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宁夏灰霾天气研究 桑建人 (宁夏气象防灾减灾重点实验室银川750004) 摘要：统计宁夏近50a(1961,-一2010年)霾时空分布特征得出，年出现霾13．9次，呈现银 川、固原2个高发中心，分别出现45．1次、29．6次，最少的地方隆德，仅出现3．9次。表现为 秋冬季出现多，春夏季少的分布特征；霾一年中以中性类(D)及稳定类(E、F)天气出现频率 较高，不稳定类天气出现频率相对较小。午夜及傍晚污染物铅直稀释范围小，午后污染物铅直稀 释范围达最大，表明早晨及傍晚易出现高污染天气；银川市CCN数浓度瞬时谱，反映了工业源的 集中与不规则排放及与城市生活区的规律排放的一致性，说明人类活动在产生了大量污染物的同 时也影响了CCN的数量，并且透过CCN数量的变化，从而影响云的微物理和辐射特性，并间接影 响气候；结果表明，霾一般持续l3d，大多持续2～5h，出现在9～14h的频率较大，其他时段 较少。2000年以前，银川未出现持续5d以上的霾天气过程，2000年之后，随着霾天气出现日数 增多，霾持续时间延长。空气污染与霾天气现象的出现密切相关，且连续日数越长，污染浓度越 高。冬季采暖是霾天气形成的重要原因，逆温强度越强发生霾天气的概率越大。 关键词：宁夏；霾；统计特征 1研究目的 霾是指大气边界层乃至对流层低层整体的大气混浊现象，能见度低于10公里。 形成霾天气的大气气溶胶主要来源于自然排放和人类活动的排放，决定性的控制因素 就是气象条件。严重的霾天气无一例外地都出现在边界层强逆温的情况下，逆温层如 同一个锅盖，限制其内物质的扩散和稀释；另一方面，城市化、工业化的发展造成下 垫面属性改变，也使得城市大气边界层的物理结构在发生变化。霾产生的原因是因为 城市气象扩散条件不好，冷空气不强，风速不大，城市中的各种污染物无法得到及时 扩散，并在近地面积聚，若又加上天旱少雨，日照强烈，湿度较小，污染物之间就容 易发生各种光化学反应，形成霾。 霾对人类的身心健康、交通安全及农作物的生长发育均有较大的影响。首先，它 直接影响人们的身体健康。灰霾的组成成分非常复杂，包括数百种大气颗粒物。其中 170 危害人类健康的主要是直径小于10微米的气溶胶粒子，它能直接进入并粘附在人体 上下呼吸道和肺叶中，引起鼻炎、支气管炎等病症，长期处于这种环境还会诱发肺癌。 第二，灰霾天气易导致紫外线的减弱，由于太阳中的紫外线是人体合成维生素D的惟 一途径，紫外线辐射的减弱直接导致小儿佝偻病高发；紫外线的减弱易使空气中的传 染性病菌的活性增强，传染病增多。第三，它还会在某种程度上影响人们的心理健康。 因为灰霾天气容易让人产生悲观情绪，如不及时加以调节，很容易出现抑郁、狂燥不 安等心理疾病，严重的还会导致精神分裂症。第四，对交通安全有严重影响。灰霾天 气出现时，室外能见度降低，容易出现车辆追尾或相撞事件，影响正常的交通秩序， 导致事故频发。第五，灰霾还会导致农作物产量下降。灰霾能够降低到达地面的太阳 总辐射，减少日照时数。而日照减少又会导致光合作用的减少；同时灰霾沉降到植物 叶面，也会阻滞植物呼吸和光合作用。 国内外众多学者对霾形成的微物理结构、化学成分、形成机制、和气候特征等做 了大量研究。国外学者较早地对霾的组成及气候特征进行了研究，其中MaltaWC(1992) 对美国大陆性灰霾天气的时空演变进行了定量分析，并在此基础上对灰霾物质产生的 源头进行了追踪和模拟；KerrRA(1995)对由污染物质造成的霾的气候致冷机制进行 了研究；此外，国外学者在区域性霾现象对气候的影响等方面，都做了较为系统、深 入的研究。国内学者也对灰霾天气现象开展了系统的研究，就霾物质的组成、天气气 候特征、霾与雾的区分等方面进行了分析，探讨了其主要成因、判别指标及其大气、 气候背景，建立了预警预防指标体系，这些研究，都取得了有意义的成果，为城市空 气污染治理起到了积极的作用。但是，这些研究大部分针对经济较发达的中东南部地 区进行，宁夏作为西北内陆地区，在灰霾天气的研究方面尚属空白。分析宁夏全区及 其首府城市银川市灰霾天气形成机制，进行有针对性的污染治理，对拥有“国家环保 模范城市”荣誉称号的银川的可持续发展起到积极作用。 2统计特征 2．1年变化 统计宁夏近50a(1961—2010年)灰霾出现次数得出，全区年出现灰霾13．9次。 从地区分布看，银川最多，为4