朱 彬,蘇繼鋒,韓志偉,尹 聰,王體健(.南京信息工程大學(xué)中國(guó)氣象局大氣物理與大氣環(huán)境重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 0044；.中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所,北京 0009；.南京大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院,江蘇 南京009)

秸稈焚燒導(dǎo)致南京及周邊地區(qū)一次嚴(yán)重空氣污染過程的分析

朱 彬1*,蘇繼鋒1,韓志偉2,尹 聰1,王體健3(1.南京信息工程大學(xué)中國(guó)氣象局大氣物理與大氣環(huán)境重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210044；2.中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所,北京 100029；3.南京大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院,江蘇 南京210093)

2008年10月28～29日南京及周邊地區(qū)發(fā)生了一次嚴(yán)重的空氣污染事件,PM10、CO、SO2等大氣污染物濃度急劇增高.本文綜合利用地面空氣污染監(jiān)測(cè)資料、衛(wèi)星遙感火點(diǎn)監(jiān)測(cè)資料、氣象觀測(cè)和NCAR/NCEP再分析資料及氣流后向軌跡模擬,分析了該次污染事件發(fā)生的天氣條件和大氣邊界層特征以及大氣污染物的來源、輸送路徑.結(jié)果表明,蘇中、蘇北地區(qū)秸稈焚燒產(chǎn)生的大氣污染物向南京及周邊地區(qū)輸送,并結(jié)合不利于污染物擴(kuò)散的天氣形勢(shì)和邊界層條件,即:均壓場(chǎng)結(jié)構(gòu)、500hPa以下弱的垂直速度、渦度和散度、較低的邊界層高度及逆溫層的存在,以及地形因素是導(dǎo)致這次大氣污染事件的主要原因.

秸稈焚燒；衛(wèi)星遙感；后向軌跡；大氣擴(kuò)散條件

Abstract：During the time period between Oct.28 to Oct.29, 2008, a serious air pollution event took place in Nanjing and surrounding regions, accompanying with sharply increasing of PM10, CO and SO2in the air. Satellite remote sensing data, surface meteorological observations, air pollution index and the NCEP reanalysis data were used to investigate the atmospheric conditions and planetary boundary layer (PBL) features. Air mass backward trajectory simulation method was employed to analyze the air pollutants sources and transport paths of this event. The results showed that the transport of gas pollutants releasing from crop residue burning in the central and north parts of Jiangsu Province, combining with unfavorable weather condition, which was the dominating reason of this air pollution episode. It was found there was a high-pressure system with relative uniform pressure pattern, weak vertical velocity, vorticity and divergence below 500hPa, which prevented atmospheric ventilation. The inversion temperature, low mixing height and topographical forcing winds in the PBL was also not favor for the air pollutants diffusion.

Key words：crop residue burning；satellite remote sensing；back-trajectory；atmospheric diffusion

生物質(zhì)燃燒已成為全球重要的大氣微痕量成分排放源,其排放及二次形成的氣溶膠顆粒物、污染氣體(CO、SO2、NOx、O3等)對(duì)區(qū)域和局地空氣質(zhì)量、大氣化學(xué)過程乃至氣候變化產(chǎn)生重要影響[1-2],據(jù)估算全球每年約有8700Tg干物質(zhì)來自生物質(zhì)燃燒排放,其中90%的生物質(zhì)燃燒與人類活動(dòng)有關(guān)[3].我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),每年的農(nóng)業(yè)秸稈產(chǎn)生量約6×108t/a,而農(nóng)業(yè)秸稈被露天焚燒的比例根據(jù)不同省份具體情況各有差異,江蘇、浙江等地由于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),秸稈利用率較低,焚燒的比例約為30%～40%[4].近年來國(guó)內(nèi)外針對(duì)生物質(zhì)燃燒(包括秸稈焚燒)的衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)[5-6]及其造成的空氣污染等環(huán)境效應(yīng)開展了較多研究[7-9],探討了衛(wèi)星遙感生物質(zhì)燃燒火點(diǎn)和過火區(qū)的方法和應(yīng)用,對(duì)其造成的污染物輸送和空氣質(zhì)量的影響進(jìn)行了觀測(cè)和評(píng)估.

