气象条件对深圳近地面臭氧浓度的影响分析
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环境科学导刊 ｈｔｔｐ： ／／ｈｊｋｘｄｋｙｉｅｓｏｒｇｃｎ ２０１８，３７（２）
Biblioteka Baidu
ＣＮ５３－１２０５／Ｘ ＩＳＳＮ１６７３－９６５５
气象条件对深圳近地面臭氧浓度的影响分析
梁永贤，郑卓云，徐光仪，颜 敏 （深圳市环境科学研究院，广东 深圳 ５１８００１）
摘 要：以深圳近地面臭氧浓度和气象条件为研究对象，分析了深圳臭氧污染与气温、相对湿度、风 速、气团轨迹等气象因素关系。结果表明，深圳臭氧污染与气象要素密切相关，一般在气温高于 ２４℃， 相对湿度在 ５５％ ～８５％，日平均风速低于 ２ｍ／ｓ，受到偏北气团影响时，深圳易出现臭氧污染。
图 ４轨迹分布特点可以看出影响深圳臭氧超标的气 团轨迹主要有两类：①区域影响型，在偏北气流影 响下，深圳上风向地区排放的高臭氧及其前体物浓
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环境科学导刊 ｈｔｔｐ： ／／ｈｊｋｘｄｋｙｉｅｓｏｒｇｃｎ 第 ３７卷 第 ２期 ２０１８年 ０４月
度的气团对深圳臭氧浓度高值有显著贡献，典型的 有 ２０１５年 ８月 ２４日、２０１５年 ９月 ２９日、２０１５年 １０月 １３日—１６日、２０１６年 ３月 ２８日等；②局地 影响型，主要受偏东或偏南气团影响，气团轨迹移 动缓慢，主要受珠三角局地污染排放的影响，典型 的有 ２０１５年 ８月 ７日、２０１６年 ８月 ６日、２０１６年
日期 ２０１５年 ８月 ７日 ２０１５年 ８月 ２４日 ２０１５年 ８月 ２５日 ２０１５年 ９月 ２９日 ２０１５年 １０月 １３日 ２０１５年 １０月 １４日 ２０１５年 １０月 １５日 ２０１５年 １０月 １６日 ２０１６年 ３月 ２８日 ２０１６年 ５月 ２４日 ２０１６年 ７月 ８日 ２０１６年 ７月 ９日 ２０１６年 ７月 ３１日 ２０１６年 ８月 １日 ２０１６年 ８月 ６日 ２０１６年 ８月 ２３日 ２０１６年 ８月 ２７日 ２０１６年 ８月 ３０日 ２０１６年 ９月 ２１日 ２０１６年 ９月 ２５日 ２０１６年 ９月 ２６日 ２０１６年 １１月 １５日
本文选取 ２０１５—２０１６年深圳市臭氧浓度数据 资料以及同步气象资料 （气温、相对湿度、风速、 气团传输） 进行相关性分析，以期找到气象因子 与臭氧污染形成的内在联系。
收稿日期：２０１７－０８－２２ 基金项目：深圳市环境科技计划项目 （２０１５－２０１６）。 作者简介：梁永贤 （１９８１－），男，高级工程师，硕士，主要 从事大气环境模拟与大气污染控制研究工作。
８月 ２７日、２０１６年 １１月 １５日等。 从 ２０１５年和 ２０１６年 ２２ｄ臭氧超标的气团轨迹
分类看，区域影响型共有 １５ｄ，占比 ６８２％，局地 影响型 共 有 ７ｄ，占 比 ３１８％。因 此，总 体 来 说， 深圳出现臭氧超标，一般都会受到偏北气团的影 响，是本地污染和区域传输共同作用的结果。
深圳臭氧浓度高低的影响因素除了局地影响 外，区域的远距离输送作用也十分重要。本文利用 后向轨迹分析方法反演分析大气输送情况，来讨论
