北京地区PM25统计—相关模型.pdf

‘46‘新世纪气象科技创新与大气科学发展——大气气溶胶及其对气候环境的影响 北京地区PM2．5统计一相关模型 周 丽徐祥德丁国安苗秋菊魏凤英 (中国气象科学研究院，北京100081) 摘要：本文运用统计分析和气象统计预报的方法，采用白石桥小区的污染物观测资料和同期北京地区的气象场 常规观测资料t对影响大气污染的气象因子进行了分析。发现气溶胶细粒子浓度与气象条件的关系密切，并获得判别 气溶胶细粒子浓度准确性及估计其数值的客观方法。通过确定气象常规量和气溶胶细粒子浓度的关系为进一步考虑 不同地区的输送问题和污染源的问题提供参考。 关键词：气溶胶细粒子浓度 回归方程气象要素 l 引言 目前，城市污染问题得到人们的普遍关注。汽车尾气、化工等排放的氮氧化物(NOx)、一氧化碳 密切，大气扩散的理论和实践研究表明，在不同的气象条件下，同一污染源排放所造成的近地层污染 物体积分数可相差几十倍乃至几百倍(李宗恺，1 化、气溶胶垂直分布廓线及其浓度峰值层次与边界层大气热力状况结构(逆温层特征)存在显著联系 (徐祥德，2003)；上述研究表明污染物的维持、扩散和气象条件有密切的物理、化学关系。本文采用逐 步回归的统计方法分别探讨气象因子与气溶胶细粒子相互关系，以通过确定气象常规量和气溶胶细 粒子浓度的关系为进一步考虑不同地区的远距离输送问题和污染源的问题提供参考。 2测点和采样方法 AirPollutionObservationfield City 本次观测资料取自“BECAPEX”(Beijng Experiment)大气环 境试验。观测点在白石桥小区，高度为40m。由于PM2．5在大气污染中已上升为北京市主要的空气 污染物，如果能建立统计数学方法把两者结合起来，将有助于开展北京地区污染的预报。PM2．5…0 时，共571个时次的样本。观测地点南临紫竹院公园，北临民族大学，东面200m处为南北走向的中关 村南大街，西面为西三环公路。 3 PM2．5与气象条件的关系 城市环境污染问题研究领域广泛，首先城市内单体空气污染源直接造成微尺度和区域尺度的污 染物传输，这种污染在特定的气象条件下易于造成严重危害，尤其是在城市大气多尺度环流系统的相 互作用下城市点源、线源、面源空气污染等混合、扩散，并通过不同时空尺度的化学成份转化及光化学 过程，形成时空多尺度分布特征。 杨东贞等(杨东贞，2002)指出气象因子对气溶胶的浓度分布有很大的影响。风速减小、层结稳定 性增加、湿度增大等可导致气溶胶TSP及其化学组分浓度增高。并指出人为源对北京气溶胶的贡献 是主要的，风速小、层结相对稳定天气条件下的气溶胶主要来自北京当地及周边地区的排放源。 王淑英等(王淑英，2002)指出，北京地区PMIO污染状况的优劣变化与气象条件密切相关。其浓 度的变化在稳定天气时与能见度、风速和气象条件呈反相关。从PM2．5和风速的8点平滑对比(图 1)可以看出，风速和PM2．5的反相关特征十分明显。PM2．5高浓度的数值发生在小风或静风的时 系数为0．45，样本长度为199，超过了0．00l的信度检验。 一、论文全文 ．47． …。 ．一 ∥。々 tfEjH济H苫山 剁，一√> 图1 2001年11月PM2．5与风速对比 低污染日处于西北气流中。从大尺度来看，低层的辐合不利于污染物的扩散，因而高污染日出现在低 层风场辐合的天气条件下。从本站气压和气溶胶细粒子的对比中(图3)可以看出，高污染日发生在气 压相对较低的情况下，低污染日气压相对较高，两者的反相关特征很明显。11月份气压和PM2．5的 同期相关为一0．68，样本长度为199，超过了0．001的信度检验。本站气压为高压反气旋的天气条件 下，地面气流辐散，有利于污染气体的扩散，不易造成高浓度污染物韵堆积。 铷