李細(xì)生，張華 ，喻雨知， 鄧新林， 羅慧妮， 張靖， 謝倩雯

(1.氣象防災(zāi)減災(zāi)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410118；2.株洲市氣象局，湖南 株洲 412003；3.長沙市氣象局，湖南 長沙 410017)

0 前言

近年來，大氣污染事件給人們的生產(chǎn)、生活和身體健康帶來不利影響。為切實(shí)改善環(huán)境空氣質(zhì)量，對大氣污染潛在源區(qū)進(jìn)行分析是強(qiáng)化區(qū)域污染聯(lián)防聯(lián)控的前提。研究表明，造成大氣重污染的三大影響因素是：污染排放、氣象條件、區(qū)域傳輸。其中，大量污染物排放是主因和內(nèi)因，不利的氣象條件是誘發(fā)因子，上游污染物在一定區(qū)域內(nèi)的傳輸對下游影響巨大[1]。京津冀大氣重污染成因及治理攻關(guān)研究表明，重污染事件中，區(qū)域傳輸?shù)钠骄暙I(xiàn)可以達(dá)到45%，個別污染過程甚至可達(dá)70%左右[2]。京津冀大氣污染傳輸通道“2+26”城市的治理經(jīng)驗(yàn)表明，加強(qiáng)傳輸通道城市污染管控，強(qiáng)化區(qū)域污染聯(lián)防聯(lián)控，對聯(lián)合改善目標(biāo)地區(qū)空氣質(zhì)量成效顯著[3]。

南方城市的大氣污染情況受天氣和上游傳輸影響較大。曹璐等[4]發(fā)現(xiàn)，江蘇省的重污染天氣主要由冷空氣南下造成。長株潭作為中國中部地區(qū)重要的城市群，地處華北高濃度大氣污染物南下的重要傳輸通道上，其大氣污染防治形勢十分嚴(yán)峻，年均重污染天數(shù)為5～8 d。長株潭每年重污染天氣大多出現(xiàn)在10月中旬至次年3月中旬，故設(shè)10月16日至次年3月15日為特護(hù)期?；诖?，研究并掌握特護(hù)期大氣污染物的潛在源區(qū)和傳輸通道，可為精準(zhǔn)治污和聯(lián)防聯(lián)控提供科學(xué)依據(jù)。因株洲市地處長株潭城市群的下風(fēng)方向，以3個城市中的株洲市為代表進(jìn)行分析，不僅可以了解中遠(yuǎn)距離的潛在源區(qū)和傳輸通道，還可以研究對長沙市和湘潭市的影響。

目前，國內(nèi)外研究污染物的潛在源區(qū)和傳輸通道主要有2種方式：一種是利用大氣化學(xué)數(shù)值模式CUACE、WRF-CHEM等，輸入氣象背景場和排放源參數(shù)，對污染過程中的各項(xiàng)物理、化學(xué)過程進(jìn)行精確模擬，最終得出具體結(jié)論。這是未來大氣污染研究發(fā)展的主流方向，但目前該研究仍處于初始階段，尤其是關(guān)于一些大氣微量成分的源、匯和時空分布，及其遷移、輸送和全球循環(huán)等問題，仍需要進(jìn)一步觀測和研究，有時模式得出的結(jié)論與實(shí)際情況相去甚遠(yuǎn)。另一種方式是利用軌跡模型軟件如Hysplit、MeteoInfo等，計算空氣微團(tuán)在大氣中移動的軌跡，且假定污染粒子隨風(fēng)場運(yùn)動，不考慮污染粒子的二次轉(zhuǎn)化及本地排放影響，向后計算軌跡可以對污染物進(jìn)行溯源分析，向前計算軌跡可以對污染物的擴(kuò)散和影響范圍進(jìn)行預(yù)報。目前利用軌跡模型進(jìn)行溯源的研究較多，如蔣琦清等[5]利用Hysplit模型、潛在源貢獻(xiàn)因子(PSCF)和濃度權(quán)重軌跡(CWT)，探討了杭州城區(qū)顆粒物的時間分布特征和細(xì)顆粒物(PM2.5)的潛在來源。周沙等[6-7]利用Hysplit模型對上海市霾污染事件進(jìn)行了潛在源貢獻(xiàn)分析，肖童覺等[8]利用Hysplit模型計算2018年抵達(dá)華中高空背景點(diǎn)區(qū)域的后向氣流軌跡，結(jié)合衡山國家空氣背景監(jiān)測點(diǎn)大氣污染物同期數(shù)據(jù)，探討該區(qū)域大氣污染傳輸特征。徐元暢等[9]、曾鵬等[10]、王芳龍等[11]、王海波等[12]也用類似方法進(jìn)行了潛在源分析。