長(zhǎng)江三角洲地區(qū)是我國(guó)近年來霾的多發(fā)區(qū)[10],其中由于秸稈焚燒引起的霾天氣和空氣污染事件占有重要比例,具有季節(jié)高發(fā)性.該地每年春、秋收期間,農(nóng)民因?yàn)閾屖論尫N、保持土壤肥力、減輕病蟲害等原因往往就地焚燒農(nóng)作物秸稈.焚燒排放大量的顆粒物、CO、VOC、SO2、NO2以及PAHs等有毒有害物質(zhì),在不利大氣擴(kuò)散條件下,造成長(zhǎng)江三角洲城市大氣環(huán)境顯著惡化.目前,針對(duì)長(zhǎng)江三角洲地區(qū)秸稈焚燒造成的空氣污染及其產(chǎn)生的氣象條件、輸送路徑的研究還不夠深入,特別是針對(duì)長(zhǎng)江三角洲城市空氣質(zhì)量受秸稈焚燒影響的綜合研究還不多.

本文針對(duì)2008年10月28、29日秸稈焚燒導(dǎo)致南京及周邊地區(qū)一次嚴(yán)重空氣污染過程進(jìn)行分析,從衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)的火點(diǎn)出發(fā),配合后向軌跡分析,研究南京周邊地區(qū)的地形條件和污染期間氣象條件,探討此次大氣污染過程污染物的分布和變化規(guī)律、輸送路徑以及空氣污染發(fā)生的氣象條件(天氣形勢(shì)和大氣邊界層).

1 資料與研究方法

空氣污染指數(shù)資料來源于中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)[11], SO2、NO2數(shù)據(jù)由瑞典OPSIS AB公司生產(chǎn)的雙光路DOAS差分吸收光譜儀觀測(cè),儀器安裝在南京信息工程大學(xué)氣象樓樓頂,海拔高度62m.CO和PM10數(shù)據(jù)取自南京大學(xué)浦口校區(qū)觀測(cè)站,該觀測(cè)點(diǎn)距南京信息工程大學(xué)觀測(cè)點(diǎn)南側(cè)約2km,中間為一近百米高的小山相隔.

用于軌跡計(jì)算的氣象場(chǎng)資料為美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局(NOAA)的全球同化系統(tǒng)(GDAS)數(shù)據(jù).軌跡計(jì)算采用美國(guó)NOAA研制的軌跡模式HYSPLIT4[12],用來分析大氣輸送情況.物理量診斷分析采用NCEP2.5°×2.5°再分析資料.常規(guī)氣象觀測(cè)資料來源于江蘇省氣象局和南京信息工程大學(xué)自動(dòng)氣象觀測(cè)站.

本文以南京地區(qū)為研究對(duì)象,主要從天氣環(huán)流背景、后向軌跡分析、大氣溫度層結(jié)、混合層高度、污染區(qū)域的物理量診斷分析和風(fēng)場(chǎng)的地形強(qiáng)迫等方面分析著手,側(cè)重天氣學(xué)分析,探討秸稈焚燒導(dǎo)致的區(qū)域性空氣污染過程生消的原因.

2 空氣污染事件過程描述

從2008年10月28日起南京天空黯淡而且空氣中飄著淡淡的焦糊味,整個(gè)城市被煙霧所籠罩.10月27日國(guó)家衛(wèi)星氣象中心衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)到江蘇有38處秸稈焚燒點(diǎn)(圖1).其中連云港8處,宿遷2處,其余的都在泰州附近.28、29日由于有云覆蓋沒能監(jiān)測(cè)到火點(diǎn),10月28日晚上,江蘇省各地的環(huán)境監(jiān)察大隊(duì),發(fā)現(xiàn)沿途一些農(nóng)民在燒秸稈,這些著火點(diǎn)主要集中在蘇中、蘇南等沿江各縣[13].

