懷柔區大氣能見度與相對濕度和PM2.5濃度的關系

單瑞娟 吳 琳

（北京市懷柔區氣象局 北京 101400）

引言

大氣能見度也能表示環境空氣質量的好壞，從而顯示出空氣中大氣顆粒物污染水平的指標。PM2.5比表面積比較大，體積很小，其大量的懸浮在空氣中，并通過對光的吸收和散射作用，使大氣能見度降低。大量研究表明，能見度、PM2.5濃度，相對濕度之間存在一定的相關性。宋宇[1]、王京麗[2]等研究得出：北京市大氣能見度與顆粒物的散射消光存在一定的相關1性，其是降低能見度的主要因素，并且顆粒物的濃度是決定能見度好壞的主要原因。王淑英[2]研究結果顯示京津地區相對濕度和能見度在不同季節下，呈現規律不同的顯著負相關。

1 資料來源及處理

PM2.5濃度數據來自懷柔區氣象局環境監測站（懷柔區劉各長村433號）2016年1-12月全年逐小時資料，氣象要素觀測執行國家級地面觀測站觀測相關標準，所有設備定期檢定和校準。PM2.5濃度數據在使用前，剔除數據異常和日數據不全的資料。能見度及相對濕度數據來自于懷柔區氣象局氣象自動站（國家一般氣象站）2016年1-12月全年逐小時資料，該數據經北京市氣象局信息中心質控。

2 大氣能見度、PM2.5濃度及相對濕度隨時間變化規律

能見度、PM2.5濃度及相對濕度季節變化特征明顯。能見度較好的月份在2-5月、8-9月，2月最好，10月最差。在7-10月，相對濕度較高，其他月份相對較低。從PM2.5濃度月變化可以看出，8-9月濃度較低，12月濃度最高。懷柔區春季（3-5月）多風季節，有利于污染物擴散，大氣透明度較高。懷柔區冬季（12-1月）靜穩天氣較多，污染物不易擴散，冬季主要又以燃煤取暖為主，大氣中PM2.5濃度升高，能見度水平較低。夏季降水較多，對大氣有一定清潔作用，可降低大氣中的PM2.5濃度。懷柔區能見度日變化明顯，呈波谷波峰趨勢，07時能見度最差為14.4km，從08時開始能見度逐漸上升，12-16時能見度達到全天最好，16時開始至夜間能見度逐漸轉差。相對濕度日變化明顯，16時開始至次日06時，相對濕度逐漸升高，06時相對濕度達到全天最大值72%，自06時逐漸下降，14-15時降至全天最低值38%。在09-21時，相對濕度與大氣能見度呈明顯負相關。這可能是因為大氣中的水汽具有吸光作用，相對濕度高，水汽含量高，吸光性就越強，從而直接影響能見度；另外，大氣中懸浮顆粒物吸收水汽后，粒徑增大，消光性增大，間接影響能見度。懷柔區PM2.5濃度的日變化趨勢呈現一定程度的雙峰型態勢。06時達到低值；06—09時呈現明顯上升趨勢，09時達到峰值（次高值）；09—12時再次呈現下降趨勢，12時為最低值（平均為57ug/m3），12—20時呈現上升趨勢，20時達到另一峰值（最高值），這一趨勢變化可能與人們活動有關。

3 能見度影響因子分析

3.1 相對濕度與能見度相關性分析

相對濕度在20%～79%之間，隨著相對濕度的升高，PM2.5濃度明顯增長，但能見度下降顯著，可知兩者對削弱大氣能見度影響較大。為進一步探究能見度、相對濕度，PM2.5濃度三者的關系，對2016年全年能見度與相對濕度及PM2.5濃度的實時觀測數據進行相關性分析，能見度、PM2.5濃度，相對濕度均具有一定的相關性，這可能是因為相對濕度與PM2.5濃度共同對懷柔區能見度產生影響。在相對濕度較低時，能見度主要受PM2.5濃度的影響；在相對濕度較高時，隨著大氣中水汽含量的增加，能見度降低主要受顆粒物吸濕粒徑變大，消光性增強的影響，且這種作用在大氣輕度污染時更加突出。

3.2 不同季節能見度與PM2.5濃度相關性分析

不同季節的能見度和PM2.5濃度的相關性均很高，亦呈現較好的負相關性。冬季相關性最為顯著，R2值為0.9508，相關系數R為-0.8373；其次為秋季節，秋季節相關性較高。夏季PM2.5濃度和能見度相關性稍差，與夏季光照強烈、相對濕度較大等因素相關。

結語

（1）懷柔區大氣能見度季節變化特征明顯，呈現冬季能見度最低、春季最高的特征。PM2.5濃度水平均呈現夏季的最低、冬季最高的特征。

（2）懷柔區大氣能見度和相對濕度日變化特征明顯：在09-21時，相對濕度與能見度呈顯著負相關。

（3）不同季節下，能見度與PM2.5濃度的相關性均較高，能見度與PM2.5濃度的相關性冬季的最好，夏季的稍差。