上述研究對長株潭城市群鮮有涉及，對南向傳輸通道的研究更少?，F(xiàn)利用后向軌跡模型，結(jié)合聚類分析、PSCF和CWT法，綜合軌跡高度及源區(qū)與株洲的水平距離等因素，設(shè)置模型的合適參數(shù)，分析大氣污染的潛在源區(qū)及傳輸通道，在華中城市群污染研究中尚屬首次,可為通道城市的區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控工作提供一定的理論參考。

1 材料和方法

1.1 資料來源

空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)逐時資料選用 2017—2019年株洲市6個國家環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)位數(shù)據(jù)的平均值，數(shù)據(jù)來自湖南省株洲生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心。氣流軌跡資料來自全球資料同化系統(tǒng)(GDAS) 數(shù)據(jù)(ftp://arlftp.arlhq.noaa.gov/pub/archives/gdas1)，由美國國家環(huán)境預(yù)報中心(NCEP)提供，該數(shù)據(jù)的氣象要素包括氣壓、溫度、相對濕度、風(fēng)速等，垂直方向分23 層，空間分辨率為 0.5°×0.5°，每 6 h記錄1次，記錄時間分別為00：00，06：00，12：00 和 18：00。

1.2 Hysplit模型與后向軌跡模擬

后向軌跡模擬使用Hysplit軟件，該模型是歐拉和拉格朗日混合型的擴(kuò)散模式，擁有較完整的輸送、擴(kuò)散和沉降過程[13-14]，目前已普遍用于空氣污染物傳輸路徑與來源分析[15-16]。以株洲市(27.9 °N，113.2 °E) 作為模擬受點(diǎn)，軌跡起始高度距離地面10 m，利用 NCEP 的GDAS氣象數(shù)據(jù)計算 2017—2019年每年特護(hù)期(10月16日至次年3月15日)每天 24 h到達(dá)株洲市的 72 h后向氣流軌跡。72 h后向氣流軌跡可以很好地反映污染物跨區(qū)域輸送的特征[17-18]，并涵蓋二次污染物的生命周期。

1.3 分析方法

聚類分析、PSCF和CWT分析均使用MeteoInfo軟件的TrajStat[19]插件完成，算法采用歐氏距離法，將研究區(qū)網(wǎng)格化成 0.1°×0.1°的水平網(wǎng)格，利用 TrajStat插件對株洲市進(jìn)行聚類分析、PSCF和CWT分析，得到不同輸送通道的類型特征和潛在源區(qū)。

1.4 潛在源區(qū)貢獻(xiàn)分析( PSCF)

PSCF基于氣團(tuán)后向軌跡計算辨認(rèn)污染物源區(qū)[20-23]，被應(yīng)用于TrajStat插件。PSCF值計算公式見式(1)。

PSCFij=mij/nij

(1)

式中：PSCFij——潛在源區(qū)貢獻(xiàn)因子；mij——經(jīng)過網(wǎng)格ij的污染軌跡數(shù)；nij——經(jīng)過網(wǎng)格ij的所有軌跡數(shù)。

