萊西市空氣質量變化特征及其與氣象條件的關系

劉銘

摘 要：本文根據2018年萊西市主要大氣污染物二氧化硫、臭氧、可吸入顆粒物和細顆粒物的監測數據與相同時段的氣象因子風速、氣溫、氣壓、相對濕度、降水等，分析了污染物與氣象因子的相關性。結果顯示：溫度升高，SO2、PM10、PM2.5濃度降低，臭氧濃度升高;可吸入顆粒物濃度與濕度呈負相關性;氣壓增加到一定程度，出現逆溫層，不利于污染物的擴散;風速越大，污染物濃度降低。風向在112.5度到180度之間SO2、PM10、PM2.5濃度明顯較低。

關鍵詞：萊西市;大氣污染物;氣象因子;相關性;變化特征

中圖分類號：X51 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）19-0003-03

0 引言

各污染物排放到大氣中，是一系列復雜的過程，研究表明，當污染物排放濃度一定時，風向、風速、溫度、地面粗糙度、大氣穩定度等都是影響大氣污染的主要因素[1，3]。萊西市地處膠萊盆地中心偏北，屬膠東丘陵。萊西市屬溫帶季風大陸性氣候，四季變化和季風進退明顯，空氣濕潤，氣候溫和。因四季氣候的變化，形成春季雨少、風大、多干旱，夏季高溫多雨、濕度大，秋季多晴干旱，冬季漫長干冷的氣候特征。境內多年平均氣溫12.2℃。年平均降雨量635.8mm，其中降雨主要集中在6-9月，降雨量460.2mm，占全年降雨量的72.3%。年平均相對濕度71%，年平均風速2.9m/s，最多風向為東南風，年平均蒸發為1421.6mm。

本文根據2018年萊西市主要大氣污染物二氧化硫、臭氧、可吸入顆粒物和細顆粒物的監測數據與相同時段的氣象因子風速、氣溫、氣壓、相對濕度、降水等，分析了污染物與氣象因子的相關性[4，7]。

1 2018年萊西市空氣質量情況

2018年，萊西城區全年優良天數為279天，環境空氣優良率為77.3%，其中：城區空氣質量指數為Ⅰ級的天數是73天，占全年的20.2%;Ⅱ級的天數是206天，占全年的57.1%;Ⅲ級的天數是69天，占全年的19.1%;Ⅳ級的天數是10天，占全年的2.8%;Ⅴ級的天數是3天，占全年的0.8%;全年未出現Ⅴ級以上天氣。

全年首要污染物為臭氧、細顆粒物的天數分別是148天、80天，占總監測天數的比例分別是41.0%、22.2%。臭氧、細顆粒物、可吸入顆粒物是影響城區空氣質量的主要污染物。

2 各污染物與氣象要素的關系

污染物濃度與氣象因子單相相關系數表1所示。

2.1 溫度

從表1中可以看出臭氧與溫度呈正相關關系，即隨著溫度升高，臭氧濃度增加，二氧化硫、細顆粒物和可吸入顆粒物與溫度呈負相關關系，即隨著溫度的升高，污染物濃度降低。這可能是由于在對流層，隨著溫度的升高，空氣的對流會更加的頻繁，有利于二氧化硫、細顆粒物和可吸入顆粒物等污染物的擴散以及稀釋。而在對流層中臭氧會隨著溫度升高吸收紫外線，從而濃度增加。

2.2 濕度

從表1可以看出，臭氧和細顆粒物與濕度沒有明顯的相關性，而二氧化硫和可吸入顆粒物與濕度呈負相關關系。即隨著濕度的增加，二氧化硫和可吸入顆粒物的濃度降低。萊西市屬溫帶季風大陸性氣候，空氣濕潤，相對濕度在50-80%之間，平均相對濕度為68%。研究表明，濕度大于50%時，濕度增加，PM10濃度降低。這可能由于隨著濕度的增加，空氣中的氣溶膠粒徑增大，質量增大，造成一定程度的沉降，從而使可吸入顆粒物濃度降低。

2.3 氣壓

從表1可以看出，臭氧與氣壓呈負相關關系，而二氧化硫、可吸入顆粒物和細顆粒物與氣壓呈正相關關系。一般情況下，由于太陽短波輻射從地面反射到空氣的加熱是越接近地面越顯著的，因此隨著高度的增加，氣溫越來越低。但是當地面受高壓控制時，因有大范圍空氣下沉，易出現逆溫現象，高壓控制伴隨而來的小風速和穩定層結，阻礙了空氣的垂直運動，十分不利于污染物的擴散，從而使空氣質量變得惡劣。

2.4 風速

SO2、臭氧、PM10、PM2.5與風速聯合分布圖1所示。

從表1和圖1可以看出，臭氧與風速沒有明顯相關性，二氧化硫、細顆粒物和可吸入顆粒物濃度與風速呈負相關性。即風速越高，污染物濃度越低。但是當風速在4.8m/s到5.8m/s之間時SO2、PM10、PM2.5濃度明顯升高。這可能是因為風速增加到一定程度時，會引起二次揚塵，使空氣質量變差，而萊西市全年風速較低，非常有利于污染物的擴散。因此對于萊西市來說，一般情況下風速越大，污染物濃度越低。

2.5 風向

SO2、臭氧、PM10、PM2.5與風向聯合玫瑰圖2所示。

從圖2中可以看出，風向在112.5度到180度之間SO2、PM10、PM2.5濃度明顯較低。這可能是與空氣監測站所處的位置有關，東南方向車流量及工業企業相對較少，污染物濃度也較小。

2.6 降水

數據顯示，明顯的降水后，包括臭氧在內的各污染物濃度明顯降低，可見有效的降水對空氣中的各種污染物有著稀釋和清洗作用，并且能夠有效抑制揚塵的產生，降低污染物的濃度，是能夠凈化空氣中污染物的有效氣候因素，清潔作用明顯。

3 結語

萊西市空氣污染污染物的濃度與氣象條件有密切的關系：（1）溫度升高，空氣對流增加，SO2、PM10、PM2.5濃度降低。（2）濕度增加，可吸入顆粒物濃度降低。（3）氣壓增加，出現逆溫層，不利于污染物的擴散。（4）風速越大，污染物濃度越低。（5）風向在112.5度到180度之間SO2、PM10、PM2.5濃度明顯較低。

參考文獻

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