成都市夏季近地面臭氧污染氣象特征

徐 錕，劉志紅，何沐全，張 娟

1.成都信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系，四川 成都 610225 2.四川省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，四川 成都 610225

臭氧是一種由特殊臭味的淡藍(lán)色氣體，主要分布在10～50 km的平流層大氣中，平流層中臭氧可以阻擋紫外線，對(duì)保護(hù)人類(lèi)和環(huán)境有重要作用。除去對(duì)流層臭氧外，還有大約10%的臭氧分布在對(duì)流層內(nèi)，對(duì)流層臭氧對(duì)人類(lèi)、動(dòng)植物和生態(tài)環(huán)境具有極大危害[1-2]。近幾年對(duì)流層臭氧濃度呈現(xiàn)出不斷上升趨勢(shì)，引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛重視[3-5]。中國(guó)各地逐步開(kāi)展了臭氧地面觀測(cè)，通過(guò)將臭氧濃度與太陽(yáng)輻射[6-8]、溫度[9-11]、相對(duì)濕度[12]以及風(fēng)向風(fēng)速[13-15]的綜合分析發(fā)現(xiàn)，臭氧污染是由多種氣象因子共同作用的結(jié)果。除此之外，臭氧污染還存在地區(qū)差異。梁碧玲等[16]利用2013—2015年的氣象和環(huán)境資料對(duì)深圳市的臭氧污染特征進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，深圳市秋季和冬季的臭氧污染較為嚴(yán)重。王雪松等[17]對(duì)北京地區(qū)臭氧污染的來(lái)源進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，在不同區(qū)域臭氧污染的貢獻(xiàn)因子存在較大的差異。

成都市地處四川盆地，其獨(dú)特的氣候環(huán)境(常年風(fēng)速小，靜風(fēng)頻率高，日照時(shí)間短，冬季逆溫現(xiàn)象多，夏季熱島效應(yīng)明顯等)對(duì)臭氧濃度的變化有很大影響[18]。同時(shí)，成都市作為西南地區(qū)的特大城市，人口稠密，車(chē)輛保有量大，其南部是以工業(yè)為主的川南城市群，其北部的綿陽(yáng)、德陽(yáng)是四川重要產(chǎn)業(yè)基地，汽車(chē)及工業(yè)廢氣中的NO2是臭氧生成的重要前體物，錢(qián)駿等[19]的研究表明，成都市區(qū)的臭氧污染為典型的消耗NO2型光化學(xué)污染反應(yīng)。

目前對(duì)成都市的臭氧污染的氣象條件研究時(shí)間尺度較長(zhǎng)，而成都市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院提供的《2016臭氧污染日歷》顯示，成都市夏季臭氧污染天數(shù)占全年臭氧污染天數(shù)的73%。因此，本文利用2016年7月環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)對(duì)成都市夏季近地面臭氧與氣象條件的關(guān)系及區(qū)域差異進(jìn)行針對(duì)性分析，以期為成都地區(qū)臭氧污染的預(yù)報(bào)以及防控提供更加準(zhǔn)確的信息參考。

1 資料與方法

1.1 資料來(lái)源

臭氧濃度數(shù)據(jù)和NOx數(shù)據(jù)來(lái)源于成都市11個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)站點(diǎn)2016年7月的小時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，11個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)站點(diǎn)分別為金泉兩河、十里店、三瓦窯、沙家鋪、梁家巷、大石西路、君平街、淮口、唐昌、紫坪鋪及靈巖寺。其中，淮口、唐昌以及紫坪鋪由于停電檢修導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺測(cè)，因此以上3個(gè)站點(diǎn)不參與研究。同期氣象數(shù)據(jù)使用國(guó)家基準(zhǔn)站(溫江站)和基本站(都江堰)數(shù)據(jù)(氣溫、相對(duì)濕度、輻射強(qiáng)度)，站點(diǎn)分布示意圖見(jiàn)圖1。邊界層高度及風(fēng)場(chǎng)由中尺度氣象模式WRF模擬得到，模式模擬所用的氣象場(chǎng)資料為1°×1°的FNL數(shù)據(jù)。

