天津夏季O₃和NO₂濃度垂直分布與氣象條件的關(guān)系分析

楊昱++高軍

摘 要 本文研究利用天津氣象塔2007年8月11─24日連續(xù)觀測(cè)的φ（O3）和φ（NO2）（體積濃度）梯度資料和每層同步觀測(cè)的氣象資料，對(duì)比分析不同高度各污染物濃度日變化特征及其和氣象條件的關(guān)系。結(jié)果表明：近地層日變化明顯，晝夜差異較顯著；φ（NO2）日變化多為雙峰型；φ（O3）與溫度之間存在明顯的正相關(guān)關(guān)系；φ（O3）與RH呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系；風(fēng)速和φ（O3）幾乎在同一時(shí)段出現(xiàn)峰值，而φ（NO2）和風(fēng)速呈負(fù)相關(guān)。

關(guān)鍵詞 氣象鐵塔；垂直；污染物濃度；氣象條件

中圖分類號(hào)：X51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）19-0131-02

臭氧是城市光化學(xué)煙霧的主要成分之一，其中光化學(xué)產(chǎn)物占85%之多，它的組成和變化是環(huán)境特別是大氣環(huán)境的研究的課題。研究表明，汽車尾氣和汽油揮發(fā)物中所含的氮氧化物（NO2）是影響大氣環(huán)境質(zhì)量的重要原因，如果O3濃度增高，就會(huì)造成一系列不利于人體健康的影響，導(dǎo)致肺功能減弱和組織損傷等，特別是在合適的氣象條件下，2.3.3 風(fēng)向風(fēng)速

風(fēng)向風(fēng)速反映了空氣對(duì)流輸送作用的方向和強(qiáng)弱。對(duì)近地面臭氧而言，對(duì)流輸送改變臭氧的空間分布，使觀測(cè)點(diǎn)反映出外源臭氧濃度的特點(diǎn)，一般在中午或午后達(dá)到最大。從表2中得知，若觀測(cè)點(diǎn)位于潔凈地區(qū)，上風(fēng)方向有污染源，那么當(dāng)有大風(fēng)時(shí)會(huì)把高濃度的臭氧輸送到潔凈地區(qū)，這進(jìn)一步說(shuō)明了風(fēng)速對(duì)污染物的消除起到至關(guān)重要的作用。

3 結(jié)論

臭氧是一種強(qiáng)化劑，在近地面是一種對(duì)生物和生存環(huán)境有害的污染物質(zhì)。臭氧濃度受其形成與轉(zhuǎn)化的化學(xué)反應(yīng)所控制，因此近地面的臭氧濃度還要受到近地大氣過(guò)程和下墊面性質(zhì)的強(qiáng)烈影響。

1）總結(jié)了近地面臭氧濃度的呈現(xiàn)日周期變化規(guī)律，臭氧晝夜差異較顯著，白天值明顯高于夜間。一般情況下，臭氧在午后13點(diǎn)至15點(diǎn)前后達(dá)到最大。垂直方向上，臭氧平均值在220 m高度處最大，120 m高度處次之，40 m高度處最小。

2）在垂直方向上，不同高度上臭氧的分布也是不均勻的，每層φ（NO2）多為雙峰型，其中，主峰值出現(xiàn)在日出前后，而次峰值則出現(xiàn)在傍晚時(shí)間段。

3）近地面溫度和高臭氧濃度的日變化曲線十分相似，溫度一般在14至15點(diǎn)達(dá)到最大值，比高臭氧濃度出現(xiàn)峰值的時(shí)間滯后1到3小時(shí)。這表明高臭氧濃度與溫度存在明顯的正相關(guān)，所以溫度是影響邊界層低層高臭氧濃度的一個(gè)重要因素。

4）降水條件直接導(dǎo)致了臭氧濃度的降低，但降幅與降水量的大小相關(guān)不是很明顯；相對(duì)濕度和蒸發(fā)對(duì)臭氧濃度的影響相反，前者有利于臭氧的減少，后者則有利于臭氧濃度的提高。二者呈現(xiàn)顯著地負(fù)相關(guān)關(guān)系。

5）風(fēng)向和風(fēng)速主要影響大氣臭氧移動(dòng)的方向和速度，秋季的北風(fēng)較大直接導(dǎo)致了臭氧濃度的降低，隨著云量的增加直接導(dǎo)致了臭氧濃度的降低，強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程是多種氣象因子對(duì)臭氧濃度的復(fù)合影響，從而說(shuō)明了臭氧濃度隨著天氣過(guò)程發(fā)展而降低而后上升的過(guò)程特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉小紅，洪鐘祥，李家倫，等.北京氣象塔秋季大氣O3，NOx及CO濃度變化的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)[J].自然科學(xué)進(jìn)展，2000，10（4）：338-342.

