甚至形成灾害。低温是影响郑州地区冬季大棚作物生长的主要气象灾害之一，因此提前预报棚内最低气温，及时采取措施进行棚内温度调节，可达到防灾减灾的目的。

本研究对2012 年11 月—2013 年3 月和2013 年11月—2014 年2 月2 个冬季共272 天的气象数据资料进行统计分析，按照日照百分率0≤S≤20%为寡照天气的划分标准，挑取91 个寡照天气数据资料建立最低气温预报方程。初步选取棚内最低气温、棚外最低气温、棚外最高气温、棚外总辐射累计、棚外有效辐射累计、棚内总辐射累计、棚内有效辐射累计、棚内相对湿度、棚内20 cm 最高地温、棚内20 cm 平均地温、棚内20 cm最低地温等因子，利用DPS 软件进行相关性分析，进行因子筛选，并采用逐步回归分析的方法，建立以下方程：

T内min=-3.958+0.292T外min+0.782T内20min-1

公式中：T 内min为棚内最低气温预报值，T外min为棚外最低气温预报值，T内20min-1为前1天棚内20 cm最低地温。

方程通过了0.001 的显著性水平检验，F=382.364，R2=0.948。该方程最低气温观测值与拟合值绝对误差98%小于2℃，同时用该方程对2014 年3 月雾霾寡照天气棚内最低气温进行预报，绝对误差值均小于2℃（图4），因此，用该方程来做寡照天气大棚内最低气温预报效果良好，已应用于实际业务服务，预报和郑州市蔬菜大棚温度预报。

3 雾霾寡照天气生产管理措施

低温雾霾寡照天气对设施农业生产十分不利，要采取各种措施保障大棚蔬菜水果的正常生长，避免造成损失。

（1）增温。在预报棚内气温较低时，可在大棚周围燃烧秸秆树叶熏烟，以减少大棚的热量向高空辐射，减少热量散失。（2）及时通风。只要棚内温度允许，就要尽量放风，降低棚内湿度，可有效防止病害的发生和流行。（3）喷施药剂。有针对性地利用专用杀菌剂进行预防和防治，抑制病害的发生和发展。施药方式采用烟剂或粉剂，避免棚内湿度升高。（4）连阴天时，在不影响棚内蔬菜对温度要求前提下，白天尽量揭开草苫，使蔬菜接受散射光照射，不可以连续几天不揭草苫。（5）补光。利用专用日光灯、水银灯、碘钨灯、返光幕等具有增强光照的设施，将棚内光照强度提高到光补偿点以上（草莓的光补偿点较低，为0.5 万~1.0 万lx），使作物有充足的光照进行光合作用，避免寡照天气的不良影响。（6）喷施叶面肥。叶面喷施尿素、喷施宝及各种新产专用叶面肥，提高光合作用能力。（7）及时清理植株的老叶、病叶、死叶，改善棚内蔬菜光照条件，避免病害传播。（8）选择温度高时，清扫或水洗棚膜，保持棚膜清洁，提高透光率。

4 结论与讨论

（1）低温寡照天气条件下棚内气温及20 cm 地温均呈明显下降趋势，最低气温甚至降到了5℃以下，相对湿度又持续较高，对棚内蔬菜水果的生长十分不利。

（2）本研究采用逐步回归的方法，建立了寡照天气棚内最低气温预报方程，且预报效果好，已在实际服务中应用，并针对低温寡照天气提出了预防和防御措施，可有效提高大棚抵御灾害的能力。

（3）本研究中使用了2 个冬季的观测资料，时间序列较短，随着资料的积累和研究的深入，预报结果在精度上会进一步提高。

（4）半地下式日光温室保温性明显优于普通日光温室[20]，笔者在试验研究中也发现，同样的天气条件下，半地下式温室内最低气温较普通温室平均可提高3.4℃，增温效果明显。目前郑州地区半地下式日光温室还没有普遍推广，因此可大力发展半地下式日光温室，为室内作物生长提供较好的温度环境，减少低温灾害造成损失。

参考文献

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篇13

0 引言

近期我国中东部各地陆续出现大范围和长时间雾霾天气，受雾霾天气的影响，我国各地空气质量监测数据引发热议。2013年2月12日，整个北京城都笼罩在一片昏黄中，35个监测子站的空气质量指数有17个超过500μg/m3，28个超过300μg/m3，属六级，严重污染。至此，北京已连续3天空气质量六级污染。山东、河北、河南、湖北等地的多个城市空气质量也都为“严重污染”，PM2.5及PM10监测指数达到顶峰数值。雾霾天气频发再一次给我们敲响了警钟，环境与每个人息息相关。针对上述现状，从以下几方面对气象与大气污染的关系进行分析：

