北京地区大气能见度的影响因素分析

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r=0.88999
秋季:
Y=4.9467—10.4965xl一43.1695x2+68.095Ix3+10.5933x4—1.2068x5—0.5562x6+2.0395x7
r=0.87918
冬季:
通过上述计算分析表明.所选有关污染物和气象条件7个因子的若同作用与能见度的相关性以冬季为 最好,其相关系数最大,为0.89,与秋季相关性次之.相关系数为0.879,春季相关性最差,相关系数为 0.777.春季相关性差可能是北京地区春季风沙天气较多所造成,这有待以后进一步探讨。从表达式中各 园子系数来看.夏季和秋季以TSP的贡献最大,PMIO次之,以24 h变湿贡献最小。春季和冬季以PMl0对 能见度变化的贡献最大,冬季以风速妁贡献次大,以24 h变湿贡献最小。春季以TSP贡献次大,以24 h 变压贡献最小。污染物中以PMIO和TSP的贡献为大,s02相对较差。气象条件中以风速贡献最大.相对湿 度次之,以24 h变湿贡献最小。总起来看,污染物对能见度的贡献要大于气象条件.
孽蓼能墨妻的影响仅次于相对湿度,相关系数为正,说明能见度距离随风速的增大而增高(沙尘暴、扬沙、
扬尘天气除外)。然后是08时段的24 h变压和24 h变湿较多,能见度与变压的相关系数为正,与变
春季 夏季 戡季 冬季
序号 要素
相关系数 要囊
报关系数
要秉 相关系数
要素 相关系数
日对变涅
w0 364
8时风速
TsP
0 212 TsP
0.876
相对邂度 O.舶9
丁sP 也190
风速 0.1蛎 风遣
O 616
风速
O.694
气压
0.163
■水量
0 213 SO=
0,曲
TsP
0.845
S也 0.146
气压
0.198
气压
O.383
由表2看出,春、夏季以与相对湿度相关系数为最大,分别为0.606和0.785·与PWIO的相关系数次
春季:
Y=-22.3934+1.414xl一81.3779x2+121.6988x3+3.5373x4—1.389x5—0.0662x6+O.7353x7
,=0.81176
夏季:
Y=5.2374+0.2975xl一5.5409x2—0.6756x3+1.1344x4—0.1271x5—0.038lx6+0.0604x7
2时墨度
-0.656
20啪座
.o.522
20时墨虞
-0.534
2D聍蘸度 -"0.啦5
20对越度
-0,644
2对攫度
.0.459
8时变进
-0.404
日均风蔫
n 803
日均风遣 O,眈4
日均风琏
0 399
2时湿度
-O.403
2I于基度
吨583
14时湿度
-0 623
由表1可看出.各季相关系数由大到小排列中前四位均为各时段和日平均相对湿度·相关系数均为负 值,说明能见度距离与相对湿度呈现明显的反相关,其中冬、秋季以日平均相对湿度相关性最好,春、夏 季以08时相对湿度相关性为最好。从第五位开始出现日均风速,第七、八位以各时段风速为多,说明风
6结语
(1)从气象条件对能见度影响分析来看.能见度与空气湿度的相关系数最大,风速次之.夏季气温 对能见度也有一定作用.08时平均能见度与平均相对湿度和平均风速的年际变化趋势具有较好的相关性。 ≤1 km的低自&见度出现频率的年际变化与大湿度(≥8啡)日和小风速(≤2 m/s)日出现频率的年际变化 相一致。说明大湿度和小风速是造成低能见度的主要原因之一。由此说明空气湿度和风速是影响能见度变 化的主要气象因素。
x2.:LN(日均P1lIIIO浓度(mg/m3)) x4.:08时风速(mls) x6:08时24 h变湿(%)
多元回归相关表达式如下:
Y=一38.9079—9.8775xl一76.1235x2+47.0644x3+6.2948x4—1.1209x5+0.2672工6+O.0086x7
r=0.77759
考虑资料索取和资料处理简便易行,本文着眼于利用常规地面气象要素和常规大气污染物浓度与能见 度的相关分析,以及空气污染和气象条件共同作用与能见度的多元回归相关分析,研究探讨北京地区能见 度的影响因素,为城市能见度预测预报莫定基础。
2资料来源
本文所用资料为:①1990~1998年北京观象台地砸常规气象要素(每日四次定时观测)资料:②1998~ 2000年7月北京市监剥中心城区自动监测站SO,、TSP日平均浓度和1999年4月~2000年7月PMIO日平
综合上述分析表明,影响能见度的气象条件主要是空气湿度,其次是风速,08时24 h变压也有一定 作用.
