造成香港空氣污染的環流聚類特征及對細顆粒物的影響

作者：馬媛媛,周楊,盛立芳,王文彩,郁建珍

摘要：對2012年5月至2013年5月香港空氣污染期間89個污染日的天氣環流形勢通過模糊聚類的方法進行統計分類,得到大陸冷高壓型、入海高壓型、東北部熱帶氣旋型和南部熱帶氣旋型4種天氣類型。結合細顆粒物(PM2.5)及其主要組分、氣態污染物的日變化特征以及氣象參數的相關性分析不同天氣型影響下的污染事件在不同季節的污染特征。入海高壓型污染事件發生時PM2.5主成分中二次水溶性無機離子(SIA)的占比明顯比其他類型高,尤其是硝酸銨,可能與該天氣型造成的高相對濕度、低溫度的大氣環境有關,進一步研究發現,春季污染事件中二次水溶性無機離子的增長與其前體物的非均相氧化反應有關;秋季硫酸鹽的增長與均相氧化反應相關;冬季受季風影響,污染物的跨界輸送貢獻較大。大陸冷高壓天氣型造成大范圍的下沉運動,靜穩大氣易導致污染物的積累,在PM2.5主成分中二次水溶性無機離子和有機物(OM)占比均有增高,秋、冬季二次水溶性無機離子前體物的非均相氧化反應與有機物的光化學氧化反應是造成該污染特征的主要原因之一。在東北部熱帶氣旋型污染事件中有機碳與元素碳質量濃度的比值(OC/EC)較高且同O3的相關性較好,說明光氧化反應生成二次有機物是造成PM2.5中有機物占比大幅增高的主要原因。由于受到降水和大風的沖刷、稀釋,南部熱帶氣旋污染事件持續時間短,有機碳與元素碳同源,光氧化反應貢獻小,二次有機物含量少且二次水溶性無機離子的占比更高。對香港地區在不同天氣型影響下大氣污染特征進行的系統性統計和分析,加深了該地區氣象條件對污染過程影響的認識。

發文機構：中國海洋大學海洋與大氣學院 香港科技大學環境學部 香港科技大學化學系

關鍵詞：空氣污染事件環流形勢聚類分析細顆粒物污染特征香港air pollution episodescirculationcluster analysisfine particulate matter,pollution characteristicsHong Kong

分類號： P593[天文地球—地球化學]X831[天文地球—地質學]