圖1 成都市環(huán)境監(jiān)測(cè)站點(diǎn)分布示意圖Fig.1 Chengdu Environmental Site Map

1.2 研究方法

因成都市區(qū)內(nèi)各環(huán)境站點(diǎn)相距過(guò)近，且地形特征與經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r相一致，因此將各環(huán)境站點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算平均值得到的數(shù)據(jù)作為成都市區(qū)的污染物平均濃度，將此數(shù)據(jù)與靈巖寺的數(shù)據(jù)對(duì)比分析成都市臭氧污染的區(qū)域性。其次，將臭氧濃度與氣象要素(溫度、濕度、輻射強(qiáng)度)進(jìn)行相關(guān)性分析，探究臭氧與以上4個(gè)氣象要素的關(guān)系。為了增加準(zhǔn)確性，成都市區(qū)使用溫江站的氣象數(shù)據(jù)，靈巖寺使用都江堰的氣象數(shù)據(jù)。之后將臭氧與其前體物NOx進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)合以上內(nèi)容便可探究氣象因素和人為因素對(duì)成都市臭氧污染的影響。對(duì)成都市整個(gè)7月臭氧污染過(guò)程的風(fēng)場(chǎng)和邊界層高度進(jìn)行了模擬，并選擇一次污染過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)分析。最后通過(guò)分析污染過(guò)程中臭氧濃度變化和相關(guān)因子的時(shí)空分布實(shí)現(xiàn)對(duì)臭氧污染過(guò)程中的機(jī)理研究。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度的日變化特征及其對(duì)臭氧濃度的影響

圖2是成都市區(qū)與靈巖寺臭氧濃度與溫度的日變化曲線。從圖2可以發(fā)現(xiàn)，市區(qū)的臭氧濃度曲線為單峰型，在日出后08：00開(kāi)始，臭氧濃度迅速增加，16：00左右達(dá)到最大值，數(shù)值接近國(guó)家規(guī)定的臭氧小時(shí)質(zhì)量濃度閾值160 μg/m3，之后迅速下降，從次日00：00到日出之前，臭氧質(zhì)量濃度在30～40 μg/m3之間平穩(wěn)波動(dòng)。溫度曲線的變化符合一般規(guī)律，曲線呈單峰型變化，從日出開(kāi)始溫度迅速增加，在13：00左右達(dá)到峰值，但數(shù)值并未超過(guò)30 ℃。之后氣溫持續(xù)下降，05：00左右達(dá)最低值，約為23 ℃。綜合分析2條曲線發(fā)現(xiàn)，溫度與臭氧濃度的變化趨勢(shì)大致相同，但臭氧濃度的變化相比溫度變化存在一定的滯后性，滯后時(shí)間隨臭氧濃度和氣溫的升高而減小，滯后時(shí)間最長(zhǎng)約2 h，最短不足1 h。從靈巖寺的臭氧和溫度曲線中發(fā)現(xiàn)靈巖寺的臭氧變化與成都市區(qū)存在明顯差別，臭氧質(zhì)量濃度在10：00開(kāi)始增加，增速超過(guò)成都市區(qū)，在12：00左右達(dá)到高值，約為120 μg/m3，之后在15：00左右略微下降，隨后緩慢上升，在18：00數(shù)值達(dá)到峰值后開(kāi)始下降，直至次日10：00達(dá)最小值，數(shù)值約為57 μg/m3。溫度曲線與成都市區(qū)無(wú)太大區(qū)別，但由于靈巖寺海拔高于市區(qū)，所以溫度比成都市區(qū)低3～4 ℃。

圖2 成都市區(qū)、靈巖寺臭氧與溫度日變化Fig.2 The diurnal variation of ozone and temperature in downtown Chengdu and Lingyan temple

圖3為成都市區(qū)、靈巖寺污染天與非污染天臭氧質(zhì)量濃度-溫度散點(diǎn)圖。觀察發(fā)現(xiàn)，無(wú)論成都市區(qū)還是靈巖寺，臭氧溫度呈正相關(guān)，且相關(guān)性均是污染天高于非污染天，其中成都市區(qū)的相關(guān)性要高于靈巖寺，表明成都市區(qū)內(nèi)的臭氧受本地溫度影響更大。

圖3 成都市區(qū)、靈巖寺污染天與非污染天臭氧質(zhì)量濃度-溫度散點(diǎn)圖Fig.3 Scatter diagram of ozone and temperature in pollution days and non pollution daysin downtown Chengdu and Lingyan temple

