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氣象學(xué)論文參考文獻(xiàn)論文
摘要：本文利用重慶市忠縣城區(qū)空氣自動監(jiān)測站2015年的監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析了溫度、濕度、風(fēng)速、氣壓、降雨量等氣象條件與可吸入顆粒物的濃度變化關(guān)系。結(jié)果表明，可吸入顆粒物濃度與溫度、降雨量呈負(fù)相關(guān)，與氣壓呈正相關(guān)。氣壓、溫度和降雨量成為影響忠縣城區(qū)可吸入顆粒物濃度變化的主要氣象條件。
關(guān)鍵詞：可吸入顆粒物;氣象條件;污染物
引言
隨著城市化進(jìn)程的加快，縣級城市的建成區(qū)面積也在逐年擴(kuò)大。隨之而來的城市大氣環(huán)境污染，已經(jīng)成為困擾縣級城市發(fā)展的主要環(huán)境問題。在常規(guī)大氣質(zhì)量評價指標(biāo)中，首要污染物基本上都是可吸入顆粒物�？晌腩w粒物污染是引起城市霧霾天氣的主要原因[1]，冬春季是城市霧霾的高發(fā)期[2]。目前，針對城市各類大氣污染現(xiàn)象的研究很多，污染成因、與氣候因子的關(guān)系、污染物組成及時空變化等成為研究的熱點[3-5]。本文以重慶市忠縣為例，對城區(qū)環(huán)境空氣自動監(jiān)測站2015年連續(xù)一年的監(jiān)測數(shù)據(jù)和氣象參數(shù)進(jìn)行了分析研究，對主要污染物濃度和氣象因子特征進(jìn)行了分類分析，為大氣環(huán)境污染控制與管理提供科學(xué)依據(jù)。
1區(qū)域、數(shù)據(jù)與方法
1.1研究區(qū)域
忠縣位于重慶市東中部，地處三峽庫區(qū)腹心地帶。境內(nèi)呈“三山兩槽”地形，縣城依山傍水，是三峽庫區(qū)唯一留存的“半淹縣城”。忠縣屬亞熱帶東南季風(fēng)區(qū)山地氣候，經(jīng)常受到季風(fēng)環(huán)流的侵襲，夏季受暖濕的熱帶海洋性氣團(tuán)影響，降雨主要集中在5～10月;冬季屬于大陸性干冷氣團(tuán)控制，降雨稀少[6]。常年主導(dǎo)風(fēng)向為東北風(fēng)。環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站位于忠縣縣城新華路移民局辦公樓頂(以下簡稱新華路自動站)，全天24小時連續(xù)監(jiān)測城區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量。
1.2監(jiān)測儀器及數(shù)據(jù)
新華路自動站配置的儀器分別是：綜合氣象參數(shù)觀測儀和美國Metone公司生產(chǎn)的BAM-1020測量可吸入顆粒物PM10，可吸入顆粒物監(jiān)測數(shù)據(jù)為2015年連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，氣象數(shù)據(jù)來源于新華路自動站。
1.3監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與處理
每日監(jiān)測數(shù)據(jù)最小統(tǒng)計單位為小時值，每日中午12時至次日中午12時為一個監(jiān)測日。利用SPSS13.0統(tǒng)計軟件對各參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，SigmaPlot作圖。
2數(shù)據(jù)結(jié)果分析
2.1污染物的時間變化趨勢
2015年忠縣城區(qū)環(huán)境空氣首要污染物為可吸入顆粒物PM10，年均值達(dá)到國家環(huán)境空氣質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)。從空氣污染指數(shù)(API)看，全年空氣質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良的有325天，占89%;達(dá)到污染的有40天，占11%。第5～11月空氣質(zhì)量較好，均達(dá)到優(yōu)良。1月空氣質(zhì)量最差，占全年污染日的60.5%�？晌腩w粒物呈現(xiàn)明顯的季節(jié)變化特征，1～8月可吸入顆粒物月均值呈逐月下降趨勢，9～12月呈明顯上升趨勢，以8月為最低，1月為最高(見圖2)�？晌腩w粒物日均值超標(biāo)率10.4%，主要集中在12月和1～4月的冬春季。
2.2可吸入顆粒物與氣象條件的關(guān)系