1 雾霾天气的生成原理与区别分析

雾和霾相同之处在于它们都是视程障碍物。但雾与霾的形成原因和条件却有很大的差别。 雾的种类有很多，但生成的基本原理都一样：地面附近的低温使水蒸汽在颗粒物（即凝结核）表面凝结，形成细小的水滴（或冰晶）漂浮在空气中，通常呈乳白色。 霾，是指空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子等大量烟、尘微粒悬浮而使大气浑浊，造成视程障碍。通常呈黄色或橙灰色。它们的区别在于发生时与大气中的相对湿度有关，相对湿度大（大于90%，通常为阴雨天），形成雾，相对湿度小（小于80%），形成霾。

2 各气象条件对大气污染的影响分析

2.1 风的影响

风的主要作用是对污染物的平流输送，即以平均风速把污染物向下风方向输送。风速越大，移动越快，下风方向的污染浓度越低。其次是对污染物的稀释作用。在实际大气中，尤其近地面风由于受局地条件的影响，不禁风向不断摆动，风速也忽大忽小的变化着，即风有阵性。这种风速阵性和风向摆动是由于大气湍流引起的。大气湍流强，那么大气的稀释能力亦强；反之亦然。

2.2 大气温度层结的影响

稳定层结是湍流运动减弱，大气污染物难以扩散稀释；不稳定层结是湍流运动发展，污染物易被扩散。因而温度层结显著影响污染物质的扩散。

2.3 降水的影响

降水能直接净化大气，其净化作用包括对污染颗粒的清洗作用和对污染气体的溶解作用。也能清除气体污染物，由于水的溶解作用所致，或者与水发生化学反应，生成新物质。

3 天气形势的影响分析

天气形势是指大尺度气压场。局地气象条件总是受天气形势的影响，所以局地的扩散条件亦受天气形势制约。某些天气系统则与区域性大气污染有密切联系。不利的天气形势和地形相结合可以使某一地区的大气污染更加严重，例如缓慢移动的反气旋和暖峰系统都可能导致严重污染。

4 下垫面状况的影响分析

不同的下垫面物理性质差异悬殊，致使水平面热量分布不均匀。这种水平热状况差异，引起局地环流，这些地方环流必然会影响污染物的输送范围和路径，影响地面污染物分布。

5 近期雾霾天气的影响分析

据气象部门统计，2012年冬季雾霾天气比往年同期偏多，是50年来第二高值。雾霾天气并非今年特有，我国每年的冬半年都是雾霾天气高发时期。冬前半段冷空气活动频繁，持续性雾霾天气较少。进入2013年1月以后，随着冷空气势力减弱，雾霾天气开始逐渐增多，中东部地区近两周的雾霾天气与往年同期相比偏多，且其影响范围之广、持续时间之长和污染程度之重都是比较少见的。

2013年1月9日以来，全国中东部地区陷入严重的雾霾和污染天中，中央气象台将大雾蓝色预警升级至黄色预警，13日10时北京甚至了北京气象史上首个霾橙色预警，一月中旬，北京的空气污染指数接近了1000μg/m？。从东北到西北，从华北到中部导致黄淮、江南地区，都出现了大范围的重度和严重污染。据国家气候中心统计，今年以来，截至1月23日，全国雾霾平均日数为3.1天，较常年同期偏多0.8天，为1961年以来的第二高值（仅次于2003年）。

6 气象部门针对大气污染采取的一系列新举措

1月28日，中国气象局预报与网络司向社会了重新修订后的霾预警信号标准，首次将PM2.5作为预警分级的重要指标之一。同日，中央气象台首次单独霾预警。其中河南省科技与预报处也及时组织全省气象部门加强对雾霾天气的监测分析和预报预警工作，相继下发了“关于加强雾霾监测预报服务工作的通知”、“关于增加城镇天气预报中霾天气现象编码的通知”和“关于进一步做好霾天气预警工作的通知”，不断完善雾霾预报业务，加强对霾的有效预警。

针对近期雾霾天气过程持续时间长、强度大、范围广，对公路、铁路、航空、航运、农作物生长及人体健康产生较大影响，引起社会各界的广泛关注的特征。河南省气象台密切监视天气，按照雾霾预警标准及时预警信息，10日以来全省性大雾红色预警信号1个、橙色预警信号3个、黄色预警信号4个。此间，省台除加强与中央气象台的会商，每天通过视频会商和电话对相关地市气象台加强业务指导，指导郑州市霾橙色预警信号预警3个。同时，省气象台通过媒体向公众介绍雾霾天气影响、危害及预报。针对此次雾霾过程11日省台制作《重要气象信息》，详细介绍了河南雾霾的实况、成因及持续时间，并进行了影响评估分析，及时报至省委、省政府、省应急办及交通、农业、环保、卫生等相关部门。

7 雾霾天气给我们带来的启示

雾霾天气可以说它是一个生态的灾难，但它恰恰提供了未来改变我们发展思路的一个动力、一个机遇。雾霾天气频发再一次给我们敲响了警钟，环境与每个人息息相关， 经济发展再也不能走先污染后治理的老路，城市管理再也不能以“空气不好是小事”心态来应对突况，居民生活再也不能只图自己方便不管环境负担。只有形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式、生活方式，从源头上扭转生态环境恶化趋势，我们才可能拥有天蓝、地绿、水净、风清的美好家园。

参考文献