三種降水持續(xù)時(shí)間對(duì)大氣成分的影響分析

孟彩霞 李效珍

摘要：利用2018年大同氣象站氣象資料和大氣成分站的大氣成分（NOX、SO2、CO、O3）濃度資料，分析不同降水持續(xù)時(shí)間對(duì)大氣成分濃度的影響。

關(guān)鍵詞：大氣成分濃度;降水影響

1 資料與方法

本文所用氣象資料和大氣成分濃度資料為大同市氣象站和大氣成分站的監(jiān)測(cè)資料。大同市氣象站及大氣成分站，全天24h連續(xù)觀測(cè)。大同市降水集中在夏季，我們從降水量出發(fā)，挑選小雨、中雨、大雨三個(gè)過(guò)程，分析降水前后的大氣成分變化。由于大氣成分資料為世界時(shí)，從當(dāng)日08時(shí)到次日08時(shí)為一個(gè)采樣日，那么，降水量、時(shí)段也相應(yīng)從當(dāng)日08時(shí)統(tǒng)計(jì)到次日08時(shí)。增加6月28日（晴天）和7月14日（降水前一天）兩天的分析資料。

2 大氣成分濃度演變特征

2.1 NOX的變化特征

夜間3時(shí)—9時(shí)NOX達(dá)到峰值，為35.514ppb，11時(shí)略有下降，為7.348ppb，可能這是汽車尾氣減少，之后上升15時(shí)達(dá)到小高峰，之后下降一直到夜間3時(shí)，白天下降趨勢(shì)，夜間上升趨勢(shì);6月23日日降水量2.6mm，降水時(shí)間2小時(shí)41分，屬小雨，8—11時(shí)NOX濃度一直保持在44～45ppb之間，一天最高峰出現(xiàn)在11時(shí)濃度為45.037ppb，11：00—14：30降水前有一個(gè)劇烈的變化，這和降水前暖濕氣流攜帶雜質(zhì)，氣流上下擾動(dòng)有關(guān)，但14：55之后隨著降水的開(kāi)始，NOX濃度急劇下降，雨停19：32降到11ppb左右，0：00最低值達(dá)到了6.04ppb，之后濃度迅速上升，在日均值25左右擺動(dòng)，擺幅6～35ppb之間，振幅最大，變化最劇烈，NOX含量最多，但變化趨勢(shì)基本同晴天;8月7日連續(xù)小陣雨，變化緩慢，最低值出現(xiàn)時(shí)間延后，因?yàn)镹OX緩慢溶于水，空氣中的含量就降低有關(guān)，之后上升，7時(shí)達(dá)峰值，變化幅度介于晴天和小陣雨之間。所以小陣雨會(huì)使空氣中NOX濃度變大，日變化劇烈，人感到呼吸不暢，中雨可以略降低NOX濃度。

7月14日08時(shí)至18日08時(shí)降水量達(dá)52.9mm，7月14日晴天，無(wú)降水，日變化大，總量大;7月15日8—19時(shí)NOX濃度一直保持在15～5ppb之間，最高值仍出現(xiàn)在上午9時(shí)，但19：22之后隨著降水的開(kāi)始，NOX濃度下降，22：10最低值達(dá)到28ppb，但隨著降水的持續(xù)，由于降水量2.9mm，對(duì)后面變化影響不大;7月16日延續(xù)前日在陰雨天氣，這一天降水量最大，達(dá)到33.6mm大雨，NOX濃度變化相對(duì)于前天比較平穩(wěn)而低，一直保持在15～3ppb之間，較前一日濃度低;7月17日繼續(xù)下雨，8—17時(shí)降水時(shí)段，NOX濃度下降，維持三天以來(lái)最低水平，早晨沒(méi)有出現(xiàn)最高值，雨停后緩慢上升，到次日8時(shí)NOX濃度很低，維持在10ppb左右，保持著三天最低的值。從趨勢(shì)線可以看出，隨著降水時(shí)間和量的增加，NOX會(huì)持續(xù)下降，這時(shí)人們感到呼吸舒暢。

