气象因素对乌鲁木齐市PM,s浓度影响分析

表 CB环境空气质量等级标准
095G<CB$O5J<K79J8LM9GJ7= 897JKQ 679K@98@
空气质量指数类别 优
良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染
空气质量指数级别 一级 二级 三级 四级 五级 六级
空气质量指数
& f8& 8$ f$&& $&$ f$8& $8$ f%&& %&& f!&& C!&&
第 !" 卷#第 $$ 期 %,-)./)012()3+)//,+)3
4-25!" # 6-5$$ 6-*5#%&$’
气象因素对乌鲁木齐市 Zb%78 浓度影响分析!
盛永财$ #玉米提#哈力克$ #阿不都拉#阿不力孜%
!$7新疆大学 资源与环境科学学院"乌鲁木齐 ’!&&:"# %7新疆大学 旅游学院" 乌鲁木齐 ’!&&:"$
%&$" 年乌 鲁 木 齐 市 =JE为 严 重 污 染 的 天 气 为 $7&c"主要集中在 $ 月 初(% 月 初 和 $% 月 初#=JE为 重度污染的天气为 978c"=JE为 中 度 污 染 的 天 气 为 "79c"主要集 中 分 布 在 ! 月 初 和 $% 月 中 旬# =JE为 轻度污染的天气为 a7ac"集中分布在 ! 月下 旬和 $$ 月#=JE为良和优的天气 分 别 为 :a7%c 和 $"79c"集 中分布在 :+$& 月! 图 $$ ’
0)6 $
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槡4 槡4 ! ), %)5$ % ,$B
! 6, %65$ %
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式 中%0)6为 )与 6之间的相关系数# )5和 65分别表示两
个要素样本值的平均值"即
4 4 )5$
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),"65$
$ .
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6,
,$$
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##相关系数 0)6是表示两 要 素 之 间 的 相 关 程 度 的 统
通过式!!$ 和式!:$ 对大气污染物之间和大气污 染物与气象要素之间做相关性分析"具体分析结果如 表 % 和表 ! 所示’ 从表 % 分析得出%" 个大气污染物 之间在 &7&$ 水 平 ! 双 侧 $ 上 显 著 相 关" 其 中 Zb%78 浓 度与 U;浓度呈显著相关性"Zb$& 浓度与 6;% 浓 度 呈 显著相 关 性" 6;% 浓 度 与 H;% 浓 度 呈 显 著 相 关 性#
MW/,A0-B-3+)5>0.2$ ’
CDE B 空 气 环 境 质 量 指 数 计 算 及 划 分 标 准
Og!&a8+%&$% - 环 境 空 气 质 量 指 数 ! 1+,_M12+0L
+)V/^" =JE$ 技术规定. 是 根 据 保 护 和 改 善 生 态 环 境( 生活环境(人体健康而制定’ =JE具体计算如下)%"K%9* %
的调控机制研究!!$99&98&$ # 国家留学基金委创新型人才国 际 合 作 培 养项目! 留金美)%&$9*998$ 号$ ’ 收稿日期%%&$’ ?&: ?$&
害 )%!K%8* 是学者们主 要 的 研 究 领 域 和 视 角’ 中 国 环 境 保护部于 %&$" 年 $& 月 $! 日向媒体发布 %&$" 年前 a 个月空气质量排名相对较差的十大城市"乌鲁木齐市 上榜#这意味着在乌鲁木齐市城市发展速度加快的同 时"其空气质量也 随 之 恶 化" 最 终 将 会 导 致 不 可 估 量 的大气环境污染"所以对乌鲁木齐市大气环境的相关 研究是非常有必要的’ CB材料与研究方法 CDC B 数 据 来 源
CDF B 相 关 分 析
相关分析能够揭示相关要素之间相互关系的密 切程度"通 过 对 相 关 系 数 的 计 算 完 成)%’* ’ 对 于 两 个
要素 )与 6"如 果 它 们 的 样 本 值 分 别 为 ),与 6," ! ,j $"%1".$ " 则它们之间的相关系数被定义为%
.