將 AQI的日平均值二級標(biāo)準(zhǔn)限值(100) 作為軌跡是否為污染軌跡的判定標(biāo)準(zhǔn)，即經(jīng)過某個網(wǎng)格的氣團(tuán)軌跡到達(dá)株洲所對應(yīng)的污染物濃度超過二級標(biāo)準(zhǔn)限值時，該軌跡為污染軌跡，反之為清潔軌跡。PSCF 的高值網(wǎng)格區(qū)被認(rèn)為是影響株洲市空氣污染的潛在源區(qū)。PSCF 是一種條件概率，當(dāng)某些偏遠(yuǎn)網(wǎng)格的軌跡整體滯留時間少時，結(jié)果有很大的不確定性。因此引入Wij(權(quán)重因子)[5]使不確定性降低，當(dāng)某一個網(wǎng)格中nij小于所選研究區(qū)每個網(wǎng)格內(nèi)平均軌跡端點(diǎn)數(shù)量的3倍時[24]，就應(yīng)利用Wij計算以減小 PSCF 的不確定性。計算公式見式(2)—(3)。

WPSCF =Wij×PSCFij

(2)

(3)

式中：WPSCF ——權(quán)重潛在源貢獻(xiàn)因子；Wij——權(quán)重因子。

1.5 濃度權(quán)重軌跡分析(CWT)

PSCF法在反映網(wǎng)格污染軌跡方面有局限性，當(dāng)污染物濃度高于所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)時，網(wǎng)格單元的權(quán)重可以相同，不能很好地反映污染軌跡的污染程度，因此利用CWT計算軌跡的權(quán)重濃度來彌補(bǔ)不足，定量給出每個網(wǎng)格的平均權(quán)重濃度，定量反映不同軌跡的污染程度[25]。計算公式見式(4)。

(4)

式中：Cij——單元網(wǎng)格ij的平均權(quán)重濃度；l——軌跡；M——軌跡總數(shù)；Cl——軌跡l經(jīng)過單元網(wǎng)格ij時對應(yīng)的污染物質(zhì)量濃度;τijl——軌跡l在網(wǎng)格ij的停留時間[26-27]。

采用與 PSCF相同的權(quán)重因子Wij，以減小Cij的不確定性。計算公式見式(5)。

WCWT =Cij×Wij

(5)

式中：WCWT——加權(quán)濃度權(quán)重軌跡值。

1.6 PSCF值和CWT值的物理意義及分析關(guān)鍵

PSCF值和CWT值的計算和物理意義見圖1。由圖1可見，假如圖中所示網(wǎng)格點(diǎn)內(nèi)有3條軌跡經(jīng)過，每條軌跡對應(yīng)的AQI值分別為80，140和180，在網(wǎng)格內(nèi)有4個時間節(jié)點(diǎn)。如果以AQI>100作為污染判斷標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)PSCF定義，則這個網(wǎng)格點(diǎn)的PSCF值=3/4=0.75，PSCF值越高(接近1)，則該網(wǎng)格點(diǎn)是目標(biāo)城市潛在源區(qū)的概率越高，最后引入W權(quán)重因子減小計算結(jié)果的不確定性。該網(wǎng)格點(diǎn)的CWT值=(80+140×2+180)/4=135，相對于PSCF值，CWT值可定量反映軌跡的污染程度，同樣引入W權(quán)重因子加以訂正。此外，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，做PSCF值和CWT值分析時，網(wǎng)格分辨率參數(shù)設(shè)置十分關(guān)鍵，該參數(shù)太高影響計算效率，太低易出現(xiàn)虛假信息，現(xiàn)設(shè)置網(wǎng)格距為0.1 °(經(jīng)緯度)。

圖1 網(wǎng)格點(diǎn)PSCF和CWT計算示意

2 結(jié)果與分析

2.1 后向軌跡分析

采用Hysplit軟件，設(shè)定目標(biāo)城市株洲的經(jīng)緯度為113.2 °E、27.9 °N，起始追蹤高度為10 m(近地層)，持續(xù)追蹤72 h，間隔時間1 h，每條軌跡上有72個時間節(jié)點(diǎn)。2017—2019年株洲特護(hù)期后向軌跡見圖2(a)(b)。圖2(a)是2017—2019年特護(hù)期全部后向軌跡，共有12 674條，軌跡的源頭范圍寬廣，圖2(b)是限制條件為僅顯示AQI>100的后向軌跡，其數(shù)量減少到4 051條，源頭范圍大幅縮小。這表明，當(dāng)株洲有污染發(fā)生時，風(fēng)速一般較小，潛在源區(qū)分布在上述縮小后的區(qū)域內(nèi)，且氣流以偏北風(fēng)為主。

