一、污染形勢(shì)

12月1日至14日期間，受靜穩(wěn)不利氣象條件及多輪冷空氣過(guò)境交替影響，我省自北向南出現(xiàn)多輪次PM_2.5污染-清除過(guò)程?；幢笔?、阜陽(yáng)市、宿州市、蚌埠市、淮南市、馬鞍山市和蕪湖市在本次污染期間出現(xiàn)2~3個(gè)中度及以上污染天，受影響較大，黃山市在本輪污染期間，未受到明顯傳輸影響，空氣質(zhì)量維持在優(yōu)良水平。

其中1日至3日在山東省等地區(qū)污染傳輸?shù)寞B加影響下，我省淮北市、亳州市、宿州市、阜陽(yáng)市、淮南市的空氣質(zhì)量達(dá)輕度污染，之后逐漸波及全省大部，其中淮南和六安受影響最為嚴(yán)重，3日空氣質(zhì)量達(dá)中度污染，宿州市、淮南市及滁州市的PM_2.5小時(shí)濃度最高達(dá)重度污染，數(shù)值可達(dá) 152μg/m³（宿州市，3日2時(shí)）。江淮之間，江南地區(qū)空氣質(zhì)量以良為主。6~7日期間，霾污染-冷空氣清除率先在宿州市、淮北市、阜陽(yáng)市和淮南市展開(kāi)，之后逐漸波及滁州市、馬鞍山市和銅陵市，其中宿州市7日達(dá)中度污染，阜陽(yáng)市、宿州市、淮南市和蚌埠市多個(gè)小時(shí)空氣質(zhì)量達(dá)重度污染，最高PM_2.5小時(shí)濃度為152μg/m³（宿州市，7日23時(shí)）。10日開(kāi)始，受持續(xù)的均壓場(chǎng)控制及弱偏北風(fēng)影響，第三輪中度污染由淮北市、宿州市、阜陽(yáng)市、蚌埠市等皖北城市產(chǎn)生后，逐漸向南部區(qū)域轉(zhuǎn)移，馬鞍山市、蕪湖市、安慶市和池州市等地空氣質(zhì)量也陸續(xù)惡化至中度污染（詳見(jiàn)圖1所示）。

表1 2020年12月1日至14日PM_2.5日均濃度刷色標(biāo)（數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站未審核數(shù)據(jù)）

13日10時(shí)開(kāi)始強(qiáng)冷空氣前鋒自北向南開(kāi)始影響我省，風(fēng)力逐漸增大，北風(fēng)達(dá)4m/s以上，陣風(fēng)可達(dá)10m/s以上，持續(xù)時(shí)間10小時(shí)，我省霧霾過(guò)程逐漸被清除，空氣質(zhì)量由重度污染（短時(shí)中度污染）迅速轉(zhuǎn)好，回歸良好水平（詳見(jiàn)圖1所示）。下文以12月10日至14日的污染過(guò)程為例，展開(kāi)成因分析。

圖1 2020年12月10日至14日期間兩次污染傳輸過(guò)程（數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院）

二、污染成因

2.1 不利氣象條件

12月10日開(kāi)始，我省主要受均壓場(chǎng)控制，氣象條件上趨于靜穩(wěn)，不利氣象條件持續(xù)至13日16時(shí)左右。期間，我省大部出現(xiàn)霾天氣，靜穩(wěn)天氣的出現(xiàn)嚴(yán)重阻礙了空氣的水平輸送和垂直擴(kuò)散，局地氣象條件表現(xiàn)為高濕（接近飽和，有利于污染物快速化學(xué)轉(zhuǎn)化和顆粒物吸濕增長(zhǎng)，加重污染形勢(shì)）、風(fēng)速低（不足2m/s），大氣邊界層高度普遍不足600m（氣溶膠激光雷達(dá)觀測(cè)結(jié)果），空氣中的污染物不易向外擴(kuò)散，造成集聚效應(yīng)，致使污染越來(lái)越重。同時(shí)我省也處在弱偏北風(fēng)的影響下，華北及華東部分地區(qū)的污染傳輸疊加影響也進(jìn)一步加重了我省部分城市的污染程度。