4 ! ), %)5$ ! 6, %65$
D;E%$&7$!%&8 AF5>F3G5%&$’$$&$!
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本文选取新疆维吾尔自治区环境质量发布平台 ! >00Y% AA$%:7$$97%!87%&%%’&$$ A$ 公 布 的 %&$" 年 全 年每天的 =JE( Zb%78 ( Zb$& ( H;% ( 6;% ( U;( ;! 浓 度 作 为乌鲁木齐市空气质量的评价指标"同期每月的气象
第 $$ 期
图 $#乌鲁木齐市 %&$" 年 =JE变化趋势 T+35$#P>/*1,+10+-) 0/)V/)GL-Q=JE+) I,M._++) %&$"
EDE B 空 气 污 染 物 浓 度 变 化 分 析 通过对乌鲁木齐市大气污染物的 " 项常规监测
污染物! Zb%78 (Zb$& (H;% (6;% (U;(;! $ 的浓度做时 间 序列变化趋势 图 ! 图 % $ "发 现 Zb%78 的 浓 度 变 化 趋 势 与 =JE的变化趋势 基 本 一 致"$(% 月 和 $% 月 浓 度 呈 现高 值" :+a 月 浓 度 相 对 较 低’ Zb$& 的 浓 度 在 % 月 初达到最高值"在 " 月 底 出 现 最 低 值’ 6;% 浓 度 在 % 月初达到最 高 值"在 " 月 底 出 现 最 低 值"’+$$ 月 其 浓度 变 化 基 本 稳 定# H;% 的 浓 度 在 ’ 月 初 出 现 最 低 值"从 ’ 下旬开始其浓度迅速上升"浓度高低差异显 著’ U;浓度在 $(% 和 $% 月 ! 次出现高值"其中 % 月 下旬其浓度值一直在 : .3A.! 以上"全年变化趋势与 =JE基 本 一 致’ ;! 浓 度 的 变 化 趋 势 与 =JE( Zb%78 ( Zb$& (H;% (6;% (U;浓 度 的 变 化 趋 势 相 反"在 ’ 月 ;! 浓度达到全年最高值"全年以 ’ 月为中心基本呈对称 分布’ EDF B 气 象 要 素 与 大 气 污 染 物 浓 度 相 关 性 分 析
E=JE4 $! E=JE5, %E=JEN& $ ! @4 %gZN& $ (
! gZ5, %gZN& $ KE=JEN&
!$$
式中%E=JE4 为污染项 目 4的 空 气 质 量 分 数#@4 为 污
染项 目 4的 浓 度# gZ5,为 相 应 标 准 浓 度 的 上 限 值#
gZN& 为 相 应 标 准 浓 度 的 下 限 值#E=JE5,为 与 gZ5,对 应
盛永财"等%气象因素对乌鲁木齐市 Zb%78 浓度影响分析
"8
观测数据! 降水量为 &7$ ..(平均气压为 &7$ >Z1(平
均风速为 &7$ .AW(平均气温为 &7$ h(平均水汽压为
&7$ >Z1(平均相对湿 度 为 $c$ 来 自 乌 鲁 木 齐 市 国 家
基本气象 站 ! Rb;EDj8$:"! $ ! >00Y% AAV1015G.15G) A
摘要!基于乌鲁木齐市大气污染物数据!对乌鲁木齐市 %&$" 年空气质量变化做趋势分析" 利用乌鲁木齐市 %&$" 年同 期 气 象 要 素 !通 过 相 关 分 析 和 主 成 分 分 析 方 法 探 讨 了 气 象 要 素 对 Zb%78 浓 度 的 影 响 " 结 果 表 明 %$ ) Zb%78 # Zb$& # H;% # 6;% #U;的浓度全年变化趋势与空气质量指数( =JE) 的变 化 趋 势 基 本 一 致!;! 的 浓 度 变 化 趋 势 与 =JE变 化 趋 势 完 全 相反&%) Zb%78 浓度与 U;#气压和相对湿度呈显著正相关!降水量#风速#气温和水气压与 Zb%78 浓度呈显著负相关" 关键词!气象因素&Zb%78 浓度&相关分析&主成分分析&乌鲁木齐市
的空气质量分指数#E=JEN& 为 与 gZN& 对 应 的 空 气 质 量
