珠三角地区是我国三大城市群之一,正处于城市化、工业化快速发展时期,由于区域资源和能源消耗量过大,多种大气污染物高强度集中排放,大气环境问题突出。空气质量恶化所引起的大气环境问题对广大人民群众的生产、生活活动造成极大的危害,珠三角多数城市所面临的大气污染形势非常严峻。气象条件特别是垂直风场的输送能力是影响区域空气质量的重要因素,珠三角地区频繁受到海陆风等局地回流的影响,海陆风环流与大气环境的污染密切相关,对大气中污染物的稀释扩散行为有重要的意义。根据2012年10月珠三角风廓线雷达资料、地面风温观测资料和同期的空气质量监测资料等,本文集中研究秋季珠三角垂直风场特征及其对空气质量的影响,特别是珠三角海陆风的特征和海陆风对空气质量的影响,为后续研究提供参考:(1)当秋季珠三角处于冷空气全面控制前的时候,受冷暖气团对峙影响,系统风较弱、多为静小风天气,边界层垂直风场有明显的三层结构,存在深厚的垂直小风层。在PM2.5污染日珠三角近底层风速通常小于2.5 m/s,形成深厚的小风层,其厚度可达1000m,深厚的垂直小风层不利于污染物的水平输送,是造成珠三角秋季空气质量恶化的主要原因。沿海与内陆的垂直风场也有较大的区别,沿海边界层内风速、风向有着显著的昼夜差异。(2)边界层高度(ABLH)是反映大气垂直扩散能力的重要参量,结合垂直风场可用边界层通风量(VI)来综合反映大气水平输送能力的强弱。PM2.5污染日的深厚垂直小风层和较低的边界层高度,导致珠三角边界层通风量降低。计算表明,PM2.5污染日平均ABLH约为200~500m,平均VI约为500~2000m~2/s,反映污染日珠三角大气输送能力较弱,容易导致局地污染物的累积。(3)珠三角沿海地区常常出现海陆风局地环流,可采用局地环流指数(RF)来定量分析海陆风等局地环流对大气水平输送能力的影响。研究表明珠江口地区空气质量变化与800m以内气层RF指数相关性较高,RF指数主要分布在0.4~0.6之间,反映受海陆风影响的垂直风场有效水平输送能力较弱,仅剩余40%~60%。