2.2 相對(duì)濕度的日變化特征及其對(duì)臭氧濃度的影響

圖4為成都市區(qū)、靈巖寺相對(duì)濕度與臭氧濃度的日變化曲線。成都市區(qū)相對(duì)濕度呈單谷型，相對(duì)濕度在日出后迅速降低，15：00達(dá)最低值，濕度從95%以上降至70%以下；之后相對(duì)濕度迅速上升，在22：00相對(duì)濕度已經(jīng)達(dá)90%以上；22：00過(guò)后直到日出之前，相對(duì)濕度一直維持在90%以上，并呈緩慢上升趨勢(shì)。研究表明，當(dāng)相對(duì)濕度超過(guò)90%時(shí)，臭氧分解速率明顯加快[19]。夜間沒(méi)有太陽(yáng)輻射，臭氧濃度主要受臭氧分解速率影響，綜合分析2條曲線發(fā)現(xiàn)，當(dāng)相對(duì)濕度在90%以上時(shí)，臭氧濃度均較小。靈巖寺相對(duì)濕度變化趨勢(shì)與成都市區(qū)相似，在日出后相對(duì)濕度迅速下降，15：00達(dá)最小值，相對(duì)濕度從85%以上降至65%；15：00過(guò)后相對(duì)濕度迅速增加，在夜間01：00達(dá)最大值，約為87%；01：00過(guò)后直到日出前，相對(duì)濕度略有下降，但仍在85%以上。

圖5為成都市區(qū)、靈巖寺污染天與非污染天臭氧質(zhì)量濃度-相對(duì)濕度散點(diǎn)圖。從圖5發(fā)現(xiàn)，臭氧與相對(duì)濕度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，且相關(guān)性均是污染天高于非污染天。成都市區(qū)的臭氧與相對(duì)濕度的相關(guān)性高于靈巖寺，表明成都市區(qū)臭氧受相對(duì)濕度的影響更大一些。

圖4 成都市區(qū)、靈巖寺臭氧與相對(duì)濕度日變化Fig.4 The diurnal variation of ozone and relative humidity in downtown Chengdu and Lingyan temple

圖5 成都市區(qū)、靈巖寺污染天與非污染天臭氧質(zhì)量濃度-相對(duì)濕度散點(diǎn)圖Fig.5 Scatter diagram of ozone and humidity in pollution days and non pollution daysin downtown Chengdu and Lingyan temple

2.3 輻射強(qiáng)度的日變化特征及其對(duì)臭氧濃度的影響

圖6為成都市區(qū)臭氧濃度與總輻射輻照強(qiáng)度的日變化曲線。成都市區(qū)輻射從日出開(kāi)始增加，在12：00達(dá)到最大值，約為550 W/m2；之后輻照強(qiáng)度不斷降低，太陽(yáng)落山后輻照強(qiáng)度降至0 W/m2。臭氧濃度曲線較輻射曲線同樣具有滯后性，滯后時(shí)間基本保持不變，維持在2 h左右。

圖6 成都市區(qū)臭氧與輻照強(qiáng)度日變化Fig.6 The diurnal variation of ozone and radiation intensity in downtown Chengdu

圖7為成都市區(qū)污染天與非污染天臭氧質(zhì)量濃度-輻照強(qiáng)度散點(diǎn)圖，由于夜間輻射為零，因此統(tǒng)計(jì)出的相關(guān)系數(shù)比實(shí)際要低很多，但在污染天仍有0.5的相關(guān)性，非污染天的相關(guān)性為0.4，與污染天相差不多，表明只要有太陽(yáng)輻射，臭氧便會(huì)不斷產(chǎn)生。因?yàn)槎冀邭庀笳緵](méi)有輻射數(shù)據(jù)，所以靈巖寺臭氧與輻射的關(guān)系在此不做討論。

2.4 臭氧污染與風(fēng)向和風(fēng)速的關(guān)系分析

表1、表2分別為不同風(fēng)向和風(fēng)速條件下成都市區(qū)和靈巖寺的臭氧超標(biāo)率。

風(fēng)向方面，成都市區(qū)和靈巖寺在南風(fēng)和西風(fēng)的影響下更容易產(chǎn)生臭氧污染，在北風(fēng)的情況下不易出現(xiàn)臭氧污染，這與成都市所處位置有關(guān)，成都南邊為川南城市群，且城市群與成都市之間并無(wú)障礙物，因此在南風(fēng)時(shí)臭氧及其前體物可以快速被輸送到成都市。而成都市北邊污染較小，且有山脈阻隔，因此臭氧及其前體物不易傳輸?shù)匠啥际小?/p>

圖7 成都市區(qū)污染天與非污染天臭氧質(zhì)量濃度-輻照強(qiáng)度散點(diǎn)圖Fig.7 Scatter diagram of ozone and radiation in pollution days and non pollution days in downtown Chengdu

