雾对城市边界层和城市环境的影响

雾对城市边界层和城市环境的影响!

徐怀刚邓北胜

提周小刚要王强（中国气象局培训中心，北京!

根据!$$$年!!、再配!%月及%

合大范围气象资料，分析了北京城市雾发生过程中的大气环流形势，对比研究了出现水雾和

霾时不同的边界层结构特征，结合环境污染监测资料，分析了雾对城市大气环境的影响。结

果表明，在雾的发生发展过程中，边界层的温度层结由雾前的逆温层转变为雾区内的近中性

层结，雾的微物理结构变化也表现出对污染物的沉降作用明显减弱，造成在雾发生时，城市

空气污染相对严重。同时，该文初步探讨了这种变化的物理机制。

关键词：雾边界层逆温层空气污染

引言

近年来，随着首都北京向现代化和国际化大都市的迈进，城市环境状况也愈来愈引起了人们的重视，特别是城市雾严重影响了人们的生活，不仅阻碍交通运输，而且使大气质量严重恶化。因此，城市雾已经引起了人们的普遍关注，消除雾害，净化大气，已引起政府和社会的严重关切。

根据课题组对近&

雾发生在边界层中，而边界层受下垫面的影响，情况非常复杂，进一步加强对城市雾的监测和研究，分析城市雾的结构特征，找出城市雾的发生发展规律，完善城市环境灾害预测预警系统已成为十分紧迫的任务。

!野外试验情况

为了对雾发生的条件及影响城市环境的物理化学过程提供研究资料，我们组织了综!本项研究获得北京市自然科学基金（编号#$#!

特刊徐怀刚等：雾对城市边界层和城市环境的影响&A&合性野外探测实验，充分利用北京市气象观测网和城市环境污染监测网的资料，并以南郊北京市观象台为主站，增加专门的探测项目。其中能见度监测使用!

在边界层探测方面，用美国

在环境污染监测方面，北京市已拥有标准的污染监测网，在市区和近郊区有自动监测站连续进行污染物浓度的监测，主要监测项目包括二氧化硫，氮氧化物，一氧化碳，臭氧和可吸入颗粒物等。为了与气象测量同步，在有雾发生时，还在主站有一台污染监测车进行连续测量。

同时进行了雾滴和气溶胶采样，分别用01$粒子采样器进行雾滴谱测量，用气溶胶采样器进行气溶胶粒子谱分析，用234*粒子采样器进行01&’和01.5/的监测和分析。

在实验主站用雾水采样器收集雾水，以每6’(78为一个样品，进行9:值、电导率和化学成分分析。用气溶胶采样器的滤膜收集气溶胶粒子，进行化学成分分析。

.雾过程的大尺度环流形势特征

其间发生了几次雾过程和霾过程。;;年的野外观测从&&月&日至&.月.’日，

北京地区大气能见度一直很低，从能见度角度，这几天都有雾。;;年&&月

但是

雾层厚度达到.’’(，随后雾浓度缓慢减弱，.’时，.,日凌晨,时左右达到最强，/时雾层

厚度&/’(，;时左右雾消散。

从天气形势的演变可以看出，

第二阶段，第三阶段，.’时

时。在=/’>0?天气图上可看出，影响北京地区的环流形势：第一阶段为较平直的西风气流（图&?），第三阶段是较强的偏南气流（图&@），第二阶段则是由偏西气流向偏南气流的环流转变阶段。

环流形势的变化，主要是从..日’=时开始，由于乌拉尔山地区快速发展了一个高压系统，使得第一阶段在贝加尔湖附近一直存在且少变的近于纬向的横槽分裂转向南压东移，而位于东南沿海附近的高压，其轴线由纬向逆转为偏东北—西南向，使得北京地区在

被较强的偏南气流控制。A’’>0?的环流变化和..日.’时处于河套深槽的槽前位置，

北京地区由0?相似。在地面天气图上，

日.’时以后，位于东西两高之间的低压暖区（两高分别位于鄂木斯克及日本海附近）。

卷

第二阶段，受偏西气流控制的北京，没有湿度平流。!!日!

湿度平流为正值区。

特刊徐怀刚等：

雾对城市边界层和城市环境的影响

的对应关系。!!日!

中近中性层结也达到最高点，都在!

也不可能有水雾形成。

卷

特刊徐怀刚等：

雾对城市边界层和城市环境的影响

!+R应用气象学报!&卷红外长波辐射的强吸收体和强发射体，当向上和向下两个方向的长波辐射不平衡时，水滴会吸收或发射辐射能，改变自身的温度，同时促进实现长波辐射传输趋向平衡。而且，雾的生成过程往往是“爆发”性发展的，辐射对能量传输过程的调节也很迅速，雾层内净辐射发生突变。辐射过程是雾层内没有逆温的主要影响原因。!雾内的湍流运动和输送过程使新的边界层结构得以形成，雾内发生的物理过程改变着能量和物质的分布，这种不均匀会有利于湍流运动，湍流运动可以促使在边界层内达到新的平衡。

雾的形成和雾层内部的结构对空气污染状况产生影响：

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雾对城市边界层和城市环境的影响

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作者单位：

刊名：

英文刊名：

年，卷(期)：

被引用次数：徐怀刚， 邓北胜， 周小刚， 王强中国气象局培训中心,北京 100081应用气象学报JOURNAL OF APPLIED METEOROLOGICAL SCIENCE2002,13(z1)33次

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本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_yyqxxb2002z1019.aspx