熊 娅       傅向阳           熊 筱

(贵州省环境保护科学研究所.贵阳：550002) (贵州工业大学.贵阳：550003)

摘 要 兴义市顶效地区进行的低空探空试验，旨在获得边界层内气温随高度变化的探测数据及不同条件下温度层结的资料，并确定该地区逆温层的特征和混合层厚度。该地区大气环境影响评价中已部分应用此结果。

关键词 兴义市；顶效地区；边界层；温度场；低空探空

中国图书资料分类号 P404；P423.5；X16

受下垫面影响的低层大气，其厚度约为1～2 km，称为大气边界层。大气污染物都在大气边界层内输送、扩散、稀释，了解大气边界层中的温度场、风场及湍流特征，对于解决污染物大气扩散问题，进行大气环境影响评价是十分重要的。

边界层的温度结构是衡量低空大气稳定度的标志，它与近地层的湍流运动密切相关。稳定层结能使湍流运动减弱，而不稳定层结则可使原有的湍流运动继续加强。因此，温度层结对大气扩散起着重要作用。本文根据冬、夏两季在兴义市顶效经济技术开发区地行的低空探空试验，总结出该地区边界层温度场结构特征。

顶效经济技术开发区位于兴义市东部14 km，地处东经105°00′，北纬25°09′，属中亚热带季风山地湿润气候类型，具有四季分明，多云寡照，冬暖夏凉，冬干夏湿等特征。根据兴义市多年气象资料统计得到该地区逐月平均气温。其最高平均气温出现在七月，为26.7℃，最低在一月，为8.5℃。年较差18.2℃，逐月温度变化不大。

本文使用的试验数据来自贵州省环境保护科学研究所酸雨研究防治中心在该地区进行的低空探空现场测试。监测时间为1996年9月11日至1996年9月27日、1997年2月25日至3月12日，两次测试均为15天，每天监测6次。夏季的监测时段是02∶00、07∶00、10∶00、14∶00、19∶00、22∶00，冬季的监测时段是01∶00、07∶00、10∶00、14∶00、19∶00、22∶00。每次监测20分钟，除第一分钟每20秒读一次数据外，其余每30秒读一次数据。

试验采用了北京大学生产的GWZ1型低空探空仪，试验中使用的其它设备有：4F22-6V干电池(低空探空仪用)、符合温度范围的热敏电阻及校对表、电阻箱一只、通风温度计一只、遥测接收机一只、示波器一台、LM17型记录仪一台、测风经纬仪两台、对讲机两台、气球及氢气钢瓶等。低空探空仪用氢气球升空，升速10 m/min，用双经纬仪跟踪气球，以确定其空间位置。

顶效地区的低空平均温度场垂直分布，夏季01时0～100 m、07时0～100 m、22时0～100 m，冬季02时0～50 m、07时0～100 m，有平均气温随高度抬升而递增的现象，其余高度平均气温符合随高度增加而递减的一般规律。

根据各个时次平均气温分析，夏季，各高度层最高气温出现在午后14时，各高层最低气温出现在早晨07时；100 m以下，最高气温为24.33℃，最低气温18.29℃；100 m以上，最高气温为22.07℃，最低气温为12.64℃。冬季，550 m以下高度层最高气温出现在午后14时，各高层最低气温出现在早晨07时；100 m以下，最高气温为22.37℃，最低气温为12.13℃，100 m以上，最高气温为20.18℃，最低气温为8.9℃。

气温递减率夏季最大值在14时，为10.6℃/1000 m，最小值在22时，为5.5℃/1000 m；冬季最大值在19时10.3℃/1000 m，最小值在01时，为3.59℃/1000 m。

地面平均气温日较差，夏季为-2.79℃，冬季为0.46℃。测试区气温变化见图１、图２。

图１ 夏季测试期间平均温度时空分布（℃）

图２ 冬季测试期间平均温度时空分布（℃）

对测试区测试期所取资料分为三类稳定度进行统计。夏季在400 m高度以下，平均气温以不稳定条件下最高，400 m以上不稳定与稳定条件平均气温交替较高；在50 m以下中性条件下的平均气温较稳定高，50 m以上中性条件较稳定条件低，见图３。气温递减率由大到小依次为不稳定条件9.8℃/1000 m、中性条件8.6℃/1000 m，稳定条件为6.0℃/1000 m。

图３ 夏季三类稳定度下的温度层结

图４ 冬季三类稳定度下的温度层结

冬季测试期以中性条件为主，稳定条件下观测资料较少，反映出如图4上的稳定条件下的平均气温曲线出现较强逆温。平均气温递减率由大到小依次为不稳定8.8℃/1000 m，中性6.15℃/1000 m，稳定4.28℃/1000 m。

