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大气化学网友请注意：石家庄封龙山重霾时测得臭氧浓度值偏高: 热度 5 Talky 2017-1-4 09:58; 前两篇相关博文没有注意石家庄市的臭氧（ O 3 ）监测数据，原因是重霾期间监测到的臭氧浓度通常都很低，自以为是地忽略了。之后天气后报网站支持我补足了监测数据，在重新整理之时，也画各站臭氧曲线来进行比较。突然发现了“大问题”：石家庄 7 个监测站测得的臭氧浓度在重霾期间都很低，但封龙站监测到的臭氧浓度居然偏高。在重霾期间，测得臭氧浓度比较其它 7 个站高得多。重霾混合层内虽然阳光微弱，光化学反应较弱。但混合层顶部阳光灿烂，可以发生较强的光化学反应。因此写此文请教大气化学方面网友：封龙山重霾时测得较高臭氧浓度和重霾形成的化学过程是否有关，或者那里的臭氧是从别的区域输送过来的？下面是具体情况：封龙山站位于石家庄市西南，离市区约 15 公里，并且位于 800 米山顶附近。因为重霾期间，混合层厚度常在 500 米以下，虽然地形起伏有影响，但封龙山站很可能常在混合层上面。下面图中黑色曲线就是封龙山站数据。下面曲线图可见： 1、无论是否重霾污染。封龙山站 PM 2.5 、 PM 10 、 NO 2 、和 CO 数据曲线均比较其他 7 个站低得多。这是正常现象，因为它在雾霾层（也是混合层）之上。但是 SO 2 和 O 3 曲线显然有不同规律或异常； 2、封龙山站 SO 2 曲线和其他 7 个站量级相当。仔细看还可以发现，第一个超严重雾霾期间，该站 SO 2 数据甚至有一段时间超过其他 7 个站，为什么？第二个中等程度的严重雾霾时，该站 SO 2 浓度也比较高，但比较其他 7 站低了，又为什么？是否可以怀疑这两个过程有所不同：例如风向，输送的来向不同。石家庄地形有些南北向，西面和山西内蒙间有太行山阻隔，但有山口。根据气象部门每日发布的全国霾污染分布图，不同天气背景下，石家庄污染有时和西面连片，但有时却明显有太行山阻隔。 3、发现 O 3 曲线图中封龙山曲线很特殊，值得进一步研究，可能揭示了雾霾化学过程的一个重要环节，也可能成为判别污染物输送来向的一个重要依据。 1) 严重雾霾期间，常见地面监测站 O 3 浓度很低，因为阳光微弱，石家庄其他 7 个站的 O 3 曲线说明了这个事实。封龙山站高于重霾期间混合层厚度（约 500 米），常矗立于混合层之上。因此即使重霾，那里 PM 2.5 和 PM 10 浓度都低于地面的其他各站。因此一个解释是，那里白昼阳光仍然充足，混合层上面可以发生较强的光化学反应。如果如此，这一反应可能在雾霾形成的化学过程中有重要作用，值得研究。 2) 但是，存在一些问题需要解释： a) 如果主要来自本地光化学反应，应当有明显昼夜变化。查对曲线，发现虽然有昼夜变化，但不像地面监测站 O 3 数据那样，夜间浓度几乎是零。封龙山上除少数情况（要核对气象数据 ~ 尚缺），所示夜间 O 3 浓度也有不低的数值。 b) 如果本地光化学反应强烈，那么参与反应的其他化学组分呢？封龙山和地面站比较， NO 2 、 CO 浓度都不算高， SO 2 虽然不低，但也不算很高。虽然没有 VOC 的监测曲线，但因为 VOC 和机动车尾气关系密切，而 CO 浓度高低和机动车尾气相关，可以猜想 VOC 浓度也不高的。因此，就 O 3 浓度高还不能结论说那里一定光化学反应强烈，那里 O 3 浓度偏高可能的别的来源。 c) O 3 具有较高化学活性，地面监测站晚间一般浓度很低的重要原因是 O 3 和别的气体发生反应还原。所以封龙山 O 3 浓度高的另一个可能是山上空气洁净，晚间 O 3 和别的气体反应甚少，造成了一定的积累。 d) 地面监测 O 3 常发现其高浓度区域在郊区，不是在机动车尾气密集的市区。有时还发现晚间也有 O 3 偏高现象（和天气过程有关，可能有外地输送）。因此重霾污染期间封龙山 O 3 浓度持续偏高有可能和外地输送和积累有关，可能成为外地输送的一个重要判据。 2) 因此，封龙山站 O 3 浓度偏高的问题值得研究：有可能是雾霾化学过程的重要环节，也有可能缘因不同方向的污染输送结果。 4、最后一张图是 PM 2.5 和 PM 10 之间的比例曲线。石家庄数据表明，这个比例在 70% 左右，说明该市扬尘比较严重，甚于北上广超大城市；本文数据不多，只有 2016 年 12 月 1 日至 7 日的一周时间。虽然发现一些问题，其中可能含有重要信息，但不能得出令人信服的结论。除了认为封龙山 SO 2 和 O 3 浓度曲线异常值得深入研究外，本文另一个目的是提请注意：各地环境监测站的“常规监测”数据，结合气象部门数据和地理地形数据，可能提供重要信息。应当充分利用这些资源。致谢：本文数据来自“天气后报”网站 http://www.tianqihoubao.com/ 下面各图时间轴从 2016 年 12 月 1 日 15:00 至 12 月 7 日 13:00; 个人分类: 灰霾|8274 次阅读|13 个评论

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