專家解讀京津冀及周邊地區12日至15日重污染過程
11月12-15日,京津冀及周邊地區、汾渭平原經歷了一次大氣重污染過程,生態環境部第一時間向各有關省(市)下發預警提示信息,要求各地根據空氣質量預測預報情況及時啟動預警;生態環境部部長李干杰前往河北省保定市,實地檢查重污染天氣應急預案工作開展情況;290個現場工作組在京津冀及周邊地區、汾渭平原指導各地開展重污染天氣應對工作。國家大氣污染防治攻關聯合中心及時組織環境、氣象等領域專家開展會商,對本次污染過程進行分析解讀。
總體狀況:前期區域南部污染較重,后期北京成為區域污染輻合中心
此次污染過程主要集中在北京、河北中南部和河南北部區域,共12個城市日均濃度達到重度污染水平,PM2.5日均濃度最高達220微克/立方米(北京和石家莊,14日),PM2.5小時濃度最高達289微克/立方米(邢臺,13日13時)。北京市持續42個小時重度及以上污染,11月13日和14日PM2.5日均濃度分別為180微克/立方米和220微克/立方米,PM2.5小時濃度最高達261微克/立方米。
自11月12日開始,污染物最先從河南省中北部和河北省南部多地迅速積累,在高壓系統后部作用下,污染帶逐漸延山向北傳輸,逐漸影響北京。13日,在高壓后部弱氣壓場持續控制下,京津冀區域受逆溫、高濕、東南小風等不利條件影響,污染物進一步向燕山—太行山前匯聚。北京市于13日11時達到五級重度污染,之后繼續緩慢上升。14日白天,區域北部受低壓系統控制,在西北高東南低的“簸箕形”地形影響下,區域污染在太行山和燕山山前累積,同時,濕度進一步加大,二次轉化加劇,北京市于14日11時至13時空氣質量達到嚴重污染水平;15日凌晨開始,隨著西北冷空氣逐漸滲透,影響京津冀區域,混合層抬升,濕度降低,空氣質量緩慢改善。北京市15日8時起空氣質量恢復為良。
截至15日20時,區域中北部大部分城市空氣質量恢復到優良,但受冷空氣緩慢南移造成的污染傳輸影響,南部部分城市依然維持中至重度污染。
總體來看,這次區域過程,前期區域南部污染較重,中期太行山前石家莊—保定—北京一線濃度較高,后期北京成為區域污染輻合中心、污染較重,污染帶甚至一度到達張家口、承德和秦皇島市。在緩解過程中,冷空氣由北至南緩慢移動,污染帶向南推移,南部地區空氣質量將受污染回流影響有所加重。
污染成因:大氣擴散條件持續不利,各地供暖燃煤污染物排放增加
本次污染過程的氣象特點是區域性高濕,大范圍長時間靜穩,連續多日出現逆溫,大氣擴散條件持續不利,和2016年12月16-21日大范圍重污染天氣過程氣象條件相似。本次過程主要是受低壓、逆溫、靜穩、高濕等因素影響,污染物易轉化生成,不利于擴散。污染前期,受輻射降溫、弱降水等影響,河南省率先出現大霧天氣,疊加東南部海上水汽輸送影響,12-14日期間,京津冀地區相繼出現區域性大霧天氣,氣象部門也相繼發布大霧天氣預警。11月12-13日,北京市受高壓后部弱氣壓場影響,以1-2級偏南風為主,平均相對濕度達80%。12日邊界層高度800米左右,13日下壓至500米,且邊界層日變化不明顯,垂直擴散條件差。12日和13日早8時均出現較強逆溫,逆溫層厚度400多米,逆溫強度最高達5度,近地面逆溫強度更高,相對濕度接近100%,利于前期積累污染物的二次生成轉化。在強逆溫、高濕度和區域傳輸的影響下,北京市13日上午出現爆發性增長,PM2.5濃度從10時的143微克/立方米突增到16時的236微克/立方米,5小時內上升近100微克/立方米。