[2]Affre C， Carrara A， Lefebre F， et al. Aircraft measurement of ozone turbulent flux in the atmospheric boundary layer[J]. Atmospheric Environment. 1999， 33：1561-1574.

[3]唐孝炎，田炳申，陳長(zhǎng)，等.蘭州西固地區(qū)地區(qū)大氣光化學(xué)污染規(guī)律和防治對(duì)策的研究[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，1985，5（2）：1-11.

[4]劉小紅，洪鐘祥，李家倫，等.北京氣象塔秋季大氣O3，NOx及CO濃度變化的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)[J].自然科學(xué)進(jìn)展，2000，10（4）：338-341.

[5]劉烽，陳輝，Liu Yangang.北京市夏季低層大氣NOx，O3垂直分布觀測(cè)研究[J].青島海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，32（2）：

179-185.

[6]朱毓秀，徐家騮.上海市臭氧濃度某些特征及其和氣象參數(shù)關(guān)系的分析[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，1993（13）：269-273.endprint

摘 要 本文研究利用天津氣象塔2007年8月11─24日連續(xù)觀測(cè)的φ（O3）和φ（NO2）（體積濃度）梯度資料和每層同步觀測(cè)的氣象資料，對(duì)比分析不同高度各污染物濃度日變化特征及其和氣象條件的關(guān)系。結(jié)果表明：近地層日變化明顯，晝夜差異較顯著；φ（NO2）日變化多為雙峰型；φ（O3）與溫度之間存在明顯的正相關(guān)關(guān)系；φ（O3）與RH呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系；風(fēng)速和φ（O3）幾乎在同一時(shí)段出現(xiàn)峰值，而φ（NO2）和風(fēng)速呈負(fù)相關(guān)。

關(guān)鍵詞 氣象鐵塔；垂直；污染物濃度；氣象條件

中圖分類號(hào)：X51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）19-0131-02

臭氧是城市光化學(xué)煙霧的主要成分之一，其中光化學(xué)產(chǎn)物占85%之多，它的組成和變化是環(huán)境特別是大氣環(huán)境的研究的課題。研究表明，汽車尾氣和汽油揮發(fā)物中所含的氮氧化物（NO2）是影響大氣環(huán)境質(zhì)量的重要原因，如果O3濃度增高，就會(huì)造成一系列不利于人體健康的影響，導(dǎo)致肺功能減弱和組織損傷等，特別是在合適的氣象條件下，2.3.3 風(fēng)向風(fēng)速

風(fēng)向風(fēng)速反映了空氣對(duì)流輸送作用的方向和強(qiáng)弱。對(duì)近地面臭氧而言，對(duì)流輸送改變臭氧的空間分布，使觀測(cè)點(diǎn)反映出外源臭氧濃度的特點(diǎn)，一般在中午或午后達(dá)到最大。從表2中得知，若觀測(cè)點(diǎn)位于潔凈地區(qū)，上風(fēng)方向有污染源，那么當(dāng)有大風(fēng)時(shí)會(huì)把高濃度的臭氧輸送到潔凈地區(qū)，這進(jìn)一步說(shuō)明了風(fēng)速對(duì)污染物的消除起到至關(guān)重要的作用。

3 結(jié)論

臭氧是一種強(qiáng)化劑，在近地面是一種對(duì)生物和生存環(huán)境有害的污染物質(zhì)。臭氧濃度受其形成與轉(zhuǎn)化的化學(xué)反應(yīng)所控制，因此近地面的臭氧濃度還要受到近地大氣過(guò)程和下墊面性質(zhì)的強(qiáng)烈影響。

1）總結(jié)了近地面臭氧濃度的呈現(xiàn)日周期變化規(guī)律，臭氧晝夜差異較顯著，白天值明顯高于夜間。一般情況下，臭氧在午后13點(diǎn)至15點(diǎn)前后達(dá)到最大。垂直方向上，臭氧平均值在220 m高度處最大，120 m高度處次之，40 m高度處最小。