圖2 2017—2019年株洲特護(hù)期后向軌跡

2.2 后向軌跡聚類統(tǒng)計

利用MeteoInfo模型對2017—2019年株洲特護(hù)期內(nèi)共12 674條軌跡采取歐氏距離法進(jìn)行聚類統(tǒng)計，共分為5大類，分別設(shè)置AQI標(biāo)準(zhǔn)為AQI>100(輕度及以上污染)和AQI>200(重度及以上污染)，輸入對應(yīng)時間的AQI數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)計，結(jié)果見表1。2017—2019年株洲特護(hù)期后向軌跡聚類見圖3。

圖3 2017—2019年株洲特護(hù)期后向軌跡聚類

由表1可見，AQI小時均值為89.20，其中1類軌跡最多，有3 684條，占29.07%，4類軌跡最少，僅286條，占2.26%。從AQI小時均值來看，5類軌跡最高，達(dá)97.71，接近輕度污染。結(jié)合圖3可見，5類軌跡起源于湖北中部的荊門至武漢一帶，途經(jīng)岳陽、益陽、長沙等地，這些城市都屬于我國中部地區(qū)，人口稠密，經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)，且風(fēng)速較小(1.15 m/s)；從垂直方向看，此類軌跡高度較低，起始高度在965 hPa附近，后逐漸降低，至-40 h時接近1 000 hPa，一般情況下，地面氣壓為1 020 hPa，則1 000 hPa高度大約在50～100 m處，此高度處于混合層內(nèi)，這類軌跡至-40 h之后即受地面污染源影響較大，對應(yīng)通過的城市為岳陽、益陽、常德、長沙、湘潭等。因此可以認(rèn)為，上述幾個城市的排放對株洲市污染物輸送貢獻(xiàn)較大，須重點(diǎn)監(jiān)控。

表1 株洲特護(hù)期后向軌跡聚類統(tǒng)計

3類軌跡AQI均值最低，為59.31，這一類軌跡起源于山東，途經(jīng)河南、安徽、湖北，最后進(jìn)入湖南，雖然其末端基本與第5類軌跡重合，但因?yàn)檫@類軌跡風(fēng)速較大(平均4.6 m/s)，大氣擴(kuò)散條件較好，一般出現(xiàn)在冷鋒南下之后，冷高壓控制初期，所以期間空氣質(zhì)量較好。此外，1類和2類軌跡占比較大，分別占29.07%和25.58%，1類軌跡起源于湖南、湖北、江西三省交界，先向南然后向西進(jìn)入湖南，此路徑下為人跡罕至的山區(qū)，空氣質(zhì)量相對較好。

1，2，3，5類后向軌跡高度隨時間的變化見圖4。結(jié)合圖3和圖4可見，1類軌跡路徑為弱東北風(fēng)，且臨近時刻下沉較明顯，風(fēng)速約為1 m/s，10～0 h下降坡度較大。由表1和圖3可見，1類路徑下，當(dāng)AQI>200時，均值可達(dá)260.06，為最高。2類軌跡占25.58%，起源于河南省中部，包括鄭州、漯河、許昌、駐馬店等城市，是全國污染較嚴(yán)重的區(qū)域之一，這類軌跡平均風(fēng)速為2.3 m/s,1類和5類軌跡因?yàn)轱L(fēng)速較低，當(dāng)發(fā)生污染天氣時本地排放占主要因素，而2類軌跡因風(fēng)速適中，有利于上游污染物傳輸，因此這類軌跡下的重污染受上游城市排放影響較大，通常發(fā)生在弱冷空氣南下，或者強(qiáng)冷空氣影響初期。4類軌跡起源于蒙古西部經(jīng)黃土高原過秦嶺最終進(jìn)入湖南，起始高度在700 hPa以上，距離遠(yuǎn)，風(fēng)速大，此類軌跡對應(yīng)高空污染物的長距離輸送，通常發(fā)生在北風(fēng)較大或者北方有沙塵暴影響的時期，占比2.26%。

