大连地区能见度特征分析

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摘要：大连市大气能见度逐年下降，灰霾现象严重，收集大连市2011―2013年大气能见度及同期地面气象要素（风速、温度、气压和相对湿度）观测资料监测数据，探讨大连市大气能见度的特征及大气能见度与气象要素和空气污染之间的关系。统计分析结果表明，大连市大气能见度的年、季、日变化特征明显，呈明显的逐年下降趋势。

关键词：大气能见度；气象要素；空气污染；相关分析；大连

中图分类号：[R122.7]

大气能见度是一个重要的气象要素，它的好坏与海陆空交通及人们的日常生活密切相关。但是，随着工业经济的发展和人口的高度密集，人类活动释放的各种大气污染物使得城市的大气能见度呈下降趋势：在欧洲的边远地区好的能见度一般认为有40～50 km，但在城市地区却小得多，人类活动是造成能见度下降的主要原因。近年来台湾中部地区由于大气污染物的作用城市能见度也显著地降低了，城市能见度年平均约为8～10 km，而边远地区能见度约为25～30 km。河北省11个城市的大气能见度在1960―2012年间由于空气污染均显著下降，夏季下降的幅度最大。

引起大气能见度下降的主要原因是大气污染，其中大气颗粒物特别是细颗粒物是造成能见度下降的主要原因，且与颗粒物的成分也有关系，硫酸根和硝酸根是引起能见度下降的最主要的离子。此外，城市大气能见度还与湿度、风速、风向等气象条件及雾、降水、浮尘等天气有密切关系。

大连近些年能见度恶化事件越来越多，这种因能见度下降而引起的灰霾现象（能见度小于10 km，相对湿度小于80%时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化的天气现象确定为霾）日趋严重，已经成为一种新的灾害性天气。因此，分析大连大气能见度的变化规律，探讨能见度与颗粒物和其它气态污染物以及能见度与气象要素之间的关系，对改善大连大气能见度，减少灰霾天气有重要意义。

1 资料来源

本文所用数据为：2011―2013年大连市庙西地面气象观测台的地面常规观测资料，包括每日02、08、14、20时4次定时观测的水平能见度、风速、地面气压和地面温度、相对湿度等气象要素日均值。

2 结果与讨论

2.1 大连大气能见度的特征分析

2.1.1 能见度的基本描述统计

分别以4、7、10、1月代表春、夏、秋、冬季分析四季中大气能见度的日变化特征，将2011―2013年的4、7、10、1月的日平均能见度取平均值进行分析。每日4次观测资料日变化统计结果

大连市大气能见度日变化明显，早晨08时能见度最差（平均为11.8 km），中午时逐渐变好，午后14时最好（平均为15.1 km），下午至夜晚又逐渐变坏。这与北京地区的大气能见度的日变化特征相同[4]。主要是因为早晨和夜间大气层结较为稳定，近地气层内常有逆温出现，抑制了低层空气中气溶胶粒子向上输送，导致夜间和早晨能见度下降；而日出之后，随着太阳辐射加强，空气湿度减少，逆温逐渐抬升而消失，大气垂直交换加强，而且午后地面风速一般较大，空气污染物容易扩散，因此午后大气能见度通常是一日之中最好的时段。

2.1.3 能见度的月、季、年变化

大气能见度日均值（为2011―2013年的3年平均值）逐月变化图，能见度的最大值出现在7月，为14.4 km，而最小值则出现在4月，为10.8 km。总的来看，能见度日均值的逐月差异不大。从能见度日均值的季节变化来看（下页图4），夏、秋季能见度较高，以秋季的能见度最高，平均为14.0 km，春、冬季能见度较低，以春季的能见度最低，平均只有11.4 km。这是由于夏季大气对流运动强，垂直方向上的空气交换速度快，因此大气能见度好；而春季的大气对流运动弱，垂直方向上的空气交换慢，大气能见度因而较差。

从能见度日均值的年际变化图来看，从2011至2013年，能见度年均值呈明显的下降趋势。

以上能见度特征分析可看出，大连市大气能见度存在较明显的年、季、日变化，年均值为12～14 km，并呈现出逐年下降趋势。

2.2 大气能见度与地面气象要素的相关分析

大气能见度与平均风速呈显著正相关关系。风可以使大气中的沙尘和污染物快速扩散，从而使沙尘或烟雾淡化，能见度就会增大；能见度与相对湿度呈显著负相关。空气中水蒸汽较丰富时，容易发生凝结而生成大量的小液滴，从而降低能见度。能见度与地面气压呈极弱的负相关关系，且相关性不显著；与温度呈弱的正相关，相关性也不显著，表明气压和温度对能见度的影响很小。

在不受其它因素影响的情况下，风速与大气能见度呈显著正相关；而相对湿度、温度和气压与能见度呈负相关，其中相对湿度和气压的相关性达到显著水平；相对湿度与能见度的偏相关系数较大，表明相对湿度能够使能见度显著降低，温度和气压对降低能见度的贡献很小。能见度与风速的正相关性以及与相对湿度的负相关性曾有过报道。

以上相关分析结果表明在气象要素中，相对湿度和平均风速对大气能见度的影响较大，而地面气压和气温对能见度的影响较小。

3 结论

（1）大连市大气能见度明显的逐年下降趋势。日、季变化特征明显，一年之中，春季能见度最低，秋季能见度最高。

（2）能见度与平均风速呈显著正相关，与相对湿度呈显著强负相关；与温度和气压的相关关系极弱。

气象条件和空气污染程度对城市大气能见度的影响很大，其中空气污染物对能见度的影响较为复杂，其影响机制究竟如何，这有待于今后进一步的研究。

参考文献：

[1] 范引琪， 李二杰， 范增禄. 河北省1960―2002年城市大气能见度的变化趋势[J]. 大气科学， 2005， 29（4）： 526-535.

[2] 王淑英， 张小玲， 徐晓峰. 北京地区大气能见度变化规律及影响因子统计分析[J]. 气象科技， 2003， 31（2）： 109-114.

[3] 宋宇， 唐孝炎， 方晨， 等. 北京市能见度下降与颗粒物污染的关系[J]. 环境科学学报， 2003， 23（4）： 468-471.