导读
近期我国北方降水量呈现增多态势，特别是北京市频繁出现降雨天气。但是，7月11日-12日北京市却连续出现两个PM 2.5轻度污染天。本次污染过程如何形成？降水又对大气污染影响几何？国家大气污染防治攻关联合中心为大家答疑解惑。
01
污染总体情况
从7月9日下午的一次降雨过后开始，北京市PM2.5浓度持续攀升。7月11–12日PM2.5日均浓度均为85微克/立方米，达到轻度污染等级；PM2.5小时浓度峰值为115微克/立方米（7月12日3时）。
从PM2.5组分监测数据上看，在北京市PM2.5小时浓度超过75微克/立方米的时段，硝酸根离子为首要组分，占比约为30%；硫酸根离子和铵根离子占比分别为12%和14%；二次无机组分占比之和接近60%，表明以NOx为首的气态污染物的二次转化推动了PM2.5浓度的持续攀升。
7月7–12日北京市PM2.5主要组分（上）及常规污染物（下）浓度变化
（数据来源：中国环境监测总站）
02
气象条件分析
从近地面气象要素来看，北京市从7月9日下午起地面风速总体小于2米/秒，不利于污染物的扩散。以大气寿命相对较长的CO为例，北京市11日CO浓度相对于9日增加了近1倍，污染累积效应明显。
同时，7月以来降水频次明显变多，特别是12日清晨出现了短时高强度降水，3~4时和4~5时的降水量分别为19.7毫米和1.8毫米，5时起降水过程基本结束。分析此次降水的影响，一方面，降水后地表水汽大量蒸发，相对湿度持续高于80%，非常有利于气态污染物的二次转化；另一方面，本次降水过程对大气污染物有一定清除作用，但因时间较短、降水前后风速维持在2米/秒以下，而且并未伴随大风天气，所以清除效果有限。从监测数据上看，PM2.5浓度从7月12日3时的115微克/立方米降至8时的70微克/立方米，但从7月12日9时起再次上升，12日下午PM2.5浓度基本维持在80微克/立方米以上。
7月7–12日北京市地面风速（上）和相对湿度、降水量变化（下）
（红色框为短时强降水和雨后高湿时段，数据来源：中国气象数据网）
相比而言，本月6日下午北京市曾出现冰雹、强降水等强对流天气，并且伴随大风；除湿沉降作用外，大气扩散条件更好。因此，该次强对流天气过后PM2.5、NO2和CO等污染物浓度下降明显，而且没有出现污染持续累积的现象，PM2.5浓度维持一级优。
03
区域传输特征
从区域地面风场上看，7月11日晚间以来，北京市及周边持续处于弱偏东风或弱东南风的控制，容易受到来自这些方向污染传输的影响，导致污染物在太行山-燕山交汇处积累。
7月11–12日京津冀区域风场实况
（来源：中央气象台）
卫星遥感资料显示，环渤海一带的对流层NO2柱浓度相对较高，在风场作用下可向太行山-燕山交汇地带输送。生态环境部环境规划院基于空气质量模式的来源解析结果表明，本地和区域对北京市PM2.5贡献各占一半左右，其中东南方向城市对北京市PM2.5的贡献占比约为10~15%。北京市监测站点数据显示，市区东部的CO浓度相对较高，这与污染传输方向较为一致；而城区的NO2和PM2.5距平较郊区明显偏高，这与城区大量机动车的NOx排放关系密切。
北京市监测站点PM2.5、NO2和CO浓度距平分析
（数据来源：中国环境监测总站）
综上所述，近期北京市雨水增多，降水过后的高湿、弱偏东/东南风等气象条件导致本地和区域排放的NOx等气态污染物向二次颗粒物快速转化；虽然12日清晨出现强降水但持续时间较短、未伴随大风天气，对污染的清除作用有限，雨后持续的静稳高湿条件导致污染再次积累，北京市出现PM2.5轻度污染。
2019年7月下旬，在类似的高湿条件和东南方向污染传输影响下，北京市也出现了PM2.5轻度污染天（7月27日），PM2.5小时浓度峰值达到138微克/立方米，比本次过程期间的PM2.5小时浓度峰值还要高出20%。分析表明，京津冀区域来自偏东和东南方向的污染传输影响显著，应进一步加强传输通道沿线城市污染排放管控力度。
根据北京市生态环境监测中心、中国环境监测总站的空气质量预测预报结果，7月13日，北京市受均压场影响，扩散条件一般，空气质量为良；14–15日，气温回升，空气质量为良-轻度污染，首要污染物为O3。
资料分析整理：国家大气污染防治攻关联合中心 褚旸晰 石耀鹏
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