注：軌跡顏色與圖3對應(yīng)圖4 4類后向軌跡高度隨時間的變化

2.3 各月份權(quán)重潛在源區(qū)貢獻(xiàn)因子(WPSCF)分析

設(shè)定PSCF網(wǎng)格區(qū)域?yàn)?00—125 °E，20—45 °N，網(wǎng)格大小為0.1 °(經(jīng)緯度)，AQI標(biāo)準(zhǔn)設(shè)為100，區(qū)域內(nèi)共有25 000個網(wǎng)格點(diǎn)，1個月按30 d計，可計算Weight PSCF的中間值為3×30×24×72/25 000≈6，因此End Point設(shè)為：24,6,3，其他參數(shù)保持不變。將2017—2019年3年內(nèi)3個1月合并共計93 d，3個2月合并,共計84 d，3月以及10，11，12月同樣合并天數(shù)，做出6個WPSCF分析，結(jié)果見圖5(a)—(f)。因?yàn)镻SCF是一種條件概率，對研究的目標(biāo)城市株洲而言，某地的WPSCF值表示當(dāng)軌跡經(jīng)過該地時，該地是株洲污染物的潛在源區(qū)的概率。

由圖5可見，1月和12月的WPSCF值最高，高值區(qū)域較連續(xù)，呈片狀或帶狀分布，其他4個月WPSCF值較低，高值區(qū)域呈點(diǎn)狀分布，相對較為分散。(1)1月，近距離潛在源區(qū)有株洲南部的攸縣-衡山縣一線(WPSCF值為0.8～0.9)，株洲西部的湘潭縣-衡陽市一線(WPSCF值為0.6～0.7)；中距離潛在源區(qū)有湖北境內(nèi)的武漢及其周邊城市群(WPSCF值>0.8)；遠(yuǎn)距離潛在源區(qū)位于鄭州及附近(WPSCF值為0.7～0.8)。當(dāng)1月份偏南風(fēng)風(fēng)速較小時，近距離的攸縣-衡山縣一帶極有可能成為株洲的潛在源區(qū)。(2)2月，潛在源區(qū)面積擴(kuò)大，WPSCF值下降。偏北方向潛在源區(qū)面積大小與1月相當(dāng)，但是WPSCF值下降至0.4～0.5；偏南方向范圍擴(kuò)大，最南端到達(dá)廣東、廣西兩省北部,向東擴(kuò)展到南昌附近,往西到達(dá)湘中的婁底等地，WPSCF值下降至0.4左右。(3)3月，WPSCF值與2月相比進(jìn)一步降低，但仍須注意湘潭、長沙、湘鄉(xiāng)等地的潛在源，西南方向的永州附近WPSCF值較高，也須加以關(guān)注。(4)10—11月，以偏北方向的潛在源為主，WPSCF值為0.4～0.6，強(qiáng)度一般。(5)12月，是株洲污染較嚴(yán)重的月份(僅次于1月)，因此12月的潛在源區(qū)分布具有代表性。12月WPSCF圖中有2條比較清晰的WPSCF高值帶，一長一短、一左一右、一實(shí)一虛，左邊長的、實(shí)的高值帶起源于河南省中北部的鄭州，這條路徑WPSCF值為0.7～0.8，明顯比周圍高出0.1～0.2，它一路蜿蜒向南發(fā)展，經(jīng)平頂山，過南陽，再經(jīng)襄陽進(jìn)入湖北省，以蛇形路徑前進(jìn)，過荊州，跨長江，經(jīng)岳陽華容縣進(jìn)入湖南省，再過常德、益陽、湘潭、長沙等以弧形路徑到達(dá)株洲。右邊短的高值帶，起源于湖南、湖北、江西三省交界處，看似粗短且比左邊的更強(qiáng)，實(shí)質(zhì)上與前文聚類分析的1類路徑對應(yīng)，它起源于三省交界的幕阜山山區(qū)，此處山峰多在千米以上，空氣質(zhì)量較好，是潛在源的可能性較小，而株洲出現(xiàn)污染的原因是弱東北風(fēng)下沉逆溫導(dǎo)致的靜穩(wěn)天氣形勢下本地污染排放累積和細(xì)微顆粒物二次生成，因此，這是一條虛的通道。當(dāng)然，實(shí)際工作中，當(dāng)出現(xiàn)弱的東北風(fēng)控制下的靜穩(wěn)天氣形勢時，還應(yīng)該注意東北方向上近距離的醴陵、萍鄉(xiāng)、瀏陽等地污染物的輸送。