圖2 2020年12月10日至13日安徽省各地市日平均相對(duì)濕度與風(fēng)速分布

（數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院）

12號(hào)夜間開(kāi)始，大風(fēng)和降溫侵入華北平原及黃淮地區(qū)，之后冷空氣南下速度加快。在這輪冷空氣過(guò)程中，由于北方大部受偏北氣流控制，沒(méi)有水汽輸送通道，因此以“干冷”為主。13日皖北地區(qū)冷空氣過(guò)境后，相對(duì)濕度普遍降低至60%以下。這波冷空氣帶給北方最大的“利好”就是驅(qū)散了在華北中南部至黃淮一帶停留了四天的霾天氣。

13日10時(shí)開(kāi)始，強(qiáng)冷空氣前鋒自北向南開(kāi)始影響我省，風(fēng)力逐漸增大，北風(fēng)4m/s以上，陣風(fēng)可達(dá)10m/s，持續(xù)時(shí)間可達(dá)10小時(shí)。我省霧霾過(guò)程迅速被清除，空氣質(zhì)量由重度污染（短時(shí)中度污染）迅速轉(zhuǎn)好，回歸良好水平。

圖3 全國(guó)12月10日至12日霾預(yù)報(bào)和風(fēng)場(chǎng)分布實(shí)況圖（數(shù)據(jù)來(lái)源：中央氣象臺(tái)）

2.2 污染傳輸

氣溶膠激光雷達(dá)觀測(cè)結(jié)果顯示：12月11日至12的污染傳輸（黃色大箭頭所示）及13日的冷空氣污染清除過(guò)程（黑色大箭頭所示），均呈現(xiàn)由北往南時(shí)間逐漸推遲的變化趨勢(shì)，表現(xiàn)為明顯的偏北污染輸送過(guò)程，是造成區(qū)域污染過(guò)程的重要“推手”。13日午后的冷空氣清除過(guò)程和夜間的雨雪天氣是我省空氣質(zhì)量好轉(zhuǎn)的重要原因。

圖4亳州市、阜陽(yáng)市、蚌埠市和宣城市12月9日至14日氣溶膠激光雷達(dá)消光時(shí)序圖（數(shù)據(jù)來(lái)源：中科光博）

圖5阜陽(yáng)市、合肥市與宣城市12月13日0時(shí)風(fēng)48小時(shí)后向(上)軌跡和前向(下)軌跡（數(shù)據(jù)來(lái)源：HYSPLIT）

根據(jù)阜陽(yáng)市、合肥市和宣城市12月13日0時(shí)48小時(shí)后向軌跡可知，三個(gè)地區(qū)150m、500m及1500m高度氣流方向基本一致，氣流來(lái)自西北方向。在12月12-13日污染傳輸期間，將起源于西北一帶的污染沿河南省-阜陽(yáng)市-合肥市-宣城市沿線傳輸，致使阜陽(yáng)市、合肥市和宣城市污染物濃度先后上升，空氣質(zhì)量惡化。

根據(jù)潛在源分析(PSCF)可知，阜陽(yáng)市的潛在源區(qū)主要分布在河南周口市和漯河市，合肥市的潛在源區(qū)主要分布在阜陽(yáng)市，宣城市的潛在源區(qū)主要分布在合肥市和馬鞍山市，呈現(xiàn)明顯的北部污染向南部轉(zhuǎn)移趨勢(shì)。

圖6 安徽省12月7日至13日污染期間阜陽(yáng)市、合肥市和宣城市PM_2.5潛在源分析（數(shù)據(jù)來(lái)源：HYSPLIT）

2.3 排放影響

從12月上旬我省污染物濃度分布情況看，12月7日以來(lái)，我省部分城市（宿州市、蚌埠市、淮北市、蕪湖市、宣城市、馬鞍山市及合肥市等）的SO₂、NO₂或CO氣態(tài)污染物濃度在區(qū)域內(nèi)明顯偏高，其中NO₂和CO濃度呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)，且NO₂濃度持續(xù)維持在較高水平，最高可達(dá)131μg/m³（宿州，12日20時(shí)），SO₂濃度最高可達(dá)54μg/m³（宿州，13日0時(shí)）。

基于哨兵5衛(wèi)星的對(duì)流層NO₂濃度觀測(cè)結(jié)果與近地面空氣站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)較為一致，表明上述地區(qū)燃煤、工業(yè)和機(jī)動(dòng)車(chē)排放相對(duì)較高。進(jìn)入12月13日后，在冷空氣的強(qiáng)力清除下，皖北區(qū)域NO₂濃度迅速降低，南部的安慶-合肥-滁州沿線、蕪湖和馬鞍山一帶的對(duì)流層NO₂濃度在經(jīng)歷短暫升高后也逐漸被清除。