ｈｔｔｐ： ／／ｈｊｋｘｄｋｙｉｅｓｏｒｇｃｎ 本地和其他区域对深圳臭氧生成的贡献。
气象条件对深圳近地面臭氧浓度的影响分析 梁永贤
表 １是 ２０１５—２０１６年臭氧超标统计及对应的 气象条件。图 ４为臭氧超标日每日上午 ８∶００到达 深圳离地面 １００ｍ高气团过去 ７２ｈ的后向轨迹。从
影响近地面臭氧浓度主要有 ４个因子：气象条 件、光化学反应、扩散和输送。气象条件对近地面 臭氧浓度的影响非常重要，是造成臭氧浓度昼夜变 化、日际变化、季节变化、年际变化的主要原因。 许多专家学者对此开展了大量研究，并在影响臭氧 浓度的局地光化学、区域臭氧积累与气象要素关系 方面取得了一些结论，发现气象要素对臭氧光化学 过程的影响很大程度上取决于当地的气候特征和污 染源排放规律。气象要素在空气污染物的形成、沉 降、传输和扩散稀释中扮演着重要角色。局地气象 条件 如 太 阳 辐 射 （ＳＲ）、 气 温 （Ｔ）、 相 对 湿 度 （ＲＨ），风速 （ＷＳ） 和风向 （ＷＤ ） 等对臭氧及 其前体物的浓度变化有重要影响［１－８］。
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１ 气温与臭氧浓度的关系 臭氧是光化学作用的产物，太阳光照强度和温
度与其有直接关系。温度能较好地反应太阳光照的 强度，太阳光照越强，地表气温也就越高。因此， 用近地面温度来分析臭氧浓度与之的关系。图 １是 深圳 ２０１５—２０１６年臭氧日最大 ８ｈ平均值与平均气 温的相关性。从图 １可以看出，臭氧浓度与气温相 关性不强。按臭氧日最大 ８ｈ平均值国家二级标准 （１６０μｇ／ｍ３） 评 价，一 般 在 气 温 高 于 ２４℃ 时，易 出现臭氧污染。 ２ 相对湿度与臭氧浓度的关系
关键词：臭氧；气温；相对湿度；风速；气团；深圳 中图分类号：Ｘ５１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３－９６５５（２０１８）０２－００４６－０５
近年来，深圳的二氧化硫、二氧化氮、颗粒物 浓度总体在不断下降，但臭氧浓度却持续处于较高 污染水平。深圳市 ＰＭ２５浓度从 ２００６年的 ６２μｇ／ｍ３ 降至 ２０１６年的 ２７μｇ／ｍ３，降幅高达 ５６％；而臭氧 浓度从 ２００６年的 ３３μｇ／ｍ３ 快速上升至 ２００９年的 ５７μｇ／ｍ３，升幅高达 ７３％。臭氧逐渐成为深圳的首 要污染物，是制约深圳整体空气质量提升的决定因 素。分析研究影响臭氧污染形成的条件，对于控制 臭氧污染具有重要的意义。
图 ２为 ２０１５—２０１６年臭氧日最大 ８ｈ平均值与 平均相对湿度的关系图。从图上可以看出，臭氧浓 度与相对湿度有明显的负相关性，即随着湿度的增 加，臭氧日最大 ８ｈ平均值降低。按臭氧日最大 ８ｈ 平均值国家二级标准 （１６０μｇ／ｍ３） 评价，相对湿 度在 ５５％ ～８５％时，易出现臭氧浓度高值。 ３ 风速与臭氧浓度的关系
图 ３是臭氧日最大 ８ｈ平均值与平均风速的相 关性。臭氧的生成是一个二次反应的过程。既受本 区域内自身排放源的影响，又受其他区域污染物通 过大气输送通道输送的影响。可以看出，随着风速 的增大，臭氧高值出现的频率越少，说明大风不利 于臭氧前体污染物的积累，不利于臭氧的生成。从 图 ２可知，按臭氧日最大 ８ｈ平均值国家二级标准 （１６０μｇ／ｍ３） 评价，一般日平均风速低于 ２ｍ／ｓ的 静小风，易出现臭氧浓度超标。 ４ 气团传输对臭氧浓度的影响
