萊西市空氣質(zhì)量變化特征及其與氣象條件的關(guān)系

劉銘

摘 要：本文根據(jù)2018年萊西市主要大氣污染物二氧化硫、臭氧、可吸入顆粒物和細(xì)顆粒物的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與相同時(shí)段的氣象因子風(fēng)速、氣溫、氣壓、相對(duì)濕度、降水等，分析了污染物與氣象因子的相關(guān)性。結(jié)果顯示：溫度升高，SO2、PM10、PM2.5濃度降低，臭氧濃度升高;可吸入顆粒物濃度與濕度呈負(fù)相關(guān)性;氣壓增加到一定程度，出現(xiàn)逆溫層，不利于污染物的擴(kuò)散;風(fēng)速越大，污染物濃度降低。風(fēng)向在112.5度到180度之間SO2、PM10、PM2.5濃度明顯較低。

關(guān)鍵詞：萊西市;大氣污染物;氣象因子;相關(guān)性;變化特征

中圖分類號(hào)：X51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）19-0003-03

0 引言

各污染物排放到大氣中，是一系列復(fù)雜的過程，研究表明，當(dāng)污染物排放濃度一定時(shí)，風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、地面粗糙度、大氣穩(wěn)定度等都是影響大氣污染的主要因素[1，3]。萊西市地處膠萊盆地中心偏北，屬膠東丘陵。萊西市屬溫帶季風(fēng)大陸性氣候，四季變化和季風(fēng)進(jìn)退明顯，空氣濕潤(rùn)，氣候溫和。因四季氣候的變化，形成春季雨少、風(fēng)大、多干旱，夏季高溫多雨、濕度大，秋季多晴干旱，冬季漫長(zhǎng)干冷的氣候特征。境內(nèi)多年平均氣溫12.2℃。年平均降雨量635.8mm，其中降雨主要集中在6-9月，降雨量460.2mm，占全年降雨量的72.3%。年平均相對(duì)濕度71%，年平均風(fēng)速2.9m/s，最多風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，年平均蒸發(fā)為1421.6mm。

本文根據(jù)2018年萊西市主要大氣污染物二氧化硫、臭氧、可吸入顆粒物和細(xì)顆粒物的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與相同時(shí)段的氣象因子風(fēng)速、氣溫、氣壓、相對(duì)濕度、降水等，分析了污染物與氣象因子的相關(guān)性[4，7]。

1 2018年萊西市空氣質(zhì)量情況

2018年，萊西城區(qū)全年優(yōu)良天數(shù)為279天，環(huán)境空氣優(yōu)良率為77.3%，其中：城區(qū)空氣質(zhì)量指數(shù)為Ⅰ級(jí)的天數(shù)是73天，占全年的20.2%;Ⅱ級(jí)的天數(shù)是206天，占全年的57.1%;Ⅲ級(jí)的天數(shù)是69天，占全年的19.1%;Ⅳ級(jí)的天數(shù)是10天，占全年的2.8%;Ⅴ級(jí)的天數(shù)是3天，占全年的0.8%;全年未出現(xiàn)Ⅴ級(jí)以上天氣。

全年首要污染物為臭氧、細(xì)顆粒物的天數(shù)分別是148天、80天，占總監(jiān)測(cè)天數(shù)的比例分別是41.0%、22.2%。臭氧、細(xì)顆粒物、可吸入顆粒物是影響城區(qū)空氣質(zhì)量的主要污染物。

2 各污染物與氣象要素的關(guān)系

污染物濃度與氣象因子單相相關(guān)系數(shù)表1所示。

2.1 溫度

從表1中可以看出臭氧與溫度呈正相關(guān)關(guān)系，即隨著溫度升高，臭氧濃度增加，二氧化硫、細(xì)顆粒物和可吸入顆粒物與溫度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即隨著溫度的升高，污染物濃度降低。這可能是由于在對(duì)流層，隨著溫度的升高，空氣的對(duì)流會(huì)更加的頻繁，有利于二氧化硫、細(xì)顆粒物和可吸入顆粒物等污染物的擴(kuò)散以及稀釋。而在對(duì)流層中臭氧會(huì)隨著溫度升高吸收紫外線，從而濃度增加。