圖1 2008年10月27日 13:08 NOAA-18氣象衛(wèi)星觀測(cè)到的安徽省、江蘇中西部地區(qū)火情監(jiān)測(cè)圖像Fig.1 NOAA-18 satellite image of fire spots (red points)over Anhui and the central and west of Jiangsu province at 13:08 Oct. 27,2008

10月28日12:00～22:00南京可吸入顆粒物平均濃度0.352mg/m3,空氣污染指數(shù)203,達(dá)到中度污染水平.全市可吸入顆粒物最大小時(shí)濃度為0.955mg/m3.截至22:00,全市9個(gè)國(guó)控點(diǎn)中有7個(gè)測(cè)點(diǎn)可吸入顆粒物實(shí)時(shí)濃度超過1.0mg/m3,達(dá)到重度污染水平.草場(chǎng)門、中華門、仙林大學(xué)城測(cè)點(diǎn)PM2.5濃度出現(xiàn)異常偏高,最大瞬時(shí)濃度為0.994mg/m3[14].

圖2 2008年10月29日南京周邊地區(qū)空氣質(zhì)量指數(shù)分布Fig.2 The air quality index distribution over Nanjing and surrounding regions on Oct. 29, 2008

中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站發(fā)布的重點(diǎn)城市空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)[11]顯示南京28日空氣污染指數(shù)126為輕微污染,29日達(dá)199為輕度污染.而29日揚(yáng)州空氣污染指數(shù)達(dá)255為中度污染,鎮(zhèn)江空氣污染甚至指數(shù)達(dá)412,為重度污染.空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)是根據(jù)1d天中午12:00到次日12:00做出的,所以污染的峰值出現(xiàn)在29日凌晨左右,這跟儀器測(cè)出的污染氣體峰值時(shí)間相符合.另外,29日當(dāng)天,南通、泰州、常州、合肥等地均有不同程度的污染(圖2).由此可見這是一次大范圍的、性質(zhì)嚴(yán)重的區(qū)域性空氣污染過程.至30日,除揚(yáng)州和合肥外,各地空氣污染指數(shù)恢復(fù)正常.

圖3為江蘇省部分氣象站記錄的能見度變化,可見除了江蘇東部城市南通和張家港外,其他地區(qū)能見度在28～29日均在10km以下,其中揚(yáng)州、泰州和江寧站尤其偏低,江寧站出現(xiàn)了能見度1.2km的極值,而揚(yáng)州站在29日08:00的能見度僅為0.8km.

圖3 2008年10月28日08:00～29日14:00,南京及其周邊地區(qū)觀測(cè)站能見度的分布和變化Fig.3 Meteorological visibility distribution and variationin Nanjing and surrounding sites from 8:00 Oct. 28 to 14:00 Oct. 29, 2008

結(jié)合國(guó)家空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[15]中污染物的選取和秸稈焚燒產(chǎn)物成分的比例[4,7,16].圖4給出了10月27～30日,SO2、NO2、CO和PM10質(zhì)量濃度隨時(shí)間變化的觀測(cè)結(jié)果.從27日20:00開始NO2、CO、SO2的濃度均顯著增長(zhǎng),NO2在28日00:00就先于其他污染氣體顯著增高,其原因可能是觀測(cè)點(diǎn)靠近高速公路,汽車尾氣排放的NOx(汽車尾氣排放NOx的主要組成是NO,NO在臭氧存在下可快速轉(zhuǎn)化為NO2)在不利擴(kuò)散的條件下率先造成局地污染.而秸稈焚燒主要污染物PM10、CO、SO2的濃度在28日后半夜至29日凌晨之間由于周邊污染源輸送到達(dá)觀測(cè)點(diǎn),最大值達(dá)0.55,2.57,0.57mg/m3.29日凌晨的弱降水導(dǎo)致SO2、NO2和PM10質(zhì)量濃度略有降低,但并未緩解南京及其附近地區(qū)的污染狀況,29日白天的污染依然嚴(yán)重.

