氣象條件對空氣質量的影響因素分析

張玉翠

摘要：研究氣象因素對空氣質量的影響，可以為空氣污染的防治提供有力的氣象支撐，有利于大氣污染的預測和治理。該文利用2015—2020年環(huán)保部門提供的襄陽空氣質量指數歷史數據和襄陽國家站的地面觀測資料，利用統(tǒng)計分析的方法，分析得出， 2015—2020年襄陽AQI指數與月降水量總體呈鏡像對稱，降水越少，AQI指數越高，反之則越低。氣溫越高，空氣質量總體趨勢越好，AQI指數越小;相反的氣溫越低，空氣質量總體趨勢差，AQI指數越大。最小相對濕度區(qū)間跨度越小的月份，則空氣質量越差;最小相對濕度區(qū)間跨度越大的月份，空氣質量越好;風速越大，空氣質量越好。

關鍵詞：氣象條件空氣質量影響因素政策建議

中圖分類號：P49文獻標識碼：A ? ? ? ?文章編號：1672-3791（2021）11（c）-0000-00

Abstract： The study of the impact of meteorological factors on air quality can provide strong meteorological support for the prevention and control of air pollution and is conducive to the prediction and control of air pollution. Based on the historical data of Xiangyang air quality index provided by the environmental protection department in 2015-2020 and the ground observation data of Xiangyang national station， and using the method of statistical analysis， this paper concludes that the AQI index of Xiangyang in 2015-2020 is generally mirror symmetrical with the monthly precipitation. The less the precipitation， the higher the AQI index， and vice versa. The higher the temperature， the better the overall trend of air quality and the smaller the AQI index; On the contrary， the lower the temperature， the worse the overall trend of air quality， and the greater the AQI index. The smaller the span of the minimum relative humidity interval， the worse the air quality; The larger the span of the minimum relative humidity range， the better the air quality; The higher the wind speed， the better the air quality.

Key Words： Meteorological conditions; Air quality; Influencing factors; Policy suggestion

隨著社會的發(fā)展和人類生活生產排放的廢物，空氣污染事件時有發(fā)生[1]，空氣質量與人類的生活息

息相關，影響人的身體健康。空氣污染包括區(qū)域輸送、本地污染物排放，還受天氣形勢的影響，區(qū)域空氣污染與天氣過程密切相關[2-4]。為了給大氣防治提供科學依據，很多學者對空氣質量和空氣污染情況進行了研究，降水對空氣質量的轉好作用最明顯，降水強度越大，空氣質量越好[5];工業(yè)生產廢氣排放，汽車尾氣等是空氣污染物的重要來源;過年期間的煙花爆竹燃放和麥收時節(jié)的秸稈燃燒等對空氣質量有階段性的影響。

該文從氣象角度出發(fā)，以襄陽市為例，研究氣象因素對空氣污染的影響和預測，以期為襄陽市大氣污染防治提供更為科學的依據，并給出了相關的政策建議。

1 資料選取

該文所用數據為環(huán)保部門提供的2015—2020年襄陽空氣質量指數歷史數據和襄陽國家站的2015—2020年的氣溫、降水、相對濕度，風向風速資料，針對襄陽市進行了氣象條件和空氣質量相關性分析。

2空氣質量變化特征

2.1 AQI指數變化特征

2015—2020年襄陽AQI整體呈W型震蕩，有規(guī)律的分布在年AQI均值的上下，也即AQI指數有明顯的季節(jié)性變化。01月、02月、11月、12月襄陽市空氣質量較差，AQI指數均高于年平均值，AQI指數由高到低分別為01月、12月、02月和11月;其他月份AQI指數迅速減小，且明顯低于年平均值，AQI指數最低的月份為07月。由AQI指數趨勢線可以看出，AQI指數年初至年末呈由高到低的趨勢。

2015—2020年襄陽空氣質量為優(yōu)級的月份有1個月;空氣質量為良級有47個月，占比65%;輕度污染有16個月，占比22%;中度污染有8個月，占比11%;無重度污染月份。由此分析可知，襄陽空氣質量總體良好。

2.2空氣污染物含量變化特征

影響襄陽空氣質量的污染物以O3和PM10居首，分別占比32.0%和30.4%;其次是PM2.5，占比21.4%;NO2、SO2、CO所占比例較少，依次為10.9%、4.9%和0.3%。臭氧污染是指對流層中具有強氧化性和刺激性的光化學污染物。長時間直接接觸高濃度臭氧，就會出現咳嗽、疲勞、胸悶、頭痛、惡心等不適癥狀，此外臭氧還會影響甲狀腺功能等等。PM10是指直徑≤10μm的可吸入顆粒物，通常來自各種工業(yè)生產過程排放的超細顆粒物，以及大氣中二次形成的超細顆粒物和氣溶膠等。由此可見，襄陽地區(qū)應注重臭氧污染的防治和工業(yè)生產廢氣排放的管控。襄陽作為一座工業(yè)城市，保護環(huán)境和提升工業(yè)生產排放物的排放標準勢在必行，也是改善空氣質量的有效手段。