風(fēng)向臭氧超標(biāo)率/%成都市區(qū)靈巖寺N2.142.47NE3.834.12E2.112.03SE2.885.67S12.239.07SW3.672.71W6.748.83NW2.373.24

表2 成都市區(qū)及靈巖寺不同風(fēng)速下的臭氧超標(biāo)率Table 1 Ozone over-standard rate underdifferent wind speeds in Chengdu Cityand Lingyan Temple

風(fēng)速方面，成都市區(qū)和靈巖寺的臭氧超標(biāo)率隨風(fēng)速增大而升高，在風(fēng)速1～1.5 m/s時(shí)臭氧超標(biāo)率達(dá)最大值，之后隨風(fēng)速的增大而減小。這是因?yàn)?，風(fēng)速的增加對(duì)臭氧濃度的變化主要體現(xiàn)在2個(gè)方面：一方面抬高了大氣邊界層高度，垂直動(dòng)量輸送加強(qiáng)，進(jìn)而促使對(duì)流層頂高濃度向地面?zhèn)鬏?；另一方面增?qiáng)了臭氧的水平擴(kuò)散作用。風(fēng)速較低時(shí)，臭氧的水平擴(kuò)散作用弱于其向下的輸送作用，從而導(dǎo)致超標(biāo)頻率隨著風(fēng)速的增加而增大。而當(dāng)風(fēng)速超過(guò)一定值時(shí)，水平擴(kuò)散作用逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，超標(biāo)頻率隨著風(fēng)速的增加將顯著下降[20]。

2.5 臭氧濃度與污染前體物NO2濃度的關(guān)系分析

NO2是機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣和工業(yè)排放氣體中的污染物之一，同時(shí)作為臭氧的前體物，其本身可以經(jīng)光化學(xué)反應(yīng)生成臭氧，也可由臭氧分解而得到[21]，因此考察NO2的濃度變化以及其與臭氧濃度的相關(guān)性時(shí)要綜合考慮這2個(gè)方面的因素。圖8為成都市區(qū)臭氧濃度和NO2濃度的日變化曲線。06：00—09：00，由于上班高峰、工業(yè)生產(chǎn)開(kāi)始運(yùn)行以及臭氧的生成速率較慢，NO2濃度呈緩慢上升趨勢(shì)；09：00過(guò)后，臭氧生成速率加快，NO2濃度迅速降低，到16：00左右達(dá)最低值，約為15 μg/m3；16：00過(guò)后受臭氧分解的影響，NO2濃度開(kāi)始迅速增加，到00：00左右達(dá)最大值，約為60 μg/m3；00：00—04：00，臭氧濃度與NO2濃度之間達(dá)到平衡，但由于汽車(chē)尾氣及工業(yè)廢氣的減少以及擴(kuò)散作用，NO2濃度降低；04：00—06：00，NO2濃度略有增加，王占山等[22]的研究表明：在沒(méi)有輻射的條件下，NO2濃度越高，臭氧的消耗速率越快。因此，在這段時(shí)間內(nèi)，臭氧濃度相應(yīng)略有減小。此外，通過(guò)對(duì)2條曲線的綜合分析還能發(fā)現(xiàn)，在日出之后，NO2的濃度變化與臭氧濃度的變化存在一定的滯后性，但兩者同時(shí)在16：00左右達(dá)到極值，即兩者濃度達(dá)到平衡狀態(tài)，之后臭氧濃度的減小與NO2濃度的增加基本同步進(jìn)行。計(jì)算得到成都市區(qū)的臭氧與NO2濃度的相關(guān)系數(shù)為-0.946，符合成都市區(qū)臭氧污染為消耗NO2的光化學(xué)反應(yīng)的結(jié)論[19]。從靈巖寺臭氧與NO2濃度曲線發(fā)現(xiàn)，靈巖寺的NO2濃度較低，在20 μg/m3以下。綜合2條曲線分析發(fā)現(xiàn)，臭氧濃度與NO2濃度在10：00—21：00的變化趨勢(shì)呈現(xiàn)出較為明顯的負(fù)相關(guān)，其余時(shí)間臭氧濃度與NO2濃度的變化趨勢(shì)的一致性較差。一方面是由于靈巖寺地區(qū)的植被覆蓋率較高，VOCs的排放量較大，導(dǎo)致臭氧受VOCs的影響較大，另一方面可能是受到臭氧區(qū)域傳輸?shù)挠绊慬22]。