3.2大气能见度可视距离及主要气象要素的年际变化
圈l 08时能见度与风速和相对湿度年际变化
圈2 0B时低_&见度、大湿度及小风额年际变化
图1为北京市观象台08时平均能见度(km)、平均风速(m/s)和平均相对湿度(%)的年际变化曲线. 由图l可看出.能见度与风速的年际变化趋势基本是一致的,只在1993、1994年略有差异.即90年代初 期平均风速较小,能见度偏低.90年代中期平均风速较大.能见度的可视距离也较大,90年代末期平均 风速相对减小,而能见度也相应下降:相对湿度的变化趋势与能见度有较为明显的反相关。 3.3低能见度日(≤l km)及大湿度(≥80%)日、小风速(≤2 m/s)日出现频率的年际变化
】4时风遮
0 210
日时变压
O 389
8时变湿
一0'126
12
20时风速
0 263
20时气压
0 380
湿的相关系数为负,说明能见度随气压的升高而增大,随湿度的增大而降低。表中气温仅出现于夏季,而 且相关系数相对较小-说明气温只在夏季对能见度有所影响,这可能是夏季强日照和高温对光化学污染有 促进作用的原因,该问题有待以后专题讨论。
相关系数最大.(3)与S02浓度的相关性以采暖季最好,相关系数为0.762.以夏季最差,仅有O+17;与
PMIO的相关系数咀秋季最大,为0.8709。采暖季次之.为0.8508.夏季最小,为0.4955·与TSP的相关
系数以秋季最大。为0.676,采暖季次之,夏季最小,为0.353。总起来讲,采疆季能见度与空气污染物
圈3为1909~2000年采暖期日均鸵见度与SO=浓度
目4 1999~2000年采暖期日均能见度与PMIO浓度
各季日平均能见度与主要污染物浓度相关性表达式如下:
采暖季:Y L=-91.637(In(SOz))一61.009
r=O.762
y2=-88.439(1a(硼10))-45.105 r=O.8508
Y3=-270.45(tsp)+225.69
r=O.614
秋季: Y,:_475.35(SO:)+128.5
r=O.326
Y2=-0.1353(in(pmlO))+O.7945 r=O.8709
Y,=-266.88(tsp)+204.93
r=O.676
春季: Y1=-33.116(In(S凸))+38.834
5 2能见度与气象条件和空气污染共同作用下的相关分析
综台上述能见度与空气污染物浓度和有关地面气象要素的相关分析,以08时为例。选取如下7个影
响因子进行能见度与有关气象园子和污染物浓度的多元回归统计. 所选因子:
xl:LN(日均S02浓度(mg/m3)) x3:日均TSP浓度(mg/Ⅲ3) x5:08时相对湿度(%) x7:08时24 h变压(hPa)
关键词:大气能见度,气象条件.空气污染.影响因索。
l 引言
能见度的好坏直接影响人们工作、生活的正常进行,低能见度的出现更会给人们带来诸多不便和各种 危害,常常是造成重大交通事故的重要原因之一。因此.低能见度天气属灾害性天气,探讨和掌握影响大 气能见度的主要因素是预测能见度的基础,是城市减灾所需。
以往有关研究表明,空气中飘浮的细小颗粒物对光具有吸收和数射作用,颗粒物的增加会导致大气透 明度降低.使大气能见度恶化.而空气中飘浮的细小颗粒物大部分是来自大气污染物的捧放和转化,因此, 能见度的变化与空气污染程度的变化密切相关”。’。有关研究还表明,造成北京地区低能见度的主要影响 因子是雾o’”。雾之所以影响能见度,是因为形成雾的主要条件是空气湿度大.风速小.这两个条件也是 不利于空气污染物扩散。容易造成或加重空气污染的主要条件“1,而且有关研究也表明,“水汽、雾滴本身 会增大光的吸收和散射。因而会对大气能见度降低有贡献”1.
以上分析说明相对湿度和风速对能见度的优劣变化具有显著作用.
4空气污染对大气能见度的影响
4J 1大气能见度与空气中,骘规污染物浓度的依赖关系 对1998~2000年7月31日之间各季日均能见度与s嘎、PllO和TSP日均浓度作散点图,并进行趋势
分析.图3为1999~2000年采暖期日均能见度与S国浓度的依赖关系.图4是1999~2000年采暖期自}见 度与PMIO浓度的依赖关系.其它图略.