圖7 安徽省各地市SO₂、NO₂及CO濃度變化趨勢(shì)（數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站未審核數(shù)據(jù)）

圖8 12月10日（左）和13日（右）對(duì)流層NO₂柱濃度（數(shù)據(jù)來(lái)源：哨兵5 tropomi傳感器）

2.4 化學(xué)轉(zhuǎn)化

基于空氣站數(shù)據(jù)的污染物特征分析結(jié)果表明：11日至13日污染過(guò)程期間，阜陽(yáng)市污染類(lèi)型偏綜合型，是不利擴(kuò)散條件下污染源持續(xù)混合的結(jié)果。合肥市污染類(lèi)型由前期的機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣及粗顆粒型轉(zhuǎn)變?yōu)槠C合型、偏二次型（氣態(tài)污染物二次轉(zhuǎn)化顯著）和偏粗顆粒型（隨冷空氣到來(lái)的弱沙塵影響或大風(fēng)吹起的揚(yáng)塵影響），宣城市污染類(lèi)型也呈現(xiàn)與合肥市類(lèi)似的變化。從三個(gè)城市的特征變化可以看出，重污染期間，小時(shí)污染特征呈現(xiàn)二次轉(zhuǎn)化影響的頻次為：阜陽(yáng)市＜合肥市＜宣城市。往南部推移，各市很可能受氣態(tài)污染物的二次轉(zhuǎn)化影響逐漸加強(qiáng)。

圖9阜陽(yáng)市、合肥市和宣城市12月1日至13日污染物特征時(shí)序圖

2.5 總結(jié)

導(dǎo)致我省12月上旬空氣質(zhì)量出現(xiàn)持續(xù)連片污染的氣象條件基本為：持續(xù)大范圍靜穩(wěn)和高濕天氣造成的不利擴(kuò)散條件和二次轉(zhuǎn)化過(guò)程，疊加偏北方向的多次污染傳輸影響。從污染排放的角度來(lái)看，我省部分城市（宿州市、蚌埠市、淮北市、蕪湖市、宣城市、馬鞍山市及合肥市等）的SO₂、NO₂和CO氣態(tài)污染物濃度在區(qū)域內(nèi)明顯偏高，表明上述地區(qū)燃煤、工業(yè)和機(jī)動(dòng)車(chē)排放相對(duì)較高。較高濃度的SO₂和NO₂等前體物，在高濕低風(fēng)的靜穩(wěn)氣象條件下容易二次轉(zhuǎn)化，加重污染形勢(shì)。從污染傳輸?shù)慕嵌葋?lái)看，12月初的幾次污染過(guò)程中，我省各地市均受到不同程度的偏東北污染輸送過(guò)程影響，疊加本地污染后造成局地空氣質(zhì)量顯著惡化?；幢笔?、阜陽(yáng)市、宿州市、蚌埠市、淮南市、馬鞍山市和蕪湖市在本次污染期間出現(xiàn)2~3個(gè)中度及以上污染天，污染情況偏重。

三、安徽省近期空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)

12月15日，大氣擴(kuò)散條件一般，淮河以北空氣質(zhì)量為良~輕度污染，江淮之間和沿江江南以良為主，首要污染物為PM_2.5。

12月16日，大氣擴(kuò)散條件轉(zhuǎn)差，淮河以北和江淮之間空氣質(zhì)量為良~輕度污染，短時(shí)可達(dá)中度污染，沿江江南以良為主，首要污染物為PM_2.5。

12月17日，受均壓場(chǎng)控制，淮河以北和江淮之間空氣質(zhì)量為輕度~中度污染，短時(shí)可達(dá)重度污染，沿江江南受降水影響，以良為主，首要污染物為PM_2.5。

12月18日，受弱東北風(fēng)影響，淮河以北、江淮之間及沿江區(qū)域空氣質(zhì)量為輕度~中度污染，局地可達(dá)重度污染，江南以輕度污染為主，首要污染物為PM_2.5。

圖10 安徽省各地市15日至18日AQI日均變化預(yù)報(bào)結(jié)果（數(shù)據(jù)來(lái)源：中科光博蕪湖市預(yù)警預(yù)報(bào)及立體組網(wǎng)平臺(tái)）