冬季空氣質(zhì)量差的原因

　步入夏季，我們可以感覺到空氣能見度提高，霧霾天的數(shù)量相比冬季明顯減少。

　　此前由中國社會科學(xué)院、中國氣象局聯(lián)合發(fā)布的《氣候變化綠皮書：應(yīng)對氣候變化報告（2013）》（以下簡稱“綠皮書”）指出，近50年來中國霧霾天氣總體呈增加趨勢。其中，霧日數(shù)呈明顯減少，霾日數(shù)明顯增加，且持續(xù)性霾過程增加顯著。綠皮書稱，2001年至2012年的監(jiān)測平均值，均為1961年至2000年監(jiān)測平均值的兩倍以上，其中，持續(xù)6天霾的過程，監(jiān)測數(shù)據(jù)是對比數(shù)據(jù)的3.1倍。數(shù)據(jù)還顯示，我國霧霾天成因呈明顯的季節(jié)性，冬季里霾的天數(shù)占全年霾天總數(shù)的42.3%。

　　而中國氣象科學(xué)研究院、中國氣象局等部分專家對北京地區(qū)PM2.5的成分特征及來源分析結(jié)果也顯示，受不同的季節(jié)污染源排放，降水，風(fēng)速等大氣擴(kuò)散條件影響，PM2.5的濃度呈秋冬季高，夏季低的趨勢。月濃度最高值出現(xiàn)在秋冬季節(jié)的11月、12月和1月份，低值出現(xiàn)在夏季的7月、8月。

圖：PM2.5質(zhì)量濃度的季節(jié)變化

 　　那么，究竟是什么原因?qū)е聝蓚€季節(jié)的PM2.5濃度存在如此明顯的差異？

　　影響PM2.5濃度變化的主要是兩個原因：污染源排放和氣象條件，受這兩個條件影響，PM2.5濃度存在明顯的季節(jié)變化特征。雖然南北方因為濕度、溫度的日變化和季節(jié)變化規(guī)律不同，在具體的數(shù)值上會有差異，但總體趨勢大致相同，表現(xiàn)為秋冬季高，夏季低。

　　一、氣象和擴(kuò)散條件

　　1、逆溫

 

　　論氣象條件對PM2.5濃度變化的影響，逆溫起到關(guān)鍵作用。什么是逆溫？通常情況下，氣溫隨著海拔升高而降低，下層空氣較熱，上層空氣較冷，冷空氣重會下沉，熱空氣輕會上浮，就形成了對流。但在某些時候，比如秋冬季夜間，因為地面溫度急劇降低，導(dǎo)致貼近地面的下層大氣溫度很低，上層空氣降溫沒那么快，反而溫度比下層高，發(fā)生“氣溫的逆轉(zhuǎn)”現(xiàn)象。這種下冷上熱的逆溫層結(jié)一旦形成，空氣無法上下對流，污染物就很難擴(kuò)散。

　　冬季地面對于大氣是冷源，尤其是夜間輻射降溫明顯，近地面的大氣溫度比上層大氣溫度低，造成大氣層結(jié)穩(wěn)定，空氣無法上下對流，污染物積聚就很難擴(kuò)散。夏季則相反，地面對于大氣是熱源，大氣垂直運(yùn)動活躍，加上氣旋（溫帶氣旋&熱帶氣旋）活動頻繁，就不易出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象。

　　2、降雨和風(fēng)力

　　夏季氣旋（溫帶氣旋&熱帶氣旋）活動頻繁，水汽輸送好，利于產(chǎn)生降水，較頻繁的降雨及大風(fēng)天氣，有利于PM2.5的擴(kuò)散和清除，因而一年中夏季的PM2.5濃度最低。而與夏季的暴雨相比，冬季氣團(tuán)干燥，不利于形成降水，降雨量少且持續(xù)時間較短，風(fēng)速和風(fēng)力較小，對空氣中污染物的沖刷效果不明顯，也是導(dǎo)致PM2.5濃度居高不下的原因之一。

　　二、污染物排放

　　1、采暖期燃煤取暖

　　冬季，本地污染物排放濃度高、強(qiáng)度大，尤其是北方地區(qū)氣溫偏低，多采用煤炭取暖，燃煤量顯著升高，排放的煤煙粉塵在逆溫層天氣下蓄積不散。

　　2、機(jī)動車尾氣排放增加

　　相比夏季，冬季由于氣溫降低，使得汽車發(fā)動機(jī)工作循環(huán)的氣體壓力與溫度不高，混合氣體的燃燒速度減慢，引起不完全燃燒，機(jī)動車尾氣排放增加，從而導(dǎo)致PM2.5及其前體物（二氧化硫、氮氧化物、VOCs等）的排放量增加。