2015—2016河北省中南部污染物输送技术研究
靳甜甜++李二杰++刘晓慧
摘要：利用河北省环保局环境监测站提供的AOI值逐日数据，基于Hysplit模式对河北省不同区域、不同高度的气团进行聚类分型，得到污染季影响河北省的主要气团。统计结果表明：2015年和2016年的11次重污染过程气团轨迹主要分为以下4类，南部、西部、东部和区域间短距离输送型，其中重污染过程中，以南部和区域间短距离输送为主，西部和东部输送也有一定的影响。
关键词：河北省中南部；重污染过程；气团聚类分型；污染输送
中图分类号：X16 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）01-0086-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.050
Study on contaminants delivery in central south of hebei province from 2015 to 2016
Jin Tiantian1， Li Erjie 2， Liu Xiaohui 2
（Qinhuangdao Meteorological Bureau， Qinhuangdao Hebei 060000，China； 2.Hebei Provincial Environmental Meteorology Center， Shijiazhuang Hebei 050021，China）
Abstract： Based on the daily data of AOI provided by Environmental Monitoring Station of Environmental Protection Bureau of Hebei Province， the air mass of different regions and altitudes in Hebei Province was clustered and classified based on Hysplit model， and the main air mass affected Hebei Province during the polluted season. The statistical results show that the air mass trajectories of 11 heavy polluting processes in 2015 and 2016 are mainly divided into the following four categories： short， medium， short and long Transport-based， the western and eastern transport also have a certain impact.
Key words： Central South of Hebei Province； Heavy polluting process； Gas cluster clustering； Pollution transport
近年來，华北地区秋冬季重污染天气频发，其中河北中南部地区是污染的重灾区。在排放源变化不大的情况下，气象条件对重污染天气起着重要的影响作用。目前，国内外学者研究表明：气象要素与污染物的聚集、传输、扩散、干湿沉降等密切相关[1-2]。静稳的天气形势，稳定的大气层结会引起重污染天气，气象条件与重污染天气的关系研究较多，但是河北省的重污染天气的出现除受气象条件的影响外，大气污染物的输送作用[3-4]也是一个重要的诱因。但目前对于输送污染研究相对较少，研究污染物的输送对重污染天气的治理和管控有重要意义。
1 资料来源
基于Hysplit模式对河北省不同区域、不同高度的气团进行聚类分型。环境数据采用河北省环境保护厅提供的环境监测站 AQI小时均值和日均值资料。
2 技术方法
（1） Hysplit模式可以得到不同区域，不同季节气团的来向。
（2） 对气团轨迹进行聚类分型，得到影响我省不同气团所占的比例。
3 污染过程统计
三个地市连续三天AQI日均值超过200记为一个重污染过程。Hysplit对48h后向轨迹进行聚类分型，筛选出重污染过程参与计算。2015年：1月13-16日，2月13-15日，11月13-15日，12月6-8日；2016年：1月8-10日，3月16-18日，11月17-19日，12月15-17日，12月20-22日，12月28-31日，共11次重污染过程。
4 污染类型及输送路径
将2015和2016年发生在河北中南部地市的重污染天气过程气团进行聚类分型，得到重污染天气的污染类型和气团轨迹。图1显示，输送型污染主要有以下几种类型：
Ⅰ：南部输送型，气团主要来自河南。南部气流一方面携带了充沛的水汽，相对湿度增加会使污染加重，另一方面将南部的污染物输送到河北地区。
图1 河北中南部的重污染天气过程气团聚类分型
Ⅱ：偏东输送型，气团主要来自鲁西北地区。偏东路径主要会导致我省东南部地区污染，在衡水、邢台一带会产生辐合，加重污染。
Ⅲ：西部输送型，气团主要来着山西，受地形影响，经过太行山的阻挡和背风坡的下沉气流的影响，污染物容易在我省西部地区聚集，主要为较大颗粒PM10，多发生在春季。
Ⅳ：区域间短距离输送型，该类型主要是我省中南部地市间的相互输送，由于地形原因，在地面气压场较弱的情况下，石家庄、衡水和保定一带会存在明显的风向辐合，使得污染物在这一带聚集，污染相互影响。
5 结论与讨论
（1）2015年和2016年共11次重污染过程，主要分为局地污染和
传输污染。（2）输送型污染主要有南部输送型、偏东输送型、西部输送型、区域间短距离输送型4类输送路径。污染天气过程中以南部和区域间短距离输送造成的污染较多。
参考文献
[1] WANG Xinming，DING Xiang，FU Xiaoxin，et al. Aerosol scattering coefficients and major chemical compositions of fine particles observed at a rural site in the central Pearl River Delta，South China[J]. Journal of Environmental Sciences，2012，24 （ 1 ） ： 72- 77.
[2] TAO Jun，CHENG Tiantao，ZHANG Renjian. Chemical composition of summertime PM2. 5 and its relationship toaerosol optical properties in Guangzhou，China[J]. Atmospheric and Oceanic Science Letters，2012，5（ 2） ： 88-94.
[3]朱彬，苏继峰，韩志伟等.秸秆燃烧导致南京及周边地区一次严重空气污染过程分析[J].中国环境科学，2010，30（5）：585-592.
[4]朱佳雷，王体健，邢莉等.江苏省一次重霾污染天气的特征和机理分析[J].中国环境科学， 2011，31（12）：1943-1950.