2.4 各月份加權(quán)濃度權(quán)重軌跡(WCWT)分析

網(wǎng)格點(diǎn)的WPSCF值反映潛在源污染概率的高低，不能體現(xiàn)對目標(biāo)城市的污染貢獻(xiàn)水平，作為補(bǔ)充，WCWT是對潛在源網(wǎng)格進(jìn)行軌跡的污染指數(shù)AQI的加權(quán)計算，表示對目標(biāo)城市污染貢獻(xiàn)的強(qiáng)弱。2017—2019年株洲特護(hù)期各月份WCWT分析見圖6(a)—(f)。由圖6可見，網(wǎng)格區(qū)域?yàn)?00—125 °E、20—45 °N，網(wǎng)格大小為0.1°×0.1°經(jīng)緯度，End Point設(shè)為24,6,3，Weighting Method Reduce Ratio設(shè)為0.8,0.45,0.05，其他參數(shù)保持不變，WCWT值越大，顏色越深，表明該區(qū)域?qū)χ曛薜奈廴疚餄舛鹊呢暙I(xiàn)越大。

由圖6可見，特護(hù)期6個月中，污染物潛在源區(qū)面積大、貢獻(xiàn)強(qiáng)的是1月和12月，這與株洲污染指數(shù)的月變化特征一致；同時，1月和12月出現(xiàn)污染的概率最高，也與WPSCF分析一致。其中1月的高值區(qū)在偏北方向的中近距離上呈扇形分布，表明在此扇形內(nèi)的湖南東北部、湖北東部、江西西北部等大片區(qū)域都是可能的污染物潛在源區(qū)。在較遠(yuǎn)距離的河南、安徽等省份呈指狀分布，表明1月除鄭州外，安徽的阜陽、蚌埠等城市也是潛在源區(qū)的可能性較大。12月的WCWT高值帶同樣分為2條，而且比WPSCF的形狀更為粗壯和寬廣，左邊蜿蜒曲折的帶狀高值區(qū)即為北方污染物影響長株潭城市群的主要傳輸通道，它邊緣清晰、形狀獨(dú)特，起源于河南、安徽，途經(jīng)湖北中部，由洞庭湖湖口進(jìn)入湖南，最終影響長株潭，右邊一條同樣為虛假的高值帶，對應(yīng)本地污染排放。

10—12月的污染物潛在源區(qū)基本分布在株洲以北，而1—3月，除了北部有潛在源區(qū)分布外，株洲以南也存在成片分布，尤其是1和2月，南部的衡陽、郴州附近有一高值區(qū)十分明顯，其強(qiáng)度甚至超過北方的源區(qū)，值得引起重視，3月南部的潛在源區(qū)延伸至華南沿海。分析出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是，株洲10—12月冬季偏北風(fēng)占絕對主導(dǎo)地位，偏南風(fēng)很弱，基本可以忽略不計，因此，分析上游區(qū)域時只需考慮偏北方向的輸送。1—3月，隨著季節(jié)的更替，雖然大部分時間還是以偏北風(fēng)為主，但夏季風(fēng)也在逐漸加強(qiáng)，將南方城市的污染物向北輸送。

2.5 傳輸通道真實(shí)性檢驗(yàn)

為檢驗(yàn)WPSCF分析的傳輸通道的真實(shí)性，特選取2017年12月3—5日長株潭重污染過程進(jìn)行檢驗(yàn)，該過程輸送通道城市AQI時間序列見圖7。