0.267
8时风速
0 5】0
2时风速
0 54B


目对风速
0.333
日均风速
0、245
2时风速
n 455
14时风速
O.5。5
B时变压
0 316
2时沮度
一0 235
H时风速
0 442
8时风连
0 503
10
¨时且逮
0 293
1{时诅度
0.2 J8
B时变温
-0 437
8时变压
0 443
1I
2时风速
0 259
均浓度。
3气象条件对大气能见度的影响
3.1 大气能见度与地面常规气象要素的相关性普查 利用历史资料对能见度日均值与同步地面常规气象要素观测资料(每ElM次).p.--次加工资料进行单
相关系数计算.所选因子为:各时段温,压、湿、风及其日均值和08时段的24 h变湿、24 h变压、24 h 变温.将计算结果按相关系数大小顺序排列,相关系数绝对值>/0.2者列入表I。
图2为观象台08时低能见度及大湿度日、小风速日出现频率的年际变化曲线。由图2可看出,低能 见度日及大湿度日、小风速日出现频率的年际交化趋势相一致.即1990年、1994年和1998年低能见度日、 大湿度日和小风日出现频率都处于相对峰值期,1993年和1996年都处于低值区.说明大湿度(≥8096)和 小风速(≤2 m/s)的出现是造成低能见度的主要因素之一.
嘉相姿关糍凳系最O.数大为46,最2和在大O,,.49在9以;.0 8芑以上襞.秋鬈季以貉与相篙对潞湿度鸶相关蒸系效篙次大&,0为篙·76予4·善与。嚣I卵最蒜謦;舞璺德愿翼黼凳多裟系
数薮太,‘分别为0.676和0.616.与s嘎的相关系数较小,为0.39.冬季与s嘎和相对湿度的相关系数较大-
分别为0.831和0,809,与风速和TSP的相关系数相对较小.分别为0.694和0.645·
春季 夏季 戢季 冬季
要素 相关系教
要素 相关系数
要囊 相关幕数
要素 相关系数
8时湿度
-0.6so
8时攫度
_0.661
日均涅度
-0.755
日均浸度
"-0 7s7
日均程度
-0.635
日均矗度
'-0.640
8时茬度
-0.74l
8时漫度
-0 747
14时量度
"-0 577
H时覆度
-o 629
l{对褪度
-O.633
北京地区大气能见度的影响因素分析
王淑英徐晓峰
(北京市气象科学研兜所,北京.100089)
摘要
通过对能见度与地面常规气象要素相关普查和对1990~1998年问08时能见度、空气提度和风速平均值的年际变化趋 势以及低自E见度、大湿度和小风速出现频率的年际变化趋势的分析,表明影响能见度变化的主要气象因素是空气攫度和地面 风速,造成低能见度的主要气象因素是≥8嘛的空气湿度和42=/s的地面风速.分析了能见度与常规空气污染物(SO,、PWIO、 TSP)日平均浓度的相关性.表明能见度的变化与污染物浓度的高低密切相关,且采暖季尤为明显.进行7能见度与SO,、PWIO、 TSP浓度、相对湿度、风速及08时24 h变压和变湿七个因子的多元回归相关分析,表明这七个园子的共同作用与能见度的 变化有较好的相关性,冬、秋和夏季的相关系数均在0.8以上,夏季相对较差,为0.777.
莽届全厦文气耳墟学术论文寨200010p138352北京地区雷暴大风天气气候学分析及数16值模拟研究会议论文2006汪东升京津塘高速公路秋冬雾气象要素与环流特征会议论文2009一次雷暴大风天气过程的中尺度结构特征分析会议论文2007河北南部雷暴大风天气分析会议论文2008气象因子对天津城区冬季大气能见度的影响会议论文2010国庆期间地面形势与首都能见度及演变分析会议论文2009首都机场雾过程的气候特征分析会议论文2006杨明珍北京市大气能见度初步研究期刊论文城市管理与科技200131yedi
r=O.4078
如=-66.926(In(pmlO))+19.198 r=O.6199
Y产一70.66(tsp)+186.47
r=O.3756
夏季:
Y。=-60.741In(pml0))+14.851 Y2=-246(tsp)+213.14
r=O.4955 r=O.353
上述分析结果表明,(1)能见度与PWIO和S0:的对数形式相关性更为显著.(2)各季均以与PMIO的
浓度相关性好于其它季节.而夏季相关性相对最差,这可能是由于非采暖季大气污染源减少,导致空气中
污染物粒子含量少的缘故。
要素日
春季 夏季 敢季 冬季
相对谩度
0.606
相对湿度
0,786
州10
0.8】3 PWIO 0.8S
嗍10
0.4fi2 PWIO 0.499
相对攫虞
0.754 SO,
0.831
风建 0.蚰
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