2.2 濕度

從表1可以看出，臭氧和細(xì)顆粒物與濕度沒有明顯的相關(guān)性，而二氧化硫和可吸入顆粒物與濕度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。即隨著濕度的增加，二氧化硫和可吸入顆粒物的濃度降低。萊西市屬溫帶季風(fēng)大陸性氣候，空氣濕潤(rùn)，相對(duì)濕度在50-80%之間，平均相對(duì)濕度為68%。研究表明，濕度大于50%時(shí)，濕度增加，PM10濃度降低。這可能由于隨著濕度的增加，空氣中的氣溶膠粒徑增大，質(zhì)量增大，造成一定程度的沉降，從而使可吸入顆粒物濃度降低。

2.3 氣壓

從表1可以看出，臭氧與氣壓呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，而二氧化硫、可吸入顆粒物和細(xì)顆粒物與氣壓呈正相關(guān)關(guān)系。一般情況下，由于太陽短波輻射從地面反射到空氣的加熱是越接近地面越顯著的，因此隨著高度的增加，氣溫越來越低。但是當(dāng)?shù)孛媸芨邏嚎刂茣r(shí)，因有大范圍空氣下沉，易出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象，高壓控制伴隨而來的小風(fēng)速和穩(wěn)定層結(jié)，阻礙了空氣的垂直運(yùn)動(dòng)，十分不利于污染物的擴(kuò)散，從而使空氣質(zhì)量變得惡劣。

2.4 風(fēng)速

SO2、臭氧、PM10、PM2.5與風(fēng)速聯(lián)合分布圖1所示。

從表1和圖1可以看出，臭氧與風(fēng)速?zèng)]有明顯相關(guān)性，二氧化硫、細(xì)顆粒物和可吸入顆粒物濃度與風(fēng)速呈負(fù)相關(guān)性。即風(fēng)速越高，污染物濃度越低。但是當(dāng)風(fēng)速在4.8m/s到5.8m/s之間時(shí)SO2、PM10、PM2.5濃度明顯升高。這可能是因?yàn)轱L(fēng)速增加到一定程度時(shí)，會(huì)引起二次揚(yáng)塵，使空氣質(zhì)量變差，而萊西市全年風(fēng)速較低，非常有利于污染物的擴(kuò)散。因此對(duì)于萊西市來說，一般情況下風(fēng)速越大，污染物濃度越低。

2.5 風(fēng)向

SO2、臭氧、PM10、PM2.5與風(fēng)向聯(lián)合玫瑰圖2所示。

從圖2中可以看出，風(fēng)向在112.5度到180度之間SO2、PM10、PM2.5濃度明顯較低。這可能是與空氣監(jiān)測(cè)站所處的位置有關(guān)，東南方向車流量及工業(yè)企業(yè)相對(duì)較少，污染物濃度也較小。

2.6 降水

數(shù)據(jù)顯示，明顯的降水后，包括臭氧在內(nèi)的各污染物濃度明顯降低，可見有效的降水對(duì)空氣中的各種污染物有著稀釋和清洗作用，并且能夠有效抑制揚(yáng)塵的產(chǎn)生，降低污染物的濃度，是能夠凈化空氣中污染物的有效氣候因素，清潔作用明顯。

3 結(jié)語

萊西市空氣污染污染物的濃度與氣象條件有密切的關(guān)系：（1）溫度升高，空氣對(duì)流增加，SO2、PM10、PM2.5濃度降低。（2）濕度增加，可吸入顆粒物濃度降低。（3）氣壓增加，出現(xiàn)逆溫層，不利于污染物的擴(kuò)散。（4）風(fēng)速越大，污染物濃度越低。（5）風(fēng)向在112.5度到180度之間SO2、PM10、PM2.5濃度明顯較低。

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