圖8 成都市區(qū)臭氧與NO2濃度日變化Fig.8 The diurnal variation of ozone andNO2 concentration in downtown Chengdu and Lingyan temple

對(duì)比成都市區(qū)和靈巖寺的NO2濃度曲線發(fā)現(xiàn)，靈巖寺的NO2濃度要遠(yuǎn)低于成都市區(qū)，綜合分析發(fā)現(xiàn)，在夜間，靈巖寺地區(qū)的臭氧消耗速率要低于成都市區(qū)，這就是導(dǎo)致輻射消失后靈巖寺地區(qū)臭氧濃度與成都市區(qū)相比減少較慢的原因。

2.6 典型臭氧污染過(guò)程分析

2.6.1 臭氧的污染氣象條件分析

圖9為成都市區(qū)、靈巖寺7月1—3日臭氧污染過(guò)程中臭氧濃度與溫度的變化曲線。從圖9可以看出，此次污染過(guò)程較為嚴(yán)重，成都市區(qū)臭氧濃度峰值出現(xiàn)在午后，其數(shù)值超過(guò)250 μg/m3。而靈巖寺的臭氧濃度峰值出現(xiàn)在下午和傍晚，數(shù)值超過(guò)160 μg/m3。從溫度變化曲線發(fā)現(xiàn)，在污染期間，溫度的峰值全部超30 ℃，高于平均溫度3～4 ℃。此外，成都市區(qū)臭氧濃度的變化規(guī)律與溫度的變化規(guī)律較為一致，而對(duì)靈巖寺而言，變化趨勢(shì)的一致性較差。

圖10為成都市區(qū)、靈巖7月1—3日臭氧污染過(guò)程中臭氧濃度與相對(duì)濕度的變化曲線。從圖10可見(jiàn)，在此次污染過(guò)程中臭氧濃度與相對(duì)濕度的變化呈負(fù)相關(guān)，其中成都市區(qū)的臭氧濃度與相對(duì)濕度的負(fù)相關(guān)更為明顯。從相對(duì)濕度的數(shù)值可以發(fā)現(xiàn)，在臭氧濃度達(dá)到峰值時(shí)，相對(duì)濕度的數(shù)值較小，與平均相對(duì)濕度的低值相比要低10%左右。較低的相對(duì)濕度導(dǎo)致臭氧分解速率減慢，因此，臭氧濃度便會(huì)達(dá)到一個(gè)更高的峰值。但在夜間，相對(duì)濕度仍超過(guò)90%，因此，夜間的臭氧濃度水平會(huì)保持在一個(gè)較低的水平。

圖9 7月1—3日成都市區(qū)臭氧與溫度日變化Fig.9 The diurnal variation of ozone and temperature in downtown Chengdu and Lingyan temple from July 1 to July 3

圖10 7月1—3日成都市區(qū)臭氧與濕度日變化Fig.10 The diurnal variation of ozone and humidity in downtown Chengdu and Lingyan temple from July 1 to July 3

2.6.2 臭氧重污染期間的氣象邊界層分析

圖11為成都市區(qū)、靈巖寺7月1—3日臭氧污染過(guò)程中臭氧濃度與大氣邊界層高度的日變化曲線。從圖11可見(jiàn)，在夜間臭氧濃度降低時(shí)，大氣邊界層高度處在正常水平，而在臭氧污染期間，大氣邊界層高度遠(yuǎn)高于平均水平(成都市夏季大氣邊界層平均高度約為1 000 m)。大氣邊界層高度與大氣的動(dòng)力作用有關(guān)，但大氣邊界層高度升高時(shí)多為晴空天氣，太陽(yáng)輻射增強(qiáng)，溫度升高，濕度降低，這些都是生成臭氧的有利氣象條件。因此，大氣邊界層高度過(guò)高可以作為臭氧重污染天氣的重要特征。

圖11 7月1—3日成都市區(qū)臭氧與大氣邊界層高度日變化Fig.11 The diurnal variation of ozone and height of atmospheric boundary layer in downtown Chengdu and Lingyan temple from July 1 to July 3

