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受冬季不利气象条件持续影响,1月8日起,四川盆地今年第一次出现以持续时间长、影响范围大、污染过程重为主要特点的区域PM2.5污染过程。此次污染过程覆盖盆地大部城市,以轻度至中度污染为主,部分城市有重度污染风险。

01

过程发展

大范围静稳高湿不利气象条件影响,叠加四川盆地不利地形因素,1月8日,达州率先出现轻度污染。9日,污染累积,逐渐扩展至整个盆地,多个城市开始出现PM2.5轻度污染,泸州出现PM2.5小时中度污染。10日,污染累积速率加快,乐山、眉山、泸州等城市出现PM2.5小时中度污染,10日夜间起,污染进一步加重,内江、广安等城市陆续出现PM2.5小时重度污染,泸州出现全天PM2.5中度污染。截至11日19时,四川盆地8个城市PM2.5小时浓度超过150微克/立方米,PM2.5小时浓度峰值出现在达州市(170微克/立方米,11日20时)。

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图1 全省近期空气质量日历图

1月8日20时

1月9日00时

1月9日23时

1月10日12时

1月11日00时

1月11日13时

图2 1月8日-11日四川盆地污染物时空分布图

02

污染成因

气象条件

1月8日,中层暖湿气流北上,云层自西南向东北方向推进,气象扩散条件开始转差。9日起盆地转为高压脊前西北气流控制,以晴好天气为主,早晚逆温增强,污染物持续累积。11日低槽系统过境,湿度增大,高湿环境促使颗粒物吸湿增长,同时叠加早晚强逆温及边界层高度下降至500米以下,大气扩散能力进一步减弱,污染物清除效率大幅降低,污染累积加剧。

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图3 1月9日500hpa高空形势(左)和11日700hPa形势(右)

从地面气象要素看,1月8日起,气压持续走低,无明显冷空气影响,盆地内气温持续缓慢升高,白天天空拉开,垂直扩散条件较好,相对湿度降至40%以下,但夜间相对湿度仍接近饱和状态,近地面风速降至2m/s以下,大气趋于静稳,污染物浓度逐渐累积。11日转阴,湿度增大,最低相对湿度仍维持在70%以上,叠加边界层高度降至500m以下,不利于污染物扩散,颗粒物吸湿增长及二次转化作用增强,累积速率加快。

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图4 1月8日-11日眉山市(上)及内江市(下)边界层高度变化

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图5 成都市1月8日-11日气象要素观测结果

污染转化及贡献

从区域PM2.5组分特征来看,本次污染过程呈现一次污染排放叠加二次污染转化的特征,表明近期生物质燃烧及气态污染物的二次转化对PM2.5污染贡献突出。成都平原城市以偏氮氧化物转化型为主,移动源及重点工业源排放是影响空气质量的主要因素;川东北及川南地区表现为一次排放与二次转化混合型,生物质燃烧、移动源及重点工业源排放对当地空气污染影响突出。

从典型城市PM2.5组分特征来看,二次无机离子在PM2.5中占比达40%-60%,其中一半为硝酸根离子,表明氮氧化物等气态污染物的二次转化是推高PM2.5浓度的重要因素

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图6 眉山市颗粒物主要组分变化

此外,盆地部分城市尤其是川东北和川南城市有机物占比达50%左右,其中一次有机物的含量约是二次有机物的2-5倍,尤其在夜间可达近10倍,且与生物质燃烧指示物钾离子趋势具有一致性,表明污染生成以生物质燃烧源的贡献为主导,其次为燃煤源

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图7 泸州市颗粒物一次(POC)和二次(SOC)有机物浓度变化

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图8 泸州市生物质燃烧源指示物钾离子浓度变化

预测预报

本次污染过程预计持续至1月19日前后,盆地大部城市以轻度至中度污染为主,成都平原、川南和川东北部分城市有重度污染风险。

1月12日,受弱冷空气影响,白天扩散条件略有改善,污染程度短暂缓解,夜间大气再次转静稳,盆地大部城市为轻度污染,部分城市有中度污染风险,个别城市有重度污染风险。

1月13日-15日,不利气象条件持续,污染物继续累积。盆地城市以轻度至中度污染为主,成都平原和川东北个别城市有重度污染风险。

1月16日-18日,静稳天气维持,污染物进一步累积。盆地大部城市为轻度至中度污染,成都平原、川南和川东北部分城市有重度污染风险。

1月19日前后,预计有弱冷空气伴随降水过程影响盆地,大气扩散条件明显改善,空气质量有望逐步好转,污染过程趋于结束。