2）在垂直方向上，不同高度上臭氧的分布也是不均勻的，每層φ（NO2）多為雙峰型，其中，主峰值出現(xiàn)在日出前后，而次峰值則出現(xiàn)在傍晚時(shí)間段。

3）近地面溫度和高臭氧濃度的日變化曲線十分相似，溫度一般在14至15點(diǎn)達(dá)到最大值，比高臭氧濃度出現(xiàn)峰值的時(shí)間滯后1到3小時(shí)。這表明高臭氧濃度與溫度存在明顯的正相關(guān)，所以溫度是影響邊界層低層高臭氧濃度的一個(gè)重要因素。

4）降水條件直接導(dǎo)致了臭氧濃度的降低，但降幅與降水量的大小相關(guān)不是很明顯；相對(duì)濕度和蒸發(fā)對(duì)臭氧濃度的影響相反，前者有利于臭氧的減少，后者則有利于臭氧濃度的提高。二者呈現(xiàn)顯著地負(fù)相關(guān)關(guān)系。

5）風(fēng)向和風(fēng)速主要影響大氣臭氧移動(dòng)的方向和速度，秋季的北風(fēng)較大直接導(dǎo)致了臭氧濃度的降低，隨著云量的增加直接導(dǎo)致了臭氧濃度的降低，強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程是多種氣象因子對(duì)臭氧濃度的復(fù)合影響，從而說(shuō)明了臭氧濃度隨著天氣過(guò)程發(fā)展而降低而后上升的過(guò)程特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉小紅，洪鐘祥，李家倫，等.北京氣象塔秋季大氣O3，NOx及CO濃度變化的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)[J].自然科學(xué)進(jìn)展，2000，10（4）：338-342.

[2]Affre C， Carrara A， Lefebre F， et al. Aircraft measurement of ozone turbulent flux in the atmospheric boundary layer[J]. Atmospheric Environment. 1999， 33：1561-1574.

[3]唐孝炎，田炳申，陳長(zhǎng)，等.蘭州西固地區(qū)地區(qū)大氣光化學(xué)污染規(guī)律和防治對(duì)策的研究[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，1985，5（2）：1-11.

[4]劉小紅，洪鐘祥，李家倫，等.北京氣象塔秋季大氣O3，NOx及CO濃度變化的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)[J].自然科學(xué)進(jìn)展，2000，10（4）：338-341.

[5]劉烽，陳輝，Liu Yangang.北京市夏季低層大氣NOx，O3垂直分布觀測(cè)研究[J].青島海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，32（2）：

179-185.

[6]朱毓秀，徐家騮.上海市臭氧濃度某些特征及其和氣象參數(shù)關(guān)系的分析[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，1993（13）：269-273.endprint

摘 要 本文研究利用天津氣象塔2007年8月11─24日連續(xù)觀測(cè)的φ（O3）和φ（NO2）（體積濃度）梯度資料和每層同步觀測(cè)的氣象資料，對(duì)比分析不同高度各污染物濃度日變化特征及其和氣象條件的關(guān)系。結(jié)果表明：近地層日變化明顯，晝夜差異較顯著；φ（NO2）日變化多為雙峰型；φ（O3）與溫度之間存在明顯的正相關(guān)關(guān)系；φ（O3）與RH呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系；風(fēng)速和φ（O3）幾乎在同一時(shí)段出現(xiàn)峰值，而φ（NO2）和風(fēng)速呈負(fù)相關(guān)。

關(guān)鍵詞 氣象鐵塔；垂直；污染物濃度；氣象條件

中圖分類號(hào)：X51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）19-0131-02

臭氧是城市光化學(xué)煙霧的主要成分之一，其中光化學(xué)產(chǎn)物占85%之多，它的組成和變化是環(huán)境特別是大氣環(huán)境的研究的課題。研究表明，汽車尾氣和汽油揮發(fā)物中所含的氮氧化物（NO2）是影響大氣環(huán)境質(zhì)量的重要原因，如果O3濃度增高，就會(huì)造成一系列不利于人體健康的影響，導(dǎo)致肺功能減弱和組織損傷等，特別是在合適的氣象條件下，2.3.3 風(fēng)向風(fēng)速