圖7 2017年12月3—5日輸送通道城市AQI時間序列

由圖7可見，本次污染過程持續(xù)時間較短(1 d)，有弱冷空氣帶動污染物向南輸送，同時也有本地排放因素的影響。通道城市根據(jù)緯度高低，由北向南分別為鄭州、南陽、襄陽、荊州、常德、益陽、長沙、株洲。從3日11時開始，至4日23時，AQI由北向南依次上升的序列較為清晰。由此可見，本次過程中區(qū)域輸送的影響較大，而且傳輸軌跡與前文分析較為一致。

3 結(jié)論

(1) 對2017—2019年3年特護(hù)期內(nèi)12 674條軌跡采取歐氏距離法進(jìn)行聚類統(tǒng)計，共分為5大類，其中1，2，5類軌跡占比較大，AQI平均值較高，1，5類軌跡因風(fēng)速低，發(fā)生污染天氣時本地排放占主要因素，而且1類軌跡下降坡度大，易導(dǎo)致下沉逆溫形成靜穩(wěn)形勢，加劇污染累積。2類軌跡因風(fēng)速適中(2.3 m/s)，恰好有利于上游污染物傳輸，因此這類軌跡下的重污染受上游城市排放影響較大，通常發(fā)生在弱冷空氣南下，或者強(qiáng)冷空氣影響初期。3類軌跡AQI均值低，這類軌跡風(fēng)速較大，達(dá)4.6 m/s，大氣擴(kuò)散條件較好，一般出現(xiàn)在冷鋒南下之后，冷高壓控制初期。4類軌跡占比小，對應(yīng)高空污染物的長距離輸送。

(2) WPSCF分析表明，整個特護(hù)期6個月中，只有1和12月的WPSCF值較高，高值區(qū)域較連續(xù)，呈片狀或帶狀分布，其他4個月WPSCF值較低，高值區(qū)域呈點(diǎn)狀分布，相對分散。12月的WPSCF值分布具有代表性，有2條較清晰的高值帶，一長一短、一左一右、一實(shí)一虛，左邊長的、實(shí)的高值帶起源于河南省中北部的鄭州，它一路向南發(fā)展，經(jīng)平頂山，過南陽，再經(jīng)襄陽進(jìn)入湖北省，以蛇形路徑前進(jìn)，過荊州，跨長江，經(jīng)岳陽華容縣進(jìn)入湖南省，再過常德、益陽、湘潭、長沙等地以弧形路徑到達(dá)株洲，這條路徑是12月北方污染物向南輸送影響長株潭的主要傳輸通道。右邊短的高值帶是一條虛的通道，起源于湖南、湖北、江西三省交界處，與聚類分析的1類路徑對應(yīng)，對應(yīng)弱東北風(fēng)下沉逆溫導(dǎo)致的靜穩(wěn)天氣形勢下本地排放累積。

(3) WCWT分析表明，污染物潛在源區(qū)面積大、貢獻(xiàn)強(qiáng)的月份同樣是1和12月，1月的高值區(qū)在中、近距離上偏北方向呈扇形分布，表明在此扇形內(nèi)的湖南東北部、湖北東部、江西西北部都是可能的潛在源區(qū)，在較遠(yuǎn)距離上的河南、安徽等省份呈指狀分布，鄭州、阜陽、蚌埠等城市是潛在源區(qū)的可能性較大；12月的WCWT高值帶同樣分為2條，左邊蜿蜒曲折的帶狀高值區(qū)即為北方污染物影響長株潭城市群的主要傳輸通道，它邊緣清晰、形狀獨(dú)特，比WPSCF分析的通道更寬廣，右邊同樣為虛假的高值帶，對應(yīng)本地污染排放。10—12月的潛在源區(qū)主要分布在偏北方向，而1—3月，除了偏北方向外，偏南方向也存在成片的源區(qū)。

(4)通過2017年12月3—5日重污染個例檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，傳輸軌跡與WPSCF分析的傳輸通道較為一致。