天山北坡区域大气污染特征及冬季重污染成因分析 以石河子市为例

来源：环境工程技术学报杂志2023年第2期北京时间：

作者：杨欣, 何友江, 廉涵阳, 赵妤希, 陈义珍, 杨小阳, 李富强, 彭玉杰, 李维军

摘要：以天山北坡典型代表城市石河子市为例，基于地面常规污染物浓度监测、气象观测、激光雷达观测及中尺度气象模型(WRF)模拟资料，综合分析了气象条件和边界层结构变化对空气质量的影响。结果表明：以石河子市为代表的天山北坡地区空气质量季节性差异显著，PM2.5浓度在冬、夏两季相差最高达11.4倍，且冬季（12月—次年2月）大气污染发生率高达81.2%，重度及以上污染天气占59.1%。冬季污染呈连续“污染季”变化特征，在2020—2021年冬季发生的4次重污染过程中，每次重污染过程持续时间为7~27 d，间隔仅1~3 d，各过程均以PM2.5污染为主导，PM2.5峰值浓度为373~425 μg/m3，PM2.5/PM10均值为0.82。进入秋冬季后，地面连续低温、高湿的气象条件对PM2.5浓度的增长有显著促进作用，以温度<−3 ℃和65%<相对湿度<92%为主要影响条件，在该条件下边界层高度的显著降低和连续强逆温引起的近地扩散条件转差，是冬“污染季”形成的根本原因。在2021年1月16—22日重污染过程期间，地面为持续低温、高湿、微/静风状态，重污染生消仅随边界层和逆温条件改变，其中污染累积时段边界层高度较清洁时段降低近5倍，逆温强度超过1.5 ℃/(100 m)，后续由逆温的减退和边界层抬升带来3 d清洁天气。

关键词：天山北坡, 石河子, 污染特征, 气象要素, PM2.5重污染, 边界层结构