圖4 空氣污染事件期間,南京PM10、SO2、NO2和CO隨時(shí)間變化Fig.4 Time series of PM10, SO2, NO2and CO observed in Nanjing during the air pollution event

3 空氣污染氣象條件和氣流軌跡分析

3.1大氣環(huán)流特征

天氣尺度的穩(wěn)定的高壓均壓場(chǎng)和穩(wěn)定的低壓均壓場(chǎng)是形成我國(guó)中尺度乃至大尺度重污染的主要天氣系統(tǒng)[17-19].從10月下旬500hPa平均環(huán)流形勢(shì)可知,歐亞大陸中高緯環(huán)流為“兩槽一脊”型,兩槽之間為弱脊,環(huán)流的經(jīng)向度不大,南京為緯向性的西風(fēng)氣流控制.26日開始,副熱帶高壓加強(qiáng)北抬,與水汽充足的西南氣流在長(zhǎng)江中下游相遇,并形成大片的強(qiáng)降雨區(qū).但位于偏東的南京地區(qū),因?yàn)闆]有冷空氣影響等觸發(fā)條件,難以形成降水,而一直維持高濕狀態(tài).劉興中等[18]對(duì)南京地區(qū)SO2、NOx和水汽壓的研究表明二者有正相關(guān)關(guān)系.

10月28日08:00,500hPa在黃河上游有一淺槽,700hPa黃河中游有切變,均快速向東南方向移動(dòng);850hPa整個(gè)長(zhǎng)江中下游處于弱脊控制,在黃河中游至四川盆地有一切變線快速東南移動(dòng);28日地面場(chǎng)南京處于弱高壓底部.28日20:00, 850hPa以下為弱脊控制.29日08:00,500hPa蘇北徐州和鹽城站已由西南偏西風(fēng)完全轉(zhuǎn)為西北偏北風(fēng),說明高空槽已過蘇北;850hPa山東半島和浙江東部小高壓(中心最大值分別為1018.2hPa和1019.0hPa)之間的東西走向的弱切變位于信陽(yáng)-南京-上海一線.

29日凌晨開始南京及其周邊地區(qū)開始產(chǎn)生降水,但是降水量很小,降水導(dǎo)致了秸稈的不完全燃燒,小的降水量并不能對(duì)污染物起到明顯的清除作用,污染反而更為嚴(yán)重.南京江寧站、鎮(zhèn)江29日20:00之前總降水量才3.3mm,揚(yáng)州為2.3mm,且每小時(shí)降水量都未能超過1mm.縱觀大氣環(huán)流,南京及其周邊地區(qū)在28、29日地面處于高壓均壓場(chǎng)控制,風(fēng)速較小,一般維持在2～3m/s左右,低層有弱切變,弱輻合,近地層相對(duì)濕度較大,非常有利于水汽和污染物在其上空聚集,極不容易擴(kuò)散.

3.2地面氣象要素和邊界層特征

由地面氣壓、相對(duì)濕度和風(fēng)速時(shí)間圖(圖5)看出,海平面氣壓在1014～1019hPa的范圍內(nèi)變化,48h變壓只有5hPa,溫度、氣壓梯度小,決定了水平風(fēng)速很小.28、29日2d的風(fēng)速最大值只有3m/s,不利于污染物特別是低排放源污染物的水平擴(kuò)散.秸稈焚燒產(chǎn)生的污染物在27日夜間和28日全天的積累和滯留,造成了29日南京及周邊地區(qū)嚴(yán)重的污染天氣.28日地面相對(duì)濕度為60%左右,29日02:00相對(duì)濕度上升至80%且一直維持在80%～90%之間,可見水汽在近地層也在不斷積聚.