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ＣＮ５３－１２０５／Ｘ ＩＳＳＮ１６７３－９６５５
气象条件对深圳近地面臭氧浓度的影响分析
梁永贤，郑卓云，徐光仪，颜 敏 （深圳市环境科学研究院，广东 深圳 ５１８００１）
摘 要：以深圳近地面臭氧浓度和气象条件为研究对象，分析了深圳臭氧污染与气温、相对湿度、风 速、气团轨迹等气象因素关系。结果表明，深圳臭氧污染与气象要素密切相关，一般在气温高于 ２４℃， 相对湿度在 ５５％ ～８５％，日平均风速低于 ２ｍ／ｓ，受到偏北气团影响时，深圳易出现臭氧污染。
图 ４轨迹分布特点可以看出影响深圳臭氧超标的气 团轨迹主要有两类：①区域影响型，在偏北气流影 响下，深圳上风向地区排放的高臭氧及其前体物浓
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环境科学导刊 ｈｔｔｐ： ／／ｈｊｋｘｄｋｙｉｅｓｏｒｇｃｎ 第 ３７卷 第 ２期 ２０１８年 ０４月
度的气团对深圳臭氧浓度高值有显著贡献，典型的 有 ２０１５年 ８月 ２４日、２０１５年 ９月 ２９日、２０１５年 １０月 １３日—１６日、２０１６年 ３月 ２８日等；②局地 影响型，主要受偏东或偏南气团影响，气团轨迹移 动缓慢，主要受珠三角局地污染排放的影响，典型 的有 ２０１５年 ８月 ７日、２０１６年 ８月 ６日、２０１６年
日期 ２０１５年 ８月 ７日 ２０１５年 ８月 ２４日 ２０１５年 ８月 ２５日 ２０１５年 ９月 ２９日 ２０１５年 １０月 １３日 ２０１５年 １０月 １４日 ２０１５年 １０月 １５日 ２０１５年 １０月 １６日 ２０１６年 ３月 ２８日 ２０１６年 ５月 ２４日 ２０１６年 ７月 ８日 ２０１６年 ７月 ９日 ２０１６年 ７月 ３１日 ２０１６年 ８月 １日 ２０１６年 ８月 ６日 ２０１６年 ８月 ２３日 ２０１６年 ８月 ２７日 ２０１６年 ８月 ３０日 ２０１６年 ９月 ２１日 ２０１６年 ９月 ２５日 ２０１６年 ９月 ２６日 ２０１６年 １１月 １５日
本文选取 ２０１５—２０１６年深圳市臭氧浓度数据 资料以及同步气象资料 （气温、相对湿度、风速、 气团传输） 进行相关性分析，以期找到气象因子 与臭氧污染形成的内在联系。
收稿日期：２０１７－０８－２２ 基金项目：深圳市环境科技计划项目 （２０１５－２０１６）。 作者简介：梁永贤 （１９８１－），男，高级工程师，硕士，主要 从事大气环境模拟与大气污染控制研究工作。
８月 ２７日、２０１６年 １１月 １５日等。 从 ２０１５年和 ２０１６年 ２２ｄ臭氧超标的气团轨迹
分类看，区域影响型共有 １５ｄ，占比 ６８２％，局地 影响型 共 有 ７ｄ，占 比 ３１８％。因 此，总 体 来 说， 深圳出现臭氧超标，一般都会受到偏北气团的影 响，是本地污染和区域传输共同作用的结果。
深圳臭氧浓度高低的影响因素除了局地影响 外，区域的远距离输送作用也十分重要。本文利用 后向轨迹分析方法反演分析大气输送情况，来讨论
ｈｔｔｐ： ／／ｈｊｋｘｄｋｙｉｅｓｏｒｇｃｎ 本地和其他区域对深圳臭氧生成的贡献。