在相似的長時間持續靜穩、高濕的不利氣象條件下,本次持續性重污染過程與2016年12月16-21日大范圍重污染天氣過程類似,但嚴重污染范圍減小、污染程度明顯減輕。2016年的污染過程,最嚴重時京津冀及周邊地區60余個城市達到重度污染,近40個城市達到嚴重污染;區域最嚴重城市小時峰值濃度達到834微克/立方米,最高日均峰值濃度達到703微克/立方米;北京市小時峰值濃度達到435微克/立方米,最高日均濃度達到396微克/立方米,為嚴重污染。而此次過程北京市日均濃度最高為220微克/立方米,小時峰值濃度為261微克/立方米。此外,從組分看,以往北京市硫酸鹽占比約15%-20%左右,此次過程硫酸鹽占比不到10%。多方表明,在持續的污染減排措施作用下,在相似的氣象條件下,此次污染過程較2016年12月中下旬的程度要減輕不少。
同時,進入11月中旬以來,天氣轉冷,晝夜溫差變大,京津冀及周邊地區部分城市開始采暖,城市供暖鍋爐和農村地區散煤采暖爐具逐步啟用,各地燃煤污染物排放開始增加,也是造成重污染的主要因素。但和2016年12月16-20日的污染過程相比,本次污染過程京津冀及周邊地區“2+26”城市SO2、NO2濃度及SO2/NO2值顯著降低。以北京市為例,SO2、NO2濃度和SO2/NO2比值相較2016年分別降低了70%、38%和56%。此外,PM2.5組分分析也有明顯改善特征,以北京市為例,本次污染過程SO42-/NO3-和OC/EC值分別為0.33和2.97,而2016年的污染過程則分別為0.6和5.99。這說明近幾年民用散煤、“散亂污”企業整治和燃煤小鍋爐的治理取得了明顯成效。NO3-在PM2.5中的占比有顯著上升,北京、保定、安陽NO3-占比均在30%左右,說明目前機動車和工業排放的氮氧化物快速轉化成硝酸鹽成為推高PM2.5濃度的重要原因。
重污染應對:39市發布重污染天氣預警,啟動應急響應措施
本次污染過程中,京津冀及周邊地區、汾渭平原共39個城市發布重污染天氣預警,啟動應急響應措施。其中,石家莊、唐山等16個城市發布橙色預警,啟動Ⅱ級應急響應措施;鄭州、濱州等9個城市由黃色預警升級為橙色預警,啟動Ⅱ級應急響應;北京、天津等14個城市發布黃色預警,啟動Ⅲ級應急響應。隨著空氣質量的變化,各地陸續解除或調整重污染天氣預警。
經初步測算,針對此次重污染過程采取的應急減排措施,對一次顆粒物、SO2、NOx、VOCs等污染物的全社會減排比例在15%左右。
未來形勢:未來7天空氣質量以良好為主
11月15日,隨冷高壓系統緩慢東移南下,西北向冷空氣開始系統性自北向南影響我國華北地區,同時沿途伴有弱降水過程,預計16日污染形勢將徹底改善。隨著污染帶在冷空氣作用下逐漸向南推移,下風向城市和省份將陸續受到污染過境影響,預計有短時PM2.5濃度高值出現。據最新預報結果顯示,山東西部、河南大部、安徽北部、湖北大部及湖南部分地區位于主要輸送通道方向,預計16-17日將受到不同程度的污染傳輸影響;此外,江蘇大部、安徽南部、上海、浙江北部及江西北部部分城市位于主要輸送通道邊緣區域,有受到污染殘留及波及的風險。考慮到15-17日我國華中及華南地區有大范圍降水過程,其對PM2.5等顆粒態有較強濕清除作用,污染帶濃度在南下轉移過程中可能迅速下降。
未來7天,我國華北地區由于受到間歇性冷空氣過程影響,空氣質量以良好為主,個別城市受風向轉換和局地輻合影響,有出現輕度污染和短時中度污染的可能,但預計不會有大范圍區域性重污染過程發生。其中,北京市未來一周空氣質量較好,預計以優良為主,不會有重污染天氣出現。
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