Page 220 - 《高原气象》2022年第6期

第 41 卷 第 6 期 高 原 气 象 Vol. 41 No. 6
2022 年 12 月 PLATEAU METEOROLOGY December，2022

刘慧，张煦庭，黄鑫，等，2022. 影响汾渭平原地区空气污染的地面环流形势及 PM 浓度预报研究［J］. 高原气象，41（6）：
2. 5
1583-1598. LIU Hui，ZHANG Xuting，HUANG Xin，et al，2022. The Impact of Surface Synoptic Circulation Types on Air Quali‐
ty and the PM 2. 5 Concentration Forecast in Fen-Wei Plains［J］. Plateau Meteorology，41（6）：1583-1598. DOI：10. 7522/ j.
issn. 1000-0534. 2021. 00078.

影响汾渭平原地区空气污染的地面环流形势

及PM 浓度预报研究
2.5

1
刘 慧 1，2 ，张煦庭 ，黄 鑫 2，3 ，胡 波 4
（1. 陕西省气象台，陕西 西安 710014；
2. 秦岭和黄土高原生态环境气象重点实验室，陕西 西安 710014；
3. 陕西省气象信息中心，陕西 西安 710014；
4. 中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室，北京 100029）

摘要：基于 2014-2018 年海平面气压资料，采用 Lamb-Jenkinson（L-J）客观环流分型方法对影响汾渭平
原地区的环流形势进行分型，分析 PM 污染季影响汾渭平原地区的主要环流形势。结合地面空气质量
2. 5
及气象要素观测资料探讨环流型与PM 浓度及气象要素之间的关系，建立每种环流型下各地市的PM 2. 5
2. 5
浓度预报模型。结果表明：（1）不同环流型出现的频率不同，且各环流型控制下 PM 浓度有所差异，其
2. 5
中偏南气流型（S）、东南气流型（SE）、偏东气流型（E）及气旋型（C）控制下 PM 污染日所占比例与所有
2. 5
环流型下 PM 污染日所占比例的比值均超过 1，较易造成 PM 污染事件，同时这些环流型出现的频率
2. 5
2. 5
与对应污染日数的乘积较大。（2）西安轻度及以上污染时混合层高度为 483. 5~601. 38 m，相对湿度为
-1
42. 94%~64. 03%，风速为1. 45~2. 61 m∙s ，滞留指数为0. 13~0. 53。S型、SE型、E型及C型四种环流型
下混合层高度平均值为 488. 98 m，风速平均值为 1. 89 m∙s ，滞留指数平均值为 0. 46，除 C 型外其余三
-1
个环流型控制时混合层高度低于 500 m，风速低于 2 m∙s 及滞留指数大于 0. 4 的站点数均超过 60%，相
-1
对湿度高于 60% 的站点数超过 50%。（3）2014-2018 年所有环流型下计算等级与实测等级相差 0~1 级的
样本数达 82%，其中有 37% 的样本数计算等级与实测等级一致。2019-2020 年预报值相对于实测值一
致偏高，平均绝对偏差值与 2014-2018年数值相差较小，模型的预报效果及稳定性较好。2019-2020年
预报等级与实测等级相差0~1级的总样本数达80%，其中0级占33%。
关键词：环流分型；PM 质量浓度；气象要素；预报模型
2.5
文章编号：1000-0534（2022）06-1583-16 中图分类号：X16 文献标识码：A
DOI：10. 7522/ j. issn. 1000-0534. 2021. 00078

1 引言 总称，北靠吕梁山，南依秦岭，包括陕西省西安、
宝鸡、咸阳、渭南、铜川，山西省晋中、吕梁、临
伴随着经济水平的高速发展和城市化进程的 汾、运城，以及河南省洛阳、三门峡等 11 个地市，
不断加快，大气环境污染问题日益严重，已成为国 其人口密度大，重化产业聚集，能源结构偏煤，产
民经济持续发展、人体健康与生态环境研究最为关 业结构偏重，运输结构偏公路，再加上地形狭长且
注的热点问题之一（丁一汇等，2009）。汾渭平原是 山脉众多，这种相对封闭的地形条件使得污染物不
黄河流域汾河平原、渭河平原及其周边台原阶地的 易扩散，特别是在冬季采暖排放源增多且大气相对

收稿日期：2021⁃06⁃28；定稿日期：2021⁃09⁃28
资助项目：陕西省气象局秦岭和黄土高原生态环境气象重点实验室开放研究基金课题（2019M-11，2021G-15）；陕西省自然科学基础研
究计划项目（2022JQ-294，2020JQ-977，2021JQ-965）
作者简介：刘慧（1989-），女，山西运城人，工程师，主要从事环境气象预报与评估工作. E-mail：huizai_2017@163.com
通信作者：胡波（1974-），男，云南曲靖人，研究员，主要从事气溶胶理化特性研究工作. E-mail：hub@post.iap.ac.cn