气象条件对深圳近地面臭氧浓度的影响分析 梁永贤
表 １是 ２０１５—２０１６年臭氧超标统计及对应的 气象条件。图 ４为臭氧超标日每日上午 ８∶００到达 深圳离地面 １００ｍ高气团过去 ７２ｈ的后向轨迹。从
影响近地面臭氧浓度主要有 ４个因子：气象条 件、光化学反应、扩散和输送。气象条件对近地面 臭氧浓度的影响非常重要，是造成臭氧浓度昼夜变 化、日际变化、季节变化、年际变化的主要原因。 许多专家学者对此开展了大量研究，并在影响臭氧 浓度的局地光化学、区域臭氧积累与气象要素关系 方面取得了一些结论，发现气象要素对臭氧光化学 过程的影响很大程度上取决于当地的气候特征和污 染源排放规律。气象要素在空气污染物的形成、沉 降、传输和扩散稀释中扮演着重要角色。局地气象 条件 如 太 阳 辐 射 （ＳＲ）、 气 温 （Ｔ）、 相 对 湿 度 （ＲＨ），风速 （ＷＳ） 和风向 （ＷＤ ） 等对臭氧及 其前体物的浓度变化有重要影响［１－８］。
— ４６—
１ 气温与臭氧浓度的关系 臭氧是光化学作用的产物，太阳光照强度和温
度与其有直接关系。温度能较好地反应太阳光照的 强度，太阳光照越强，地表气温也就越高。因此， 用近地面温度来分析臭氧浓度与之的关系。图 １是 深圳 ２０１５—２０１６年臭氧日最大 ８ｈ平均值与平均气 温的相关性。从图 １可以看出，臭氧浓度与气温相 关性不强。按臭氧日最大 ８ｈ平均值国家二级标准 （１６０μｇ／ｍ３） 评 价，一 般 在 气 温 高 于 ２４℃ 时，易 出现臭氧污染。 ２ 相对湿度与臭氧浓度的关系
关键词：臭氧；气温；相对湿度；风速；气团；深圳 中图分类号：Ｘ５１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３－９６５５（２０１８）０２－００４６－０５
近年来，深圳的二氧化硫、二氧化氮、颗粒物 浓度总体在不断下降，但臭氧浓度却持续处于较高 污染水平。深圳市 ＰＭ２５浓度从 ２００６年的 ６２μｇ／ｍ３ 降至 ２０１６年的 ２７μｇ／ｍ３，降幅高达 ５６％；而臭氧 浓度从 ２００６年的 ３３μｇ／ｍ３ 快速上升至 ２００９年的 ５７μｇ／ｍ３，升幅高达 ７３％。臭氧逐渐成为深圳的首 要污染物，是制约深圳整体空气质量提升的决定因 素。分析研究影响臭氧污染形成的条件，对于控制 臭氧污染具有重要的意义。
图 ２为 ２０１５—２０１６年臭氧日最大 ８ｈ平均值与 平均相对湿度的关系图。从图上可以看出，臭氧浓 度与相对湿度有明显的负相关性，即随着湿度的增 加，臭氧日最大 ８ｈ平均值降低。按臭氧日最大 ８ｈ 平均值国家二级标准 （１６０μｇ／ｍ３） 评价，相对湿 度在 ５５％ ～８５％时，易出现臭氧浓度高值。 ３ 风速与臭氧浓度的关系
图 ３是臭氧日最大 ８ｈ平均值与平均风速的相 关性。臭氧的生成是一个二次反应的过程。既受本 区域内自身排放源的影响，又受其他区域污染物通 过大气输送通道输送的影响。可以看出，随着风速 的增大，臭氧高值出现的频率越少，说明大风不利 于臭氧前体污染物的积累，不利于臭氧的生成。从 图 ２可知，按臭氧日最大 ８ｈ平均值国家二级标准 （１６０μｇ／ｍ３） 评价，一般日平均风速低于 ２ｍ／ｓ的 静小风，易出现臭氧浓度超标。 ４ 气团传输对臭氧浓度的影响