分指数’
=JEj.1^2 E=JE$ "E=JE% "E=JE! "1"E=JE. 3 !%$ 式中%E=JE为空气质量分指数". 为污染物项目’
根据环境空气质量标准"可以将环境空气质量指
数 =JE分为 " 个等级"如表 $ 所示’
AB引B言
有研究表明季节变换对区域空气质量的影响作 用显著 )$K%* "各大气 污 染 物 浓 度 与 同 时 期 各 气 象 因 素 存在 相 关 性)!* # 空 气 质 量 同 时 受 到 区 域 地 形 地 貌 ):K8* (区 域 性 特 征 )"K’* 等 要 素 的 影 响"可 以 得 出 城 市 空气质量的影响因素具有多样性和复杂性(确定性与 不确定性并存的特点’ Zb%78 是 城 市 空 气 质 量 的 主 要 污染物之一"其来源广泛"极易对人体健康造成危害’ Zb%78 的 化 学 形 成 机 理 )aK$%* (Zb%78 时 空 分 布 特 征 )$!K$’* ( Zb%78 浓度的 影 响 因 素 )$aK%%* 和 Zb%78 对 人 体 健 康 的 危 !#国#家#自#然科#学#基#金项#目%绿 洲 城 市 园 林 及 其 配 置 结 构 对 大 气 颗 粒 物
计指标"它的值介 于 ) ?$"$ * "0)6 C&"表 示 正 相 关#0)6
s&"表示负相关’ y0)6y越 接 近 于 $"表 示 两 要 素 的 关
系越密切"越接近于 &"表示两要素的关系越不密切’
主成分分析在 HZHH $a7& 软件中完成’
EB结果与分析 EDCB乌鲁木齐市 %&$" 年 =JE变化分析
%7U-22/3/-QP-M,+W." e+)F+1)3I)+*/,W+0L" I,M._+’!&&:"" U>+)1$
$56789:7% E) 0>+WY1Y/," 0>/0/)V/)GL-Q1+,_M12+0L*1,+10+-) +) I,M._++) %&$" \1W1)12LX/V ]1W/V -) 10.-WY>/,+GY-22M01)0 V101+) I,M._+5E)Q2M/)G/W-Q./0/-,-2-3+G12/2/./)0W-) Zb%78 G-)G/)0,10+-) \/,/1)12LX/V MW+)3Z/1,W-) G-,,/210+-) 1)12LW+W 1)V Y,+)G+Y12G-.Y-)/)01)12LW+W]1W/V -) 0>/./0/-,-2-3+G12/2/./)0W+) I,M._++) %&$"5P>/,/WM20WW>-\ 0>10% $ $ 0>/ G-)G/)0,10+-) 2/*/2W-QZb%78 " Zb$& " H;% " 6;% " U; \/,/[//Y+)30>/]1W+G122LW1./*1,+10+-) 0/)V/)GL\+0> =+,JM12+0L E)V/^! =JE$ " \>+2/0>/*1,+10+-) 0/)V/)GL-Q;! G-)G/)0,10+-) \1WG-.Y2/0/2L-YY-W+0/0-0>/*1,+10+-) 0/)V/)GL-Q=JE# %$ W+3)+Q+G1)02LY-W+0+*/G-,,/210+-)W\/,/Q-M)V ]/0\//) Zb%78 1)V U;" 10.-WY>/,+GY,/WWM,/1)V ,/210+*/>M.+V+0L" 1)V Y,/G+Y+010+-)" \+)V WY//V" 1+, 0/.Y/,10M,/" 1)V \10/, Y,/WWM,/ \/,/ W+3)+Q+G1)02L )/310+*/2L G-,,/210/V \+0> Zb%78 G-)G/)0,10+-)5 ;<=>?8@6% ./0/-,-2-3+G12Q1G0-,W# Zb%78 G-)G/)0,10+-)# G-,,/210+-) 1)12LW+W# Y,+)G+Y12G-.Y-)/)01)12LW+W# I,M._+