上篇博文“评论石家庄这几天严重雾霾”(12月5日)应用了“气象后报”网站转载的石家庄空气监测站小时浓度数据(http://www.tianqihoubao.com/aqi/shijiazhuang.html)。后来又跟踪了两天,但从12月8日早上开始,这个网页就进不去了。希望只是技术问题,不久后能继续向公众发布。本文介绍应用12月5日~7日从该网页上下载的有限数据可能观察到的问题,供网友批评。但虽然下载的是小时数据,但不连续。因为白天要做些别的事,如做饭吃饭;晚上11:00以后上床睡觉了。情况如下。本文收集数据有限,不能用来做可靠的结论,只是想说明,监测数据很有用,结合地理、地形和气象数据,可能得到更有价值的信息。
1、 数据说明石家庄经历了一个超严重污染过程的末段(12月4日16时到5日凌晨)和一个中等强度的重霾污染过程(12月6日晨到12月7日中午);另外12月7日下午到深夜可能是下一个污染的开端。
2、封龙山位于石家庄市西南,离市区约15公里,高度超过800米,可能用作了“对照点”。从下面的曲线图(黑色曲线)可见,该站监测的各种污染物浓度和其他站比较,基本上都处于明显的低位。例外出现在SO2监测曲线上。(1)如我上篇博文所示,12月4日下午到半夜,该站SO2监测值和其他各站浓度相当,甚至偏高。(2)而在12月6日-7日的第二次污染过程中,该站SO2浓度比较其他各站低,但也出现了两个接近其他站浓度的峰值。
3、如果封龙山监测点在山顶附近,海拔几乎800米。则该站测得污染物浓度低是很正常的:严重空气污染时通常该地“混合层”厚度很薄,很可能只有2~3百米(上面是“逆温层”盖着)。污染物在市区被限制在混合层内分布,因此高浓度,甚至爆表。但混合层到封龙山并不是沿山坡爬上去的,和市区高楼会伸出雾霾的现象相似,封龙山应当能凸出雾霾区几百米。问题来了:为什么该地SO2浓度在12月4日下午到深夜能高过其他各站?可能的解释是,
a) 该监测点附近有烧煤活动。但这一点不能解释第二个污染过程中,封龙山点SO2浓度又低了。
b) 有外来的输送影响。因为石家庄市这次关停大污染企业,市内高烟囱排放SO2传输过来的可能性不大。(高烟囱可以超过200米,加上烟气出口的初始速度~动力抬升,和初始高温~热力抬升,排出的烟气可能到达4~5百米高度的)。最后,还可以参考石市当时的风数据。虽然发布的只是该市气象台的地面(离地10米)数据,可以看到,12月6日相应时段风向偏西。这就加重了从西面输送过来的怀疑(山西/内蒙)。同时,第二次污染过程没有明显西风向,封龙山SO2浓度也不那么高了。
12月6日凌晨至中午,第二次污染过程的前期,各站PM2.5和PM10浓度都有一个陆续上升的过程;SO2和CO类似,但NO2有几个小时的提前。为什么,说明什么,也是很有意义的信息。希望石家庄市有关研究人员重视这个问题。
图中PM2.5, PM10, NO2 和SO2浓度单位都是μg/m3, 但CO是mg/m3
还发现这两次严重污染过程中,湿度并不很高,上面湿度曲线(蓝色)可见,多在80%以下,称“灰霾”更好些。另外,PM2.5和PM10的比例(即PM2.5在PM10中的占比)也不高,平均约64%。因为燃煤污染源等受到控制,可以怀疑扬尘和浮尘仍比较严重。
下面再显示两组气象部门每天发布的全国霾图上剪辑下来的图片。12月3日~5日(前一日05:00到当日05:00)一组可见,内蒙南部/山西北部和石家庄方向污染连片,有可能有污染物输送到石家庄。但第二组12月6日~7日,可见两个地区之间太行山的隔断比较明显。两地之间少有污染物输送影响。
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