逆温层是气温随高度增加而增加的大气层，属于稳定层结，对于大气湍流有抑制作用，逆温的强度、厚度及其位置对于制约局部或区域性大气扩散和污染较为关键。

（1）逆温频率

对测试期间取得的低空温度层结曲线的逐一分析，统计得测试区夏、冬季测试期逆温频率分布。该地区存在着典型的贴地逆温及上部逆温。

夏、冬季贴地逆温出现频率较上部逆温低，其每日逆温一般出现在19时至07时，夏季出现频率29.0％，01时、07时、19时、22时，出现频率分别为50.0％、38.5％、38.5％、50.0％，10时、14时出现频率为零；冬季出现频率为23.1％，02时、07时、19时出现频率分别为69.2%、15.4%、53.8%，10时、14时、16时出现频率为零。

夏季上部逆温出现为60.3%。07时出现频率相对较低，为38.5%；其它各时次出现频率较高，都在50％以上，在14时为最高，达75.0%。

冬季上部逆温出现为43.6%，出现频率较夏季低。02、10、14、19时频率较高，均超过50.0%。07时频率相对较低，为46.2％。

由于贴地逆温频率较高，导致夏、冬季100 m以下平均气温随高度抬升而递增的现象。

（2）贴地逆温特征

夏、冬季测试期内贴地逆温出现频率较高。从统计的结果来看贴地逆温夏、冬两季最大厚度分别有237.68 m和196.31 m；最大强度分别为3.75℃/100 m和2.73℃/100 m。

（3）上部逆温特征

测试期出现的上部逆温，按不同高度分别统计。夏季测试期在底高小于200 m、200 m～400 m和大于400 m三个层次的频率分别为1.8％、1.8％和96.4％，因此底高高于400 m的逆温占了绝大部分，这一层逆温的平均底高为1375.45 m；冬季测试期在底高小于200 m、200 m～400 m和大于400 m三个层次的频率分别为4.8％、9.5％和85.7％，底高高于400 m的逆温占上部逆温的大多数，底高小于200 m、200～400 m、高于400 m逆温的平均底高分别为189.93 m、311.92、955.4 m。

大气在热动力和热力作用下，边界层常出现上下层湍流强度的不连续性，当下层湍流强度比上层大时，则中间出现不连续界面，这个界面能抑制下层烟气向上扩散，并将成为烟气的反射面，使烟气向下反射弥漫。这个界面的下层大气通常称为混合层，其界面高度即为混合层高度。

为了较好地反映混合层高度的气候学特征，在表征长期平均的混合层高度时，使用国标GB/T13202-91中确定混合层高度的公式。

在大气稳定度为不稳定和中性时：

Ｈ=a_s×Ｕ₁₀／f （1）

在大气稳定度为稳定时：

H=b_s×(Ｕ₁₀／f)^１／２ （2）

f=2Ω SinΨ （3）

结合平均风速统计值计算得到混合层高度见表1。

季节	稳定度
	Ａ	Ｂ	Ｃ	Ｄ	Ｅ	Ｆ
夏季	2475	2224	1473	516	225	109
冬季	2313	2472	1965	1297	453	166

总结了兴义市顶效经济技术开发区低空探空试验结果，给出了该地区气温时空变化、不同稳定度下温度的高度变化、贴地逆温及上部逆温特征，最后估算出该地区大气混合层高度。反映了该地区边界层温度场结构特征，可作为该地区建设项目的工业布局、厂址选择和规划设计依据条件之一。

　

1 成都气象学院.气象学.北京：农业出版社，1979.43～67

2 童志权.大气环境影响评价.北京：中国环境科学出版社,1991.29～32.240～245

3 史宝忠.建设项目环境影响评价.北京：中国环境科学出版社，1994.81～91

4 国家环境保护局.大气环境影响评价实用技术.北京：中国环境科学出版社，1991.45～69

　

Xiong Ya        Fu Xiangyang

(Guizhou Institute of Environmental Science.Guiyang:550002)

Xiong Xiao

(Guizhou University of Technology.Guiyang:550003)

Abstract The test of air sonding of low altitude in Dingxiao district,Xiangyi City,is designed to gather data on the temperature of boundary layer varying with the height and data on the temperature stratification under different conditions,so as to determine the characteristics of the inversion layer and the thickness of the mixed layer.The result is used to evaluate the impact of the atmospheric environment on this district.

Keywords Xingyi City;Dingxiao district;boundary layer;temperature field;air son-ding of low altitude

　

　

1998-07-08收稿