濟南市空氣質量與氣象因子的相關性研究

王月

【摘要】利用濟南市發布的2016年空氣質量指數（AQI）與氣象因子數據，研究本市空氣質量變化趨勢，并探討空氣質量與各氣象因子之間的關系與影響。最終我們的研究表明，本市的AQI指數主要受平均氣溫、相對濕度、能見度、降水量、相對氣壓、陰晴天的影響，為科學的控制和治理環境污染提供必要的理論依據。

【關鍵詞】空氣質量指數（AQI） 相關性分析 回歸檢驗

一、引言

近年來霧霾天氣的增加引起了人們對空氣環境的高度重視。經過研究，空氣質量與氣象條件密切相關。本文通過本市2016年全年每日空氣質量指數（AQI）與氣象情況，研究本市空氣質量變化趨勢，并探討空氣質量與各氣象因子之間的關系，從而為控制與治理環境、控制大氣污染提供依據。

二、數據說明與變量假定

（一）數據說明

第一，空氣質量指數（AQI）數據來源：PM2.5歷史數據網站；

第二，氣象因子數據來源：http：//classic.wunderground.com/history//。

（二）變量假定

第一，空氣質量指數。空氣質量指數（AQI）是定量描述空氣質量狀況的無量綱指數。參與空氣質量評價的主要污染物為細顆粒物、可吸入顆粒物、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳等六項。

第二，氣象因子。氣象因子選取氣溫、氣壓、風速、降水量五方面。

三、相關性分析

下面主要分別進行AQI與平均氣溫、降水量的相關性分析

（一）AQI與平均氣溫的相關關系

由全年AQI與平均氣溫整體趨勢折線圖，濟南市1—3月氣溫逐漸升高且幅度不大，但AQI的變化趨勢更為明顯；直至8、9月份氣溫達到最高，AQI也隨之降至全年最低水平；而11、12月份與1、2月氣溫相差不大但AQI明顯比1、2月份穩定。且由以上相關性與相關系數表知：pearson相關系數為-0.353，spearman相關系數為-0.335，表示AQI與平均氣溫呈負相關關系，且在置信度（雙側）為0.01時，相關性是顯著的。

（二）AQI與降水量的相關關系

由全年AQI與降水量整體趨勢折線圖，降水量總體水平較低，但在降水量明顯上升的月份內AQI指數有明顯的下降，這說明大氣降水對AQI指數具有一定的清洗作用。且由以上相關性與相關系數表知：pearson相關系數為-0.232，spearman相關系數為-0.404，表示AQI與降水量呈負相關關系，且在置信度（雙側）為0.01時，相關性是顯著的。

四、回歸檢驗

通過上述研究發現：AQI指數與平均溫度、能見度、相關濕度、氣壓、風速降水量之間存在相關性。得到其相關指數：-0.363、 -0.410、-0.197、0.268、-0.139、-0.232，即隨著溫度的降低，濕度的降低，以及風速的減弱，氣壓的上升AQI指數一般較高。且得到回歸方程為：

AQI=1819.889-2.599x1-1.349x2-1.491x3-6.3x4-0.506x5 -1.789x6

當然這是全年的分析表現出來的。在我們單獨進行分析時發現以月為單位時，并不全是相關的，更好的說明了大數據分析具有較好的分析能力。以上原因我們分析為：溫度和濕度一般促進降雨，降雨后空氣質量明顯上升，比較符合實際；氣壓上升促進空氣流動，引起風速加大，加大了大氣環流，使得大氣污染得到減緩，AQI指數得到下降。

五、結論

相關性分析發現AQI指數與溫度、風力、濕度、降水量、氣壓等氣象因子有明顯的相關關系，本市的AQI指數主要受平均氣溫、相對濕度、降水量、相對氣壓、陰晴天的影響為科學的控制和治理環境污染提供必要的理論依據。

參考文獻

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