2.2 SO2的變化特征

6月28日晴天SO2日變化：15時(shí)最高值，23時(shí)最低值，白天高于夜間，日變化3.41～8.428ppb變化;6月23日，日降水量2.6mm，降水時(shí)間2小時(shí)41分，屬小雨，由于暖濕空氣的來(lái)臨，氣流強(qiáng)烈擾動(dòng)，降水初期，SO2濃度急劇升到峰值又急劇下降，降水19：32結(jié)束后3時(shí)出現(xiàn)最低值，比晴天最低出現(xiàn)時(shí)間滯后，日變化在3～20ppb變化，濃度極大，8月7日降水量117mm，降水時(shí)間23時(shí)39分，SO2極易溶于水，持續(xù)降水對(duì)SO2起到降低的作用，所以小陣雨會(huì)使SO2濃度最大，空氣刺鼻，中雨可以對(duì)SO2吸收，空氣中濃度降低。7月14日無(wú)降水，SO2濃度較大，但隨后三天的降水，使SO2含量逐漸下降，直到17日17：03雨停后SO2濃度慢慢上升。從趨勢(shì)線可以看出，持續(xù)性降水，雨量大的降水對(duì)SO2起到降低的作用，凈化空氣。

2.3 CO的變化特征

6月28日晴天CO日變化：早晨9時(shí)最高，11時(shí)降低，之后持續(xù)升高，15時(shí)最高，夜間19～3時(shí)最低，然后慢慢升高，這主要和汽車排放的尾氣有關(guān);6月23日小陣雨，暖濕氣流來(lái)襲，使它的日變化加劇，整體濃度上升;8月7日中雨，CO日變化較小，在0.6～0.8ppm變化。CO濃度和小雨、中雨沒(méi)有明顯的關(guān)系，空氣中CO濃度大，老人、兒童心血管患者危害較大。7月14日未降水日變化大，隨后三日，最高值降低，日變化減小。從15～17日趨勢(shì)線可以看出，連續(xù)降水可使CO濃度降低，因?yàn)檫B陰雨可能使燃燒物減少，出行汽車驟減，排放尾氣降低，從而凈化空氣。

2.4 O3的變化特征

6月28日9時(shí)開(kāi)始隨著太陽(yáng)輻射的增強(qiáng)，O3濃度增大，13時(shí)略低，之后一路升高，一直到夜間1時(shí)O3達(dá)峰值56.869ppb，之后從1時(shí)到11時(shí)一路下降，7時(shí)降到最低;6月23日日降水量2.6mm，屬小雨，08—14時(shí)O3濃度一直保持在0.28～14ppb之間，但14：55之后隨著降水的開(kāi)始，O3濃度急劇上升，雨停19：32上升100ppb左右，23：30最高值達(dá)到了113ppb，這和它形成的原因有關(guān)，之后濃度迅速下降，7時(shí)最低，日擺幅0.28～113ppb之間，變化最大;8月7日中雨，由于云層的影響，日變化在4～47ppb之間波動(dòng)，比晴天濃度有所降低。7月14日晴天9～13時(shí)O3濃度降低，13時(shí)～1時(shí)升高，最高87.899ppb，之后降低，7時(shí)最低;7月15日8—19時(shí)O3濃度一直升高，但19：22之后隨著降水的開(kāi)始，O3濃度略下降又升高，日最高出現(xiàn)在23時(shí)75ppb，由于15日降水量偏少，對(duì)日變化影響不大;7月16日延續(xù)前日陰雨天氣，這一天降水量最大，達(dá)到33.6mm大雨，相對(duì)于前天O3濃度整體急降，最高值40.861ppb;7月17日繼續(xù)下雨，8—17時(shí)降水時(shí)段，走勢(shì)平穩(wěn)，日最高39.606ppb，雨停后繼續(xù)緩慢下降，到次日8時(shí)O3濃度很低，維持在10ppb左右。從趨勢(shì)線可以看出，持續(xù)性陰雨天氣會(huì)降低O3濃度。

3 大氣成分含量與降水量的關(guān)系

通過(guò)對(duì)近地層大氣成分濃度小時(shí)數(shù)據(jù)以及日平均數(shù)據(jù)與不同降雨持續(xù)時(shí)間的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)：晴天空氣易對(duì)流，使污染物擴(kuò)散，所以晴天的污染物含量并不高;降雨對(duì)空氣質(zhì)量具有明顯影響，當(dāng)出現(xiàn)短時(shí)小陣雨時(shí)，由于暖氣流集聚，下雨前邊界層污染物高，污染物不易擴(kuò)散，響應(yīng)的大氣成分濃度就高，空氣質(zhì)量變差;當(dāng)出現(xiàn)10小時(shí)以上中雨時(shí)，會(huì)使NOX、SO2、O3濃度降低，CO反而升高;當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)性降水時(shí)，對(duì)各項(xiàng)成分影響最大，抑制時(shí)間較長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：孟彩霞（1975—），女，漢族，山西渾源人，本科，工程師，從事地面測(cè)報(bào)、大氣成分觀測(cè)工作。