近地層出現(xiàn)逆溫不利于污染物的擴(kuò)散[20-21],逆溫層持續(xù)的時(shí)間、強(qiáng)度和逆溫層厚度與污染物擴(kuò)散有直接關(guān)系.取南京地區(qū)為研究對(duì)象,由圖6可見,28日08:00近地面1000hPa到986hPa存在明顯的逆溫,逆溫層頂在986hPa,雖然強(qiáng)度不大,但是逆溫層底部高度非常低.986hPa以上處于中性層結(jié),直到640hPa又有一逆溫層.整個(gè)大氣層結(jié)相對(duì)穩(wěn)定,對(duì)秸稈燃燒產(chǎn)生的顆粒物及氣體污染物的垂直擴(kuò)散非常不利.28日20:00,750hPa以下是中性層結(jié),750hPa、850hPa有逆溫,整層大氣上下溫差小,大氣湍流和熱力對(duì)流弱.

圖5 2008年10月28～31日南京地區(qū)氣壓、溫度相對(duì)濕度、風(fēng)速和風(fēng)向的時(shí)間變化Fig.5 Time series of pressure, temperature, relative humidity, wind speed and wind direction observed in Nanjing from Oct. 28 to Oct. 31, 2008

29日08:00,850hPa以下屬中性層結(jié),850hPa至790hPa有逆溫.29日20:00,925hPa以下是中性層結(jié),925hPa至820hPa是逆溫層,無論是水平方向還是垂直方向,大氣輸送都很弱.所以污染物在長(zhǎng)江中下游地區(qū)堆積,造成能見度下降、空氣質(zhì)量惡化.從圖6的露點(diǎn)曲線和溫度曲線還可以看出,28～29日溫度-露點(diǎn)差不斷減小,水汽不斷在邊界層內(nèi)積累.

大氣混合層高度是污染物在垂直方向上擴(kuò)散的上限,是污染物擴(kuò)散的重要參數(shù).當(dāng)混合層高度較低時(shí),污染物垂直方向得不到很好的擴(kuò)散,易造成局地的高濃度污染.本文用探空資料使用干絕熱法來求混合層高度[22].計(jì)算得到10月28、29和30日最大混合層高度分別為847m、460m和1669m.中緯度陸地上的混合層典型厚度為1～2km.這樣低的混合層高度使污染物被壓制在邊界層低層得不到擴(kuò)散,而水平方向的風(fēng)速又較小,污染物只能在邊界層低層緩慢輸送、擴(kuò)散、積累、滯留,造成了整體的區(qū)域污染和局地的高濃度污染.到30日,混合層高度上升為1669m,污染物在垂直方向上充分混合稀釋.所以到30日除揚(yáng)州和合肥外,大部分城市空氣污染指數(shù)回到正常水平.

圖6 2008年10月28日～29日溫度、露點(diǎn)溫度隨高度變化曲線Fig.6 Profiles of temperature and dew point temperature from Oct. 28 to Oct. 29, 2008

3.3物理量分析

利用10月27日00:00至29日12:00的NCEP再分析資料,對(duì)污染區(qū)(117.5°～122.5°E,30°～32.5°N)做區(qū)域平均的垂直速度、渦度和散度的垂直剖面時(shí)間變化圖(圖7a).從圖7a中可以看到污染區(qū)28日00:00之前500hPa為下沉運(yùn)動(dòng),28日00:00以后上下層垂直速度都很弱,介于0～±0.1Pa/s之間,垂直方向交換很弱.29日00:00以后為上升運(yùn)動(dòng),但是垂直速度依然很小,850hPa高度附近中心的最大負(fù)值為-0.15,可以定義為弱的上升運(yùn)動(dòng).

