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第 5卷 5期 2013年10月 天气预报技术总结专刊 WEATHER FORECAST REVIEW Vol.5，No.5 October 2013 2013年1-2月北京地区空气质量指数（AQI） 与气象条件分析 张建忠1 孙 瑾1 安林昌1 王维和2 王冠岚1 靳军莉3 1 国家气象中心，北京，100081，zhangjz@cma.gov.cn；2 国家卫星气象中心，北京，100081； 3 气象探测中心，北京，100081 摘要：2013年1月1日开始，环保部门公开发布空气质量指数（AQI）和PM 2.5浓度。本文分析了北京地区1-2 月大气环流背景特征、主要空气污染过程的AQI、PM 2.5和紫外吸收性气溶胶指数（AAI）的变化，AQI与气象 观测要素之间的相关性以及利用总体理查森数(R B)对AQI的可预报性等内容。得出以下结论：(1)500hPa北 半球乌拉尔山地区至贝加尔湖地区的高压脊强弱、位置是北京地区是否导致污染物堆积并形成持续性污染 的重要天气背景。(2)AAI指数在污染状况监测中可以作为参考。(3)AQI指数与相对湿度、气压有着较好的 相关性，利用相对湿度和气压建立的方程 Y = 6951.32 + 3.1128 X1–6.79088 X2对于空气质量指数（AQI）的 整体变化趋势和平均状态上拟合效果较好；(4)R B对AQI预报有着较好的研究价值，1-2月，当总体理查森数 ≥10.63时，大气稳定度高，利于污染持续或发展。 关键词：空气质量指数 气象条件 污染预报 紫外吸收性气溶胶指数 总体理查森数 者为空气质量指数。从环保部门的监测数据统计 引 言 知道，2013年1-2月，以细颗粒物（PM 2.5）为首要 污染物的天数达到了51d。在这种情况下，大气环 境的背景场以及天气要素的相关性是否还与以前 的研究结果一样，就是本文想要探讨分析的内容。 2013年1-2月，北京地区大气环流稳定导致 雾霾天气频繁。1月共出现5次雾霾天气过程， 分 别 是4-7日、10-14日、16-19日、21-24日、 27-31日，持续时间最长的达5d 。与之相对应， [1] 1 资 料 雾霾天气导致了5次严重的污染天气。中央气象 台和北京气象台先后发布了雾霾预警，其中，13 本文采用的主要数据如下：2013年1-2月 日10时北京市气象台发布史上首个霾橙色预警。 期间NCEP/NCAR逐日再分析资料，水平分辨率为 2月，大气环流略有调整，但也出现了4次污染过 程，但由于持续时间短、PM 2.5浓度相对较低，污 染程度明显轻于1月份。 2.5°×2.5°；北京市环保局35个观测站空气质 量日报数据；海淀宝联和密云上甸子的PM 2.5逐小 时监测数据；上甸子本站气压、风速和相对湿度 逐小时观测数据；北京南郊观象台的本站气压、 2013年1月1日之前，环保部门正式公布的 污染数据是以可吸入颗粒物（PM 10）为基础的， 风速、相对湿度逐日观测数据。 污染物与气象条件的相关研究多以PM 10为分析对 象 [2-6] 。根据以前学者的研究，PM 10浓度与能见 2 2013年1-2月北京重污染的环流 度、相对湿度、本站气压和风速相关性较好 [5] , 特征 而大气稳定度、风向风速等与雾霾的持续乃至污 染加重是密切相关的 [4,6] 。 从2013年1月 的500hPa高 度场（图1a） 来 看，乌拉尔山高压脊偏低偏东，贝加尔湖地区受 弱脊控制，受70 ～80°N低涡影响，高压脊伸 展到60°N附近，与常年同期相比，乌拉尔山附 按照环保部门的环境空气质量指数（AQI）技 术规定（试行） 和环境空气质量标准 ，AQI是 [7] [8] 从6项污染物基本项目中选择空气质量分指数最高  52 天气预报技术总结专刊 5卷 80°N 70 60 50 40 30 20 10 EQ 80°N （b） 70 （a） 60 50 40 30 20 10 EQ 0 20 40 60 80 100 120 140°E 0 20 40 60 80 100 120 140°E 图1 2013年1月500hPa高度场平均分布（a）2月与1月500hPa高度场差值分布（b）（单位：dagpm） 近地区的高度偏低12 ～16个dagpm。乌拉尔山 地区高压脊发展偏弱时将不利于引导脊前冷空气 的东移南下。与此同时，东北冷涡或低压的强度 明显偏弱，这同样不利于北方东路冷空气的东移 南下。正是在这种大气环流异常的情况下，冷空 气的活动较常年平均偏弱，从而使得华北