谈双鸭山市气象特征及地形特征对空气质量的影响

钟海霞

关键词：地形特征气象特征空气质量影响

1双鸭山市空气质量现状

对双鸭山市2008年空气环境质量评价得出：市区二氧化硫还有73％的环境容量，二氧化氮还有68％的环境容量，可吸人颗粒物环境容量还有27％，双鸭山市空气环境质量主要受控于可吸人颗粒物。污染时段以冬季采暖期为主，这个时段是影响环境空气质量的主要时段，而在非取暖期污染较轻，表明环境空气污染是煤烟型污染。

空气环境质量监测区域范围是市政府所在地一尖山区，该区域内的工业及生活污染源是市区大气污染的主要来源。根据市监测站的监测结果，尖山区工业及生活污染源向大气环境排放的污染物量烟尘分别是210.54吨/年和10771吨/年，二氧化硫分别是535.2吨/年和2216吨/年，二氧化氮分别是607.5吨/年和1003吨/年。

从上述数据可以看出，生活污染源的烟尘排放量是工业污染源排放量的51.1倍，生活污染源二氧化硫排放量是工业污染源排放量的4.41倍，生活污染源二氧化氮排放量是工业污染源排放量的1.65倍，这说明生活污染源的排放量是市区大气污染的主要部分。由于总悬浮颗粒物是大气中的主要污染物，而生活污染源排放的烟尘量又是最大，所以生活污染源是双鸭山市空气环境质量的主要污染源。

2气象特征与地形特征对空气质量的影响

2.1气象特征与空气污染双鸭山市位于东北半球中纬度地区，常年受季风和西伯利亚寒流影响，属湿润寒温带大陆性季风气候，因此温度变化差异大，季节性气候变化明显。冬季长而寒冷，夏季短促较温暖，春秋两季气候多变。春季多大风天气，少雨干旱，最大风速可达18m/s，秋季多雨，降温急剧，无霜期短。全年平均气温为3．2cC，主要风向是SSW风，出现频

率为22％，SW风频率为12％，E风出现频率最小，只占1％，年均风速为4.1m/s。冬季大气以中性D类稳定度为主，出现频率为34.87％，其次是较稳定的E类，出现频率为28.84％。夏季仍以中性D类稳定度为主，出现频率达60.76％，其次是不稳定的B类，出现频率为11.87％。风随高度的变化在250米以下遵循指数规律，冬季逆温在晚20点就地面生成，强度较弱，随着深夜的来临，逆温逐渐加强，在早晨6点最强，平均强度为3.3℃/100mn，逆温一直可持续到早晨8点以后逐渐减弱以至消失。气象特征与大气污染有着密切联系，风向、风速、大气稳定度、逆温层的生消规律等直接影响到大气污染物的扩散过程，大气污染物浓度的空间分布和随时间的变化规律，也都可以从气象因素上找到答案。

采暖期污染较重是因为采暖期燃煤量大、低矮分散的面源多的缘故，同时气象因素也起着相当大的作用：冬季较稳定的E类大气稳定度出现的频率高达28.84％，当逆温天气形成时，在稳定的大气中的污染物不易扩散，而冬季燃煤量大，污染物排放量大，这样，污染物不断积累在局部的空气中，从而使得采暖期的大气污染较重，大气环境质量显著下降。

2.2地形特征与局地污染在山区，地形特征对局地大气污染过程也起着重要作用。与平原地区不同，山区由于地形起伏的坡度、高度、方位与山谷走向、大小的影响，使山区风场和温度场分布很不均匀，在白天，接受太阳辐射多的坡面上的气温比相同高度周围空气温度高，夜间的情况相反，坡面因辐射失热，使坡面温度比周围大气的温度低，从而形成逆温，由于下

垫面增热和冷却的不一致会影响流场，形成各种尺度的局地环流。其中范围较大的是有明显日变化的山谷风环流。此外，不引起比较短暂的尺度更小的环流。

城区座落在浅山丘陵地带，谷地与山岭的相对高差在100-300米之间，河谷呈南北走向，与主导风向有22.5°的交角，城市建筑主要分布在谷底至东侧的山坡上。城市的东、南、西三面是起伏连绵、形态各异的大小山岭，北面是宽阔平坦的三江平原。