2.6.3 臭氧重污染期間的NO2濃度分析

圖12為成都市區(qū)、靈巖寺7月1—3日臭氧污染過(guò)程中臭氧濃度與NO2濃度的變化曲線。從圖12可見(jiàn)，在污染期間，成都市區(qū)NO2濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于平均水平，高濃度NO2在光照的作用下會(huì)產(chǎn)生更多的游離氧原子，從而使更多的氧氣氧化為臭氧，計(jì)算得到兩者相關(guān)系數(shù)為-0.937。而靈巖寺NO2濃度的變化曲線與成都市區(qū)完全不同，在整個(gè)污染期間，靈巖寺的NO2濃度基本無(wú)變化，并且維持在一個(gè)較低水平，其質(zhì)量濃度為 20～30 μg/m3，最大值也不超過(guò)40 μg/m3，即使配合有利的氣象條件，也不會(huì)使臭氧濃度過(guò)高。因此，靈巖寺的臭氧來(lái)源可能受到VOCs和區(qū)域傳輸?shù)挠绊憽?/p>

圖12 7月1—3日成都市區(qū)臭氧與NO2日變化Fig.12 The diurnal variation of ozone and NO2in downtown Chengdu and Lingyan temple from July 1 to July 3

2.6.4 臭氧污染的風(fēng)場(chǎng)分析

圖13為成都市區(qū)和靈巖寺7月1—3日臭氧污染過(guò)程中近地面流場(chǎng)的時(shí)空分布圖。在7月1日夜間，成都市區(qū)為偏南風(fēng)，靈巖寺為偏北風(fēng)；到09：00，成都市區(qū)和靈巖寺為靜風(fēng)天氣；15：00，成都市區(qū)和靈巖寺皆為南風(fēng)，且風(fēng)速較大，在4 m/s左右；21：00，成都市區(qū)為偏東風(fēng)，而靈巖寺為西風(fēng)。7月2日夜間，成都市區(qū)為偏南風(fēng)，靈巖寺為氣流輻合區(qū)；09：00，成都市區(qū)為靜風(fēng)天氣，靈巖寺為偏北氣流；15：00，成都市區(qū)與靈巖寺均為較強(qiáng)的偏南氣流；21：00，成都市區(qū)為東北風(fēng)，靈巖寺為偏西風(fēng)。3日夜間，成都市區(qū)為靜風(fēng)天氣，靈巖寺為西風(fēng)，風(fēng)速在3 m/s左右；09：00，成都市區(qū)與靈巖寺均為東風(fēng)；15：00，成都市區(qū)與靈巖寺均為東南風(fēng)；21：00，成都市區(qū)為東風(fēng)，靈巖寺為偏西風(fēng)。結(jié)合此次污染期間成都市區(qū)和靈巖寺臭氧濃度的時(shí)間變化曲線與流場(chǎng)的分布分析發(fā)現(xiàn)，在臭氧濃度較高時(shí)，成都市區(qū)與靈巖寺均為強(qiáng)的偏南風(fēng)，風(fēng)速為3～4 m/s，而靈巖寺夜間臭氧濃度較高時(shí)，風(fēng)向基本為西風(fēng)，風(fēng)速也能達(dá)到2～3 m/s。

圖13 成都市區(qū)和靈巖寺2016年7月1—3日近地面流場(chǎng)時(shí)空分布圖Fig.13 Spatial and temporal distribution of near ground flow field from July 1 to July 3

3 結(jié)論

1)成都市區(qū)臭氧與溫度，太陽(yáng)輻射呈顯著性正相關(guān)，與相對(duì)濕度和NO2濃度呈顯著性負(fù)相關(guān)。靈巖寺臭氧同樣與溫度呈正相關(guān)，與相對(duì)濕度呈負(fù)相關(guān)，但靈巖寺臭氧與NO2的相關(guān)性較差。

2)成都市區(qū)重污染期間，溫度峰值要比平均溫度峰值高3～4 ℃；相對(duì)濕度低值較平均相對(duì)濕度低值低10%左右；NO2濃度遠(yuǎn)高于平均水平；在高濃度臭氧期間，風(fēng)向?yàn)槠巷L(fēng)，且風(fēng)速較大。靈巖寺重污染期間溫度峰值高于平均溫度的峰值；相對(duì)濕度低值低于平均相對(duì)濕度低值；NO2濃度變化不大，且數(shù)值較低；在污染期間，午后風(fēng)向?yàn)槠巷L(fēng)，夜間為偏西風(fēng)。

3)成都市區(qū)臭氧為典型的消耗NO2的光化學(xué)反應(yīng)；靈巖寺臭氧可能來(lái)源于VOCs和臭氧的區(qū)域傳輸。

4)污染期間，兩地的邊界層高度遠(yuǎn)高于平均水平。綜合氣象條件是成都市臭氧濃度變化的重要驅(qū)動(dòng)因子。