污染區(qū)的渦度垂直剖面圖(圖7b)顯示,500hPa以下27日08:00至29日00:00為負(fù)渦度,中心最大值為2×10-5s-1.29日00:00之后為正的渦度,中心最大值為1×10-5s-1.無論渦度正負(fù), 500hPa以下渦度絕對(duì)值都很小.

圖7 2008年10月27日00:00(UTC)到29日12:00污染區(qū)(117.5°～122.5°E,30°～32.5°N)區(qū)域平均的垂直速度(Pa/s)、渦度(10-5s-1)和散度(10-6s-1)的垂直剖面Fig.7 Cross sections of vertical velocity (Pa/s), vorticity (10-5s-1) and divergence (10-6s-1) in the pollution region (117.5°～122.5°E, 30°～32.5°N) from 0:00(UTC) Oct. 27 to 12:00(UTC) Oct. 29, 2008

圖7c的散度垂直剖面圖顯示500hPa以下28日00:00之前為正的散度,有弱的輻射運(yùn)動(dòng);28日00:00到29日00:00底層(900hPa以下)為正的散度,900hPa以上為負(fù)的散度.29日00:00之后800hPa以下為負(fù)的散度,中心值為-0.1× 10-6s-1,弱輻合上升運(yùn)動(dòng).500hPa以下散度的絕對(duì)值仍然很小,最大值為-0.1×10-6s-1.劉興中等[18]和楊德保等[17]的研究都認(rèn)為,當(dāng)垂直速度較小時(shí),底層大氣有輻合時(shí)的污染更加嚴(yán)重,這也是本次污染過程出現(xiàn)局地高濃度污染的一個(gè)原因.正是29日00:00以后底層的切變產(chǎn)生的輻合(正渦度和負(fù)散度)使得污染從四周向污染區(qū)匯合,而小的垂直速度使得大氣上下層之間的交換又很小,造成了28、29日南京附近區(qū)域的局地高濃度污染.

3.4風(fēng)場(chǎng)和地形

地形對(duì)風(fēng)場(chǎng)的強(qiáng)迫在此次污染天氣過程中也起到一定作用.南京周邊地區(qū)包括杭州、合肥在內(nèi),南面是浙閔丘陵和黃山,西南面是大別山山脈.含有污染物的氣流在由北向南移動(dòng)過程中遇到地形的阻擋,被迫向西輸送(圖2),加上風(fēng)速小、氣壓場(chǎng)弱、湍流不旺盛等原因,污染物在南京及其周邊地區(qū)堆積滯留.

3.5后向軌跡模擬

不利的空氣污染氣象條件和地形是造成這次區(qū)域性嚴(yán)重的空氣污染事件的主要原因.應(yīng)用后向軌跡模式可以反推污染氣團(tuán)來源.考慮到區(qū)域尺度或中尺度的輸送一般小于1000km,在邊界層內(nèi)的輸送的傳輸時(shí)間約需2～3d[23],應(yīng)用軌跡模式HYSPLIT4.8對(duì)南京10月28、29日出現(xiàn)的污染分別進(jìn)行48、60h后向軌跡模擬.后向軌跡模式主要輸入?yún)?shù):軌跡的終點(diǎn)設(shè)為南京,設(shè)了3個(gè)終點(diǎn)高度,100m、500m和800m.100m代表邊界層低層氣團(tuán)的走向,29日的混合層高度只有500m左右,所以取800m為模擬層的最高高度.

2008年10月28日20:00的模擬結(jié)果(圖8a):氣團(tuán)48h內(nèi)移動(dòng)緩慢,低層的100m高度氣團(tuán)由蘇北連云港地區(qū)經(jīng)南通向南到蘇州,轉(zhuǎn)向西北方向經(jīng)常州、鎮(zhèn)江向北至泰州、揚(yáng)州附近再向西南到南京;500m高度來源從連云港地區(qū)經(jīng)鹽城、南通到達(dá)杭州灣,再轉(zhuǎn)向西北至南京;800m高度由泰州興化地區(qū)經(jīng)揚(yáng)州、鎮(zhèn)江、無錫和蘇州等地區(qū)直至杭州灣,再向北到達(dá)南京.3個(gè)高度層的模擬路徑較為相似.

