10月23日起，京津冀及周邊地區中南部率先出現PM2.5污染，近幾日呈范圍擴大、程度加重態勢，局地出現中度污染。中國環境科學研究院研究員柴發合在解讀污染成因時表示，區域污染排放維持高位，同時，靜穩、高濕、逆溫等多因素疊加，導致區域氣象條件明顯轉差。
進入秋冬季后，京津冀及周邊地區先是經歷了連續的“優良天”，近期出現了首次區域性PM2.5污染過程。10月上中旬，京津冀及周邊地區PM2.5濃度總體優良，空氣質量狀況為“十四五”以來同期最優。
10月23日起，隨著區域大氣擴散條件轉差，PM2.5污染逐漸累積。23日，河南中北部率先出現PM2.5輕度污染；24日至25日，污染范圍逐漸擴大至太行山沿線城市，保定、廊坊達到中度污染；26日至27日，區域北部空氣質量短暫改善，但污染氣團沒有徹底清除；28日，區域擴散條件再次系統性轉差，京津冀中南部、山東西部、河南北部形成連片污染帶。北京市在25日出現PM2.5輕度污染，26日至27日短暫緩解，28日下午PM2.5濃度再次上升。
截至10月28日17時，區域內PM2.5日均濃度峰值為123微克/立方米（保定市，10月25日），小時濃度峰值為174微克/立方米（鶴壁市，10月26日10時）；北京市PM2.5小時濃度峰值為109微克/立方米（10月28日17時）。
在分析本次污染過程出現的原因時，專家表示，一是區域污染排放維持高位。根據經濟社會運行統計、污染源監控等多源數據分析，10月下旬以來，區域火電供熱行業污染排放同比基本持平；重型貨車交通流量、工程機械開工時長同比增加6%；區域內監測到火點253個，主要集中在京津冀中部。從顆粒物組分特征來看，在污染高值時段，區域PM2.5硝酸鹽占比超四成，表明工業、柴油車（機）排放的氮氧化物及其二次轉化是本次污染的主要原因；局部地區受生物質開放燃燒等影響，PM2.5污染時段有機物占比達到五成左右。
另外，靜穩、高濕、逆溫等多因素疊加，區域氣象條件明顯轉差。本次污染過程呈現出典型的“累積－短暫緩解－加重”的階段性特征。第一階段（10月23日至25日）區域受弱偏南風控制，太行山沿線城市風速在1米/秒左右，相對濕度超過60%，導致污染物逐步累積。第二階段（10月26日）區域北部受冷空氣影響，空氣質量短暫好轉；但南部因上游污染傳輸與本地累積疊加影響，污染態勢維持。第三階段（10月27日至28日），區域再次轉為弱偏南風控制，相對濕度甚至超過90%，北京、鄭州等地近地面均存在逆溫，擴散條件較第一階段更差，這是誘發區域污染進一步加重的客觀原因。
受本地排放和區域污染影響，北京市PM2.5濃度快速上升。10月28日白天，北京市PM2.5濃度每小時增幅接近10微克/立方米，部分站點達到小時中度污染水平。分析顯示，本次過程期間，北京市除本地污染排放以外，還受到西南、東南傳輸通道的共同影響。
目前，區域積極采取行動，科學依法啟動重污染天氣預警。京津冀及周邊地區城市根據空氣質量預測預報情況，按照《中華人民共和國大氣污染防治法》和各地重污染天氣應急預案要求，及時啟動重污染天氣預警，采取績效分級差異化管控措施。截至10月28日，京津冀及周邊地區17個地級及以上城市（新區）依法啟動預警，其中，河北省石家莊、唐山等10個城市（新區），河南省鄭州、洛陽等7個市啟動橙色預警。
預計10月30日至31日，區域中北部污染短暫緩解，11月1日至2日區域系統改善，但3日之后仍有累積風險。10月29日，區域為南風主導，沿山一帶為弱風區，京津冀中部和河南西北部可能出現中至重度污染。30日，受東北弱冷空氣影響，京津冀中北部城市空氣質量有所改善，河北中南部及河南北部城市仍可能出現短時中至重度污染。31日，受偏西北冷空氣持續作用，區域空氣質量自北向南逐步改善，預計京津冀中北部空氣質量為優良，南部為良至輕度污染。11月1日至2日，受偏西冷空氣持續影響，區域大部空氣質量逐步改善至優良水平。
10月28日晚開始，北京空氣質量達到中度污染。10月29日18時，北京首要污染物仍為PM2.5，處于中度污染水平。根據最新空氣質量預報結果，預計30日上午開始，北京擴散條件好轉，空氣質量逐步改善。
10月27日起，京津冀區域出現強逆溫、高濕度、強輻合、偏南風的不利擴散條件，發生一次區域性污染過程，鄰近北京市周邊的多個城市空氣質量達到4級中度-5級重度污染。在偏南風的持續作用下，區域傳輸疊加北京積累，北京PM2.5濃度迅速升高，由28日上午的1級優快速上升，28日傍晚開始達到4級中度污染。
秋冬季京津冀及周邊區域易發生PM2.5污染過程。主要原因是秋冬季易形成靜穩、逆溫天氣，邊界層低，大氣擴散能力明顯下降。同時，大氣相對濕度增加，夜間和清晨常出現近飽和，在高濕度條件下，疊加秋冬季區域污染排放較夏季相對增加，PM2.5二次轉化反應增強，容易造成PM2.5快速積累升高。
具體到本次污染過程，主要是顯著不利氣象條件影響下的區域污染傳輸和本地污染積累導致。10月28日夜間至29日，京津冀及周邊地區多個城市有大霧天氣，部分地區局地有能見度不足200米的強濃霧，北京相對濕度接近飽和；中層明顯回溫，夜間至清晨存在高達8℃的逆溫，邊界層高度降至500米，高濕逆溫的擴散條件導致污染物持續匯聚、積累、二次轉化。
此外，區域傳輸貢獻突出，偏南風下區域南部高濃度污染團持續向北京傳輸匯聚。
PM2.5組分顯示，硫酸鹽占比快速上升，區域燃燒源貢獻突出。硫酸鹽作為區域燃燒源的示蹤物，28日上午北京京東南站點硫酸鹽率先出現快速上升，午后這一趨勢擴大至城區和其他邊界點。其間所有站點硝酸鹽/硫酸鹽比值呈下降趨勢，體現固定燃燒源相對貢獻明顯上升。東南區域二次為主的污染傳輸導致北京PM2.5快速上升。傳輸評估結果顯示，28日區域傳輸貢獻超過七成。整體來看，區域傳輸貢獻占比達到76% ，尤其在濃度快速抬升階段傳輸占比一度超80%；其中東南通道為主，貢獻達到28%，西南通道貢獻10%。
根據最新空氣質量預報結果，10月30日凌晨起，冷空氣逐漸影響北京，預計30日上午開始，受北部高壓作用，北京擴散條件好轉，空氣質量逐步改善。
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