3氣象條件分析

3.1降水量對空氣質量的影響

2015—2020年襄陽AQI指數與月降水量總體呈鏡像對稱，降水越少，AQI指數越高，反之則越低。進行Spearman相關性檢驗，AQI指數與降水量呈顯著負相關關系，相關系數高達-0.618，且通過了置信度（雙側）0.01的顯著性檢測。說明對襄陽而言，降水可以明顯改善空氣質量。

3.2氣溫

襄陽逐月AQI指數與月平均氣溫、月平均高溫、月平均低溫變化圖總體呈鏡像對稱。進行Spearman相關性檢驗，AQI指數與月平均氣溫、月平均高溫、月平均低溫呈顯著負相關關系，相關系數依次為-0.742、-0.729、-0.763，且通過了置信度（雙側）0.01的顯著性檢測。說襄陽空氣質量受氣溫影響非常明顯，襄陽AQI指數隨著氣溫的升高而減小，隨著氣溫的降低而增大。也即襄陽空氣質量有明顯的季節(jié)性變化，溫暖季節(jié)的空氣質量要明顯優(yōu)于寒冷季節(jié)。表1給出了2015—2020年襄陽市不同空氣質量等級對應的月平均氣溫、月平均高溫和月平均低溫。由此表可知，氣溫越高，空氣質量總體趨勢越好，AQI指數越小;相反的氣溫越低，空氣質量總體趨勢差，AQI指數越大。

3.3相對濕度

表2給出了2015—2020年襄陽市不同空氣質量等級對應的月平均最小相對濕度區(qū)間，由此表可知，最小相對濕度區(qū)間跨度越小的月份，則空氣質量越差;最小相對濕度區(qū)間跨度越大的月份，空氣質量越好。

3.4風速風向

風速與空氣質量呈正相關關系，風速越大，空氣質量越好。當月平均風速≥4.1m/s時，空氣質量為優(yōu)級;當月平均風速<2.71m/s時，則空氣質量可能出現重度污染。進行Spearman相關性檢驗，空氣質量等級與風速呈正相關關系，相關系數為0.635，且通過了置信度（雙側）0.05的顯著性檢測。可見，風速增大可以明顯改善空氣質量。

風向風速對空氣質量的改善表現在將本地污染物向下風向區(qū)域進行輸送，同樣的，上風向的污染物也會被輸送到本地。所以持續(xù)的同一風向或相近風向的風保持一定的風速才能凈化當地的空氣質量。由襄陽市地面觀測資料統(tǒng)計得出，2015—2020年期間，襄陽市01月、02月、10月、11月、12月盛行北風，08月和09月盛行西北風，03～06月盛行南風或西南風。襄陽地處南北通道的過渡地帶，北接南陽盆地，由南陽盆地至襄陽呈喇叭口狀，特殊的地理位置和地形，北方污染物輸送至襄陽后，凈化需要的時間也長些。結合風向資料可分析出，空氣質量最差的01月、02月、11月、12月，襄陽空氣中所含污染物不僅包含本地排放的污染物，北方地區(qū)向襄陽地區(qū)輸送的污染物也是影響襄陽空氣質量的重要因素。

4改善空氣質量的政策建議

（1）加強部門間的合作，環(huán)保部門和氣象部門加強溝通交流，實現數據共享和實時監(jiān)測，是大氣環(huán)境治理的基礎。

（2）氣象部門加強空氣污染的氣象條件預報和預測，空氣污染氣象條件預報可以指導相關部門和公眾對外地污染物向本地輸送提前做好防范措施。

（3）控制本地污染源排放。對于本地工業(yè)生產排放的廢氣要設定嚴格的排放標準，并進行有效的治理，減少其對環(huán)境的污染[6]。

（4）建立全民環(huán)保的氛圍。宣傳環(huán)保知識和空氣污染的危害，建立全民環(huán)保的社會氛圍對防治大氣污染有積極作用。

參考文獻

[1] 喻謙花，閔曉桐.2014—2016年開封市空氣污染特征及重污染過程氣象成因分析[J].氣象與環(huán)境科學，2020，43（1）：114-122.

[2] 丁婧.綠洲-荒漠過渡帶防護體系對沙塵沉降影響研究[D].呼和浩特：內蒙古師范大學，2020.

[3] 劉春瓊.基于時間序列分形方法的近地層臭氧生成對其前體物的敏感性研究[D].南京：南京大學，2020.

[4] 汪宇，區(qū)宇波，陳多宏，等.臭氧污染對廣東省2020年空氣質量目標影響的探討[J].環(huán)境污染與防治，2020，42（1）：120-123，128.

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[6] 宋鵬程，張馨文，朱琳，等.我國大氣環(huán)境中PM_（2.5）、PM_（10）研究現狀及控制措施[J].四川環(huán)境，2017，36（5）：107-113.