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城市中,一天中哪个时段PM2.5指数会最小,哪个时段会最大,为什么?

 pgl147258 2015-03-12

【陈醉的回答(38票)】:

谢邀。很好的问题,以前陆续答过一些相关的,这次系统说一下。

大体上,决定这件事的有两个方面,一是污染源,二是扩散情况,可以简单概括为源和汇。

分为本地源和外地传输源。外地传输源(比如沙尘暴)与气象有关,暂且搁置一下。

对于城市而言,本地源的日变化主要在交通,其次是工厂和建筑工地的工作时段;另外,北方城市冬季的燃煤供暖一般集中在傍晚至次日早晨。

不过,并不是说交通高峰期就一定同步于PM2.5的峰值。因为PM2.5有很大一部分来自二次源(常接近50%);所谓「二次颗粒物」,是由气态二氧化硫、氮氧化物等,经一系列复杂的光化学反应生成的硫酸铵、亚硫酸铵和硝酸铵气溶胶粒子。也就是说,交通污染为二次颗粒物提供了原料,需要借助空气中的水和阳光才能完成转化。这个过程需要一段时间,所以一天中PM2.5的最高值通常出现在早高峰后的一到两小时之内。

扩散条件,与季节和天气有关。风雨天气,低值在雨中、雨后。一旦雨停就会开始走高,走高幅度与降水的清除效果有关,雨量越大清除效果越好,低值能维持的时间越长。少风的晴天、多云、阴天,如果是秋冬、早春季节(夜间易发生逆温),变化规律大抵如下图。

图1:北京地区PM10和PM2.5质量浓度的变化特征 Characteristics of Mass Concentration Variations of PM10 and PM2.5 in Beijing Area

图2:图2:天津城区秋季PM2.5质量浓度垂直分布特征研究 Vertical Distribution Characteristics of PM2.5 Mass Concentration in the Atmosphere over Tianjin

这样的日变化曲线,除掉上文说的源因素以外,逆温在其中很关键。什么是逆温?通常情况下,气温随着海拔升高而降低,下层空气较热,上层空气较冷,冷空气重会下沉,热空气轻会上浮,就形成了对流。但在某些时候,比如秋冬季夜间,因为地面温度急剧降低,导致贴近地面的下层大气温度很低,上层空气降温没那么快,反而温度比下层高。这种下冷上热的逆温层结一旦形成,空气无法上下对流,污染物也很难扩散。

逆温一般出现在夜间和早晨。随着太阳升高,地面温度逐渐上升,逆温层结被打破,污染物开始扩散;入夜后周而复始。所以,近地面层下半夜颗粒物浓度普遍高于上半夜;且一天中PM2.5的低值往往出现在下午4点左右(此时早高峰的影响已散,晚高峰还未到来),之后随着地面温度的降低,颗粒物浓度开始上升。

夏季一般不会发生逆温,因此一天中PM2.5的浓度浮动不如冬季明显,且整体浓度较低;但地面温度有相似的变化规律,近地面大气湍流作用也是下午最强(扩散条件最好),因此颗粒物浓度低值也在下午:

图3:沈阳冬夏季可吸入颗粒物浓度及尺度谱分布特征 Concentrations and Size Distributions of Inhalable Particles in Summer and Winter in Shenyang

需要注意的是,以上规律往往更适用于北方城市。南方城市尤其是华南沿海城市,因为湿度、温度的日变化和季节变化规律不同于北方,温差不明显,需要具体问题具体分析。需要注意的是,以上规律往往更适用于北方城市。南方城市尤其是华南沿海城市,因为湿度、温度的日变化和季节变化规律不同于北方,温差不明显,需要具体问题具体分析。

【郭文欣的回答(2票)】:

以前去环保厅参观实习,也问过那里的工作人员这个问题,给出的答案是:要视情况而定。影响空气质量主要是天气原因。气象站每隔一段时间给他们发气象资料,他们再依据这些资料来计算空气指数

【知乎用户的回答(0票)】:

泻药 @粒粒瀚

一楼 @陈醉已经说的很详细了

北京的那张图可能是因为不同月份峰值出现有时差,导致峰被平滑掉了

北方城市应该是程一个明显的双峰过程

但是,在不同月份峰值出现的时间似乎差异很大,我做过两张图,完全就是峰值错开,甚至峰值和低值是相互补充的,无论是从边界层打破还是早高峰、做饭什么的角度来分析似乎都不是说的很通,具体仍需研究·~

【引言的回答(0票)】:

在广东最近的天气状况,动不动来个狂风暴雨,pm2.5的高峰期完全无规律可言·····

如果关心pm2.5什么时候比较高是为了调整活动安排,不如关心实时数据,下个墨迹空气指数之类的应用,墨迹的是中国标准,若参考美国标准····都不想出门了。

若天气干扰不大,我记得从文献中看到高峰期是凌晨到早上10点左右,主要因为逆温和早上上班高峰期原因。

有兴趣看看这个我答过的题( >﹏< )为什么感觉雾霾是近几年突然爆发了?

【胡侃的回答(0票)】:

取决于这个城市整体的作息习惯吧,人们活动会影响空气中尘埃的含量,导致pm2.5比较高,跟天气也有关系,比如这一天的雾大可能值也会高。

【李晓娜的回答(0票)】:

应该是早晚高,白天低吧。。。和大气逆温以及污染源的多少,以及温度和气流都是有关系的。。希望研究成果更多啦

原文地址:知乎

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