圖8 到達(dá)南京的后向氣流軌跡模擬Fig.8 The simulation of back-trajectories which arrived in Nanjing

2008年10月29日08:00(圖8b)模擬結(jié)果:100m高度氣團(tuán)由連云港向南經(jīng)南通到達(dá)無錫,向北轉(zhuǎn)至興化經(jīng)泰州、揚(yáng)州附近,再向西南至南京.

模擬發(fā)現(xiàn)南京2008年10月28、29日2d污染物的源均來自南京東北方向(蘇中、蘇北)和揚(yáng)州附近的沿江一帶.污染物路徑大致都是由蘇北向南到達(dá)杭州地區(qū),再折向北到達(dá)南京地區(qū).100m高度的氣團(tuán)軌跡精確地顯示了氣團(tuán)在火點(diǎn)附近(圖1)的走勢(shì):從8個(gè)火點(diǎn)的連云港地區(qū)經(jīng)南通到達(dá)無錫、蘇州地區(qū),向北轉(zhuǎn)至衛(wèi)星顯示28個(gè)火點(diǎn)的泰州和興化地區(qū),再向西南經(jīng)揚(yáng)州、鎮(zhèn)江到達(dá)南京.由此可見,這次區(qū)域性的污染是由蘇中、蘇北地區(qū)秸稈焚燒導(dǎo)致的一次嚴(yán)重的區(qū)域性空氣污染過程.

4 結(jié)論

4.1地面空氣污染監(jiān)測(cè)資料、衛(wèi)星遙感火點(diǎn)監(jiān)測(cè)資料及后向氣流軌跡模擬表明,蘇中、蘇北地區(qū)秸稈焚燒是導(dǎo)致2008年10月28～29日南京及周邊地區(qū)大氣污染事件的主要起因.

4.2從天氣形勢(shì)看,弱的高壓均壓場(chǎng)結(jié)構(gòu)、低層大氣的弱切變、小風(fēng)速和小且不連續(xù)的降水等天氣條件不利于污染物水平擴(kuò)散.500hPa以下較小的垂直速度和負(fù)散度加劇了污染物的積累.風(fēng)場(chǎng)和地形強(qiáng)迫導(dǎo)致的近地層切變和弱輻合使污染物在長(zhǎng)江中下游地區(qū)堆積滯留.

4.3從邊界層特征看,逆溫層、相對(duì)穩(wěn)定的中性層結(jié)和低的混合層高度不利于污染物垂直方向的湍流擴(kuò)散,穩(wěn)定的溫度層結(jié)和小風(fēng)速使動(dòng)力湍流不能發(fā)展,水汽、秸稈焚燒產(chǎn)生的污染物在混合層內(nèi)積聚.

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Analysis of a serious air pollution event resulting from crop residue burning over Nanjing and surrounding regions.

ZHU Bin1*, SU Ji-feng1, HAN Zhi-wei2, YIN Cong1,WANG Ti-jian3(1.Laboratory of Atmospheric Physics and Environment of China Meteorological Administration, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China; 2.Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China; 3.School of Atmospheric Science, Nanjing University, Nanjing 210093, China). China Environmental Science, 2010,30(5)：585～592

X703.5

A

1000-6923(2010)05-0585-08

朱 彬(1969-),男,江蘇姜堰人,教授,博士,主要從事大氣化學(xué)和大氣環(huán)境研究.發(fā)表論文30余篇.

2009-10-05

國(guó)家“973”項(xiàng)目(2009CB426313);公益性行業(yè)(氣象)科研專項(xiàng)(GYHY200806001-1-1);中國(guó)科學(xué)院東亞區(qū)域氣候―環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題;國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(40875078)

* 責(zé)任作者, 教授, binzhu@nuist.edu.cn