為什么夏天的霧霾情況比冬天要好些?
步入夏季,我們可以感覺到空氣能見度提高,霧霾天的數量相比冬季明顯減少。
此前由中國社會科學院、中國氣象局聯合發(fā)布的《氣候變化綠皮書:應對氣候變化報告(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,霧日數呈明顯減少,霾日數明顯增加,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)測數據是對比數據的3.1倍。數據還顯示,我國霧霾天成因呈明顯的季節(jié)性,冬季里霾的天數占全年霾天總數的42.3%。
而中國氣象科學研究院、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果也顯示,受不同的季節(jié)污染源排放,降水,風速等大氣擴散條件影響,PM2.5的濃度呈秋冬季高,夏季低的趨勢。月濃度最高值出現在秋冬季節(jié)的11月、12月和1月份,低值出現在夏季的7月、8月。
圖:PM2.5質量濃度的季節(jié)變化
那么,究竟是什么原因導致兩個季節(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,在具體的數值上會有差異,但總體趨勢大致相同,表現為秋冬季高,夏季低。
一、氣象和擴散條件
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”現象。這種下冷上熱的逆溫層結一旦形成,空氣無法上下對流,污染物就很難擴散。
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,造成大氣層結穩(wěn)定,空氣無法上下對流,污染物積聚就很難擴散。夏季則相反,地面對于大氣是熱源,大氣垂直運動活躍,加上氣旋(溫帶氣旋&熱帶氣旋)活動頻繁,就不易出現逆溫現象。
2、降雨和風力
夏季氣旋(溫帶氣旋&熱帶氣旋)活動頻繁,水汽輸送好,利于產生降水,較頻繁的降雨及大風天氣,有利于PM2.5的擴散和清除,因而一年中夏季的PM2.5濃度最低。而與夏季的暴雨相比,冬季氣團干燥,不利于形成降水,降雨量少且持續(xù)時間較短,風速和風力較小,對空氣中污染物的沖刷效果不明顯,也是導致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,機動車尾氣排放增加,從而導致PM2.5及其前體物(二氧化硫、氮氧化物、VOCs等)的排放量增加。