收稿日期：2017-11-21
作者简介：靳甜甜（1986-），女，硕士，助理工程师，研究方向为大气环境 。
摘要：利用河北省环保局环境监测站提供的AOI值逐日数据，基于Hysplit模式对河北省不同区域、不同高度的气团进行聚类分型，得到污染季影响河北省的主要气团。统计结果表明：2015年和2016年的11次重污染过程气团轨迹主要分为以下4类，南部、西部、东部和区域间短距离输送型，其中重污染过程中，以南部和区域间短距离输送为主，西部和东部输送也有一定的影响。
关键词：河北省中南部；重污染过程；气团聚类分型；污染输送
中图分类号：X16 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）01-0086-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.050
Study on contaminants delivery in central south of hebei province from 2015 to 2016
Jin Tiantian1， Li Erjie 2， Liu Xiaohui 2
（Qinhuangdao Meteorological Bureau， Qinhuangdao Hebei 060000，China； 2.Hebei Provincial Environmental Meteorology Center， Shijiazhuang Hebei 050021，China）
Abstract： Based on the daily data of AOI provided by Environmental Monitoring Station of Environmental Protection Bureau of Hebei Province， the air mass of different regions and altitudes in Hebei Province was clustered and classified based on Hysplit model， and the main air mass affected Hebei Province during the polluted season. The statistical results show that the air mass trajectories of 11 heavy polluting processes in 2015 and 2016 are mainly divided into the following four categories： short， medium， short and long Transport-based， the western and eastern transport also have a certain impact.
Key words： Central South of Hebei Province； Heavy polluting process； Gas cluster clustering； Pollution transport
近年來，华北地区秋冬季重污染天气频发，其中河北中南部地区是污染的重灾区。在排放源变化不大的情况下，气象条件对重污染天气起着重要的影响作用。目前，国内外学者研究表明：气象要素与污染物的聚集、传输、扩散、干湿沉降等密切相关[1-2]。静稳的天气形势，稳定的大气层结会引起重污染天气，气象条件与重污染天气的关系研究较多，但是河北省的重污染天气的出现除受气象条件的影响外，大气污染物的输送作用[3-4]也是一个重要的诱因。但目前对于输送污染研究相对较少，研究污染物的输送对重污染天气的治理和管控有重要意义。
1 资料来源
基于Hysplit模式对河北省不同区域、不同高度的气团进行聚类分型。环境数据采用河北省环境保护厅提供的环境监测站 AQI小时均值和日均值资料。
2 技术方法
（1） Hysplit模式可以得到不同区域，不同季节气团的来向。
（2） 对气团轨迹进行聚类分型，得到影响我省不同气团所占的比例。
3 污染过程统计
三个地市连续三天AQI日均值超过200记为一个重污染过程。Hysplit对48h后向轨迹进行聚类分型，筛选出重污染过程参与计算。2015年：1月13-16日，2月13-15日，11月13-15日，12月6-8日；2016年：1月8-10日，3月16-18日，11月17-19日，12月15-17日，12月20-22日，12月28-31日，共11次重污染过程。
4 污染类型及输送路径
将2015和2016年发生在河北中南部地市的重污染天气过程气团进行聚类分型，得到重污染天气的污染类型和气团轨迹。图1显示，输送型污染主要有以下几种类型：
Ⅰ：南部输送型，气团主要来自河南。南部气流一方面携带了充沛的水汽，相对湿度增加会使污染加重，另一方面将南部的污染物输送到河北地区。
图1 河北中南部的重污染天气过程气团聚类分型
Ⅱ：偏东输送型，气团主要来自鲁西北地区。偏东路径主要会导致我省东南部地区污染，在衡水、邢台一带会产生辐合，加重污染。
Ⅲ：西部输送型，气团主要来着山西，受地形影响，经过太行山的阻挡和背风坡的下沉气流的影响，污染物容易在我省西部地区聚集，主要为较大颗粒PM10，多发生在春季。
Ⅳ：区域间短距离输送型，该类型主要是我省中南部地市间的相互输送，由于地形原因，在地面气压场较弱的情况下，石家庄、衡水和保定一带会存在明显的风向辐合，使得污染物在这一带聚集，污染相互影响。
5 结论与讨论
（1）2015年和2016年共11次重污染过程，主要分为局地污染和
传输污染。（2）输送型污染主要有南部输送型、偏东输送型、西部输送型、区域间短距离输送型4类输送路径。污染天气过程中以南部和区域间短距离输送造成的污染较多。
参考文献
[1] WANG Xinming，DING Xiang，FU Xiaoxin，et al. Aerosol scattering coefficients and major chemical compositions of fine particles observed at a rural site in the central Pearl River Delta，South China[J]. Journal of Environmental Sciences，2012，24 （ 1 ） ： 72- 77.
[2] TAO Jun，CHENG Tiantao，ZHANG Renjian. Chemical composition of summertime PM2. 5 and its relationship toaerosol optical properties in Guangzhou，China[J]. Atmospheric and Oceanic Science Letters，2012，5（ 2） ： 88-94.
[3]朱彬，苏继峰，韩志伟等.秸秆燃烧导致南京及周边地区一次严重空气污染过程分析[J].中国环境科学，2010，30（5）：585-592.
[4]朱佳雷，王体健，邢莉等.江苏省一次重霾污染天气的特征和机理分析[J].中国环境科学， 2011，31（12）：1943-1950.
收稿日期：2017-11-21
作者简介：靳甜甜（1986-），女，硕士，助理工程师，研究方向为大气环境 。