山区逆温的特点与局地地形有密切联系，市区周围的山虽不算高，但低层大气的温度层结与平原相比也有明显差别，夜间常出现很强的逆温。由于地形的作用使辐射逆温增强，夜间山坡冷却很快，冷空气沿山坡下滑，在谷底积聚，谷底热空气被抬起而形成逆温，逆温发展的速度比平原快，逆温层厚度、强度更大。因地形的阻挡，河谷和凹地的风速很小，也有利于逆温的形成，由于地形对日照的遮挡，山区开始形成逆温的时间比平原早，消散的时间比平原迟，一般在黄昏前后开始形成，随着时间的推移逆温层向上发展加厚，日出后逆温层自下而上逐渐消散。

南北走向的山谷中，两侧山坡受日照不均形成的横向环流可将夜间积聚的河谷上部的污染物、烟气导向地面，引起漫烟污染。由于夜间逆温，沿着河谷吹向下游的气流是稳定的，烟流抬升达到一定高度后不再升高，维持在这个高度上顺流而下，几乎没有什么扩散，这在清晨经常可以观察到这种现象，双鸭山矿务局矸石电厂的热电供热锅炉烟气向北漂移现象表现的最为明显。

日出以后，山谷两侧的山坡受太阳辐射很快增温，东侧山坡仍然较冷，于是形成局地环流，在整个山谷地带，上述环流几乎是同时发展，因此在几公里长的山谷中同时出现上部高浓度烟气带到地面的漫烟污染，浓度也大致相等。随着湍流混合的进一步加强，浓度逐渐降低。午后，局地环流逆转，东坡气流上升，西坡下沉，到晚19时出现另一次漫烟污染，此时上部烟气不象夜间稳定气层中的浓度那样高，漫烟造成的污染亦较低。

山区风场的空间结构十分复杂，山谷越深、山谷走向与梯度风向的交角越大，盛行风越难影响到谷内。象这样宽而浅的山谷地带，上下气流关系比较密切，但由于局地环流和地形阻挡作用，市区临近地点的风向常常不一致，甚至出现反向气流。梯度风较强时，不同地点风向的相关程度较高，风速小时，风向更加散乱而不规则，气流过山时流场将发生变化，过山后的气流会形成地形波，背风面会

出现明显的上升和下降气流，有时还会出现剧烈的湍流区，因此背风区的污染也是我市由于地形因素而存在的特殊污染过程。

2.3治理措施针对以上气象因素及地形特征的影响提出以下空气污染治理措施：

2.3.1很抓生活污染源的治理工作。抓住振兴东北老工业基地的机遇，尽快使我市大唐双鸭山热电二期项目上马，取缔90％以上分散锅炉房供热，减少分散、低矮的供热面积，防止取暖期因空气稳定度大、局地环流，使得污染物不易扩散，而导致的逆温层的形成。

2.3.2加强对洁净煤技术政策上的扶持。对洁净煤技术生产实行减免税等政策优惠，鼓励和促进洁净煤技术的发展。提高环境标准要求和排污收费标准，迫使用户通过使用洁净煤来减少排污。

2.3.3调整能源结构。利用最新技术成果，推广清洁能源，提高电和煤气的使用率。

2.3.4建议在市区各山的背风区的风向内，控制建工厂，或不建工厂，防止由山的背风区引起漫烟局部污染。

3结论

冬季燃煤量大，污染物排放量大，空气较稳定的取暖期，以及山风、谷风及局地环流，使得污染物不易扩散，污染物不断积累在局部的空气中，使得采暖期的空气污染较重，空气环境质量显著下降。减少低矮、分散供热面源，到2009年末，使集中供热面积达到92．2％是控制空气污染主要措施。

参考文献：

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[2]孟燕军.影响北京大气污染物变化的地面天气形势分析[J].气象.2002.28(4).44．