2.2.1風(fēng)速忠縣具有三峽庫區(qū)典型亞熱帶季風(fēng)氣候。冬季干旱少雨，靜風(fēng)時間多，夏季多雷雨強(qiáng)對流天氣，風(fēng)速較大。風(fēng)速年均值為0.6m/s，日均值變化在0～2.5m/s之間。忠縣城區(qū)的可吸入顆粒物濃度全年月變化與風(fēng)速呈中等負(fù)相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)為-0.425(見表1)。分時段分析，在可吸入顆粒物濃度較高的1、2、3、4、12月，其濃度月變化與風(fēng)速呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)為-0.81;而在在夏秋季的5～11月，可吸入顆粒物濃度月變化與風(fēng)速呈負(fù)相關(guān)關(guān)系就較弱，其相關(guān)系數(shù)為-0.61。冬春季降雨偏少，可吸入顆粒物的稀釋擴(kuò)散主要依靠空氣流動，因此風(fēng)速越大，空氣流動越強(qiáng)，可吸入顆粒物濃度就相對降低。反之，風(fēng)速小，空氣流動性差，不利于污染物擴(kuò)散，易造成可吸入顆粒物污染的積聚，濃度升高。夏秋季，降雨多，風(fēng)速與污染物濃度的相關(guān)性減弱。2.2.2濕度可吸入顆粒物濃度月變化與濕度呈弱的負(fù)相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)為-0.118，相關(guān)性不高。忠縣濕度年均值為71.5，最大值為87.3，最小值為42.7。濕度變化對污染物濃度影響不大。在夏秋季降雨量增加，濕度上升，降雨沖刷使可吸入顆粒物濃度下降;但冬季氣象條件穩(wěn)定，降雨少，空氣流動性差，污染物不易擴(kuò)散，當(dāng)濕度增加時，顆粒物作為水汽的凝結(jié)核，易產(chǎn)生污染天氣(見圖2)。2.2.3溫度2015年忠縣年均溫度為18.6℃，日均值變化范圍在6.6～35.0℃之間�？晌腩w粒物濃度月變化與溫度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)為-0.769，相關(guān)性較好。夏秋季，地面溫度高，大氣的垂直運(yùn)動加大，有利于污染物的擴(kuò)散稀釋，可吸入顆粒物濃度降低;冬春季，地面溫度低時，情況相反，可吸入顆粒物濃度上升(見圖3)。2.2.4氣壓可吸入顆粒物濃度月變化與氣壓呈正相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)為0.661，相關(guān)性較好。氣壓和可吸入顆粒物濃度的變化趨勢大致相同。忠縣氣壓年均值98.3kPa，日均值變化范圍為96.7～100.4kPa。夏季主要受熱帶低壓影響，風(fēng)速大，有利于污染物擴(kuò)散;冬季主要受高壓系統(tǒng)控制，容易造成可吸入顆粒物污染的本地積聚，不易擴(kuò)散，其濃度升高(見圖4)。2.2.5降雨量可吸入顆粒物濃度月變化與降雨量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)為-0.574，相關(guān)性較好。2015年忠縣年均累計降雨量1300mm，日均值范圍2.1～91.4mm。4、7、8三個月降雨量月均值大于18mm，降雨有利于稀釋大氣中可吸入顆粒物，加之夏季空氣對流強(qiáng)，加速空氣流動，帶動污染物迅速擴(kuò)散。因此，降雨對污染物有較好的稀釋與擴(kuò)散作用，使其濃度降低;冬季降雨較少，空氣對流差，易導(dǎo)致污染物濃度較高(見圖5)。
結(jié)論
(1)可吸入顆粒物濃度與溫度、降雨量呈負(fù)相關(guān)，與氣壓呈正相關(guān)。與風(fēng)速等氣象條件的相關(guān)性隨季節(jié)不同而不同。與濕度的相關(guān)性不強(qiáng)。形成這種關(guān)系的原因與當(dāng)?shù)氐牟煌竟?jié)的氣象條件有密切關(guān)系。夏秋季太陽輻射強(qiáng)，氣溫較高，受熱帶低壓影響，大氣對流活動旺盛，逆溫少，大氣擴(kuò)散條件好，降雨日多且降雨量大，對污染物質(zhì)清除作用明顯。冬春季氣溫較低，受高壓系統(tǒng)控制，逆溫頻率高且強(qiáng)度大，靜風(fēng)頻率高，大氣對流不活躍，不利于污染物擴(kuò)散，導(dǎo)致環(huán)境空氣中污染水平整體偏高，超標(biāo)較嚴(yán)重。(2)忠縣地處三峽庫區(qū)腹心地帶，具有庫區(qū)典型的氣候特征。屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，只有當(dāng)夏季暖濕的熱帶海洋性氣團(tuán)到達(dá)時，才可能產(chǎn)生大量降雨。冬季屬于大陸性干冷氣團(tuán)控制，降雨稀少，降雨主要集中在夏半年(5～10月)。氣壓、溫度和降雨量成為影響忠縣城區(qū)可吸入顆粒物濃度變化的主要氣象條件。
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