風(fēng)向風(fēng)速反映了空氣對(duì)流輸送作用的方向和強(qiáng)弱。對(duì)近地面臭氧而言，對(duì)流輸送改變臭氧的空間分布，使觀測(cè)點(diǎn)反映出外源臭氧濃度的特點(diǎn)，一般在中午或午后達(dá)到最大。從表2中得知，若觀測(cè)點(diǎn)位于潔凈地區(qū)，上風(fēng)方向有污染源，那么當(dāng)有大風(fēng)時(shí)會(huì)把高濃度的臭氧輸送到潔凈地區(qū)，這進(jìn)一步說(shuō)明了風(fēng)速對(duì)污染物的消除起到至關(guān)重要的作用。

3 結(jié)論

臭氧是一種強(qiáng)化劑，在近地面是一種對(duì)生物和生存環(huán)境有害的污染物質(zhì)。臭氧濃度受其形成與轉(zhuǎn)化的化學(xué)反應(yīng)所控制，因此近地面的臭氧濃度還要受到近地大氣過(guò)程和下墊面性質(zhì)的強(qiáng)烈影響。

1）總結(jié)了近地面臭氧濃度的呈現(xiàn)日周期變化規(guī)律，臭氧晝夜差異較顯著，白天值明顯高于夜間。一般情況下，臭氧在午后13點(diǎn)至15點(diǎn)前后達(dá)到最大。垂直方向上，臭氧平均值在220 m高度處最大，120 m高度處次之，40 m高度處最小。

2）在垂直方向上，不同高度上臭氧的分布也是不均勻的，每層φ（NO2）多為雙峰型，其中，主峰值出現(xiàn)在日出前后，而次峰值則出現(xiàn)在傍晚時(shí)間段。

3）近地面溫度和高臭氧濃度的日變化曲線十分相似，溫度一般在14至15點(diǎn)達(dá)到最大值，比高臭氧濃度出現(xiàn)峰值的時(shí)間滯后1到3小時(shí)。這表明高臭氧濃度與溫度存在明顯的正相關(guān)，所以溫度是影響邊界層低層高臭氧濃度的一個(gè)重要因素。

4）降水條件直接導(dǎo)致了臭氧濃度的降低，但降幅與降水量的大小相關(guān)不是很明顯；相對(duì)濕度和蒸發(fā)對(duì)臭氧濃度的影響相反，前者有利于臭氧的減少，后者則有利于臭氧濃度的提高。二者呈現(xiàn)顯著地負(fù)相關(guān)關(guān)系。

5）風(fēng)向和風(fēng)速主要影響大氣臭氧移動(dòng)的方向和速度，秋季的北風(fēng)較大直接導(dǎo)致了臭氧濃度的降低，隨著云量的增加直接導(dǎo)致了臭氧濃度的降低，強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程是多種氣象因子對(duì)臭氧濃度的復(fù)合影響，從而說(shuō)明了臭氧濃度隨著天氣過(guò)程發(fā)展而降低而后上升的過(guò)程特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉小紅，洪鐘祥，李家倫，等.北京氣象塔秋季大氣O3，NOx及CO濃度變化的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)[J].自然科學(xué)進(jìn)展，2000，10（4）：338-342.

[2]Affre C， Carrara A， Lefebre F， et al. Aircraft measurement of ozone turbulent flux in the atmospheric boundary layer[J]. Atmospheric Environment. 1999， 33：1561-1574.

[3]唐孝炎，田炳申，陳長(zhǎng)，等.蘭州西固地區(qū)地區(qū)大氣光化學(xué)污染規(guī)律和防治對(duì)策的研究[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，1985，5（2）：1-11.

[4]劉小紅，洪鐘祥，李家倫，等.北京氣象塔秋季大氣O3，NOx及CO濃度變化的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)[J].自然科學(xué)進(jìn)展，2000，10（4）：338-341.

[5]劉烽，陳輝，Liu Yangang.北京市夏季低層大氣NOx，O3垂直分布觀測(cè)研究[J].青島海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，32（2）：

179-185.

[6]朱毓秀，徐家騮.上海市臭氧濃度某些特征及其和氣象參數(shù)關(guān)系的分析[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，1993（13）：269-273.endprint