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2014年盘锦市气象要素对大气污染物PM2.5的影响
作者：牛琳琳 魏楠 孙琳琳 苗静 赵楠 赵一俊 刘尧 来源：《现代农业科技》2015年第20期
摘要 [目的]为了探究气象要素对大气污染物PM2.5的影响。[方法]收集的气象要素为2014年盘锦市盘山气象站和大洼气象站地面观测数据，包括温度、湿度、气压、风速、降水量，大气污染物PM2.5浓度的监测数据由盘锦市环境监测站提供，运用Excel分析气象要素与PM2.5时间变化趋势，用SPSS对二者进行回归分析。[结论]PM2.5周平均浓度与周平均温度、相对湿度、降水量呈负相关，与周平均气压呈正相关，与周平均风速不相关。 关键词 气象要素；大气污染；PM2.5；辽宁盘锦；2014年
中图分类号 P427.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）20-0180-03
随着社会经济的迅猛发展，人口大量涌入城市，机动车辆日益增多，尾气的大量排放是可吸入颗粒物产生的主要原因，石油、煤炭等化石燃料的不完全燃烧会产生多环芳烃，进入大气后吸附在空气动力学当量直径小于2.5 μm颗粒物上（PM2.5），人们吸入后可诱发各种癌症，可吸入颗粒物还可对人体呼吸系统、神经系统、心血管造成严重的危害，这也是人们对城市大气污染问题的关注度日益提高的主要原因之一[1]。风、降水、气压等气象要素与大气污染存在密切的联系，许多学者对大气污染物与气象要素的关系进行了深入的研究，赵敬国等探讨了SO2、NO2、PM10质量浓度与气象条件的关系，结果表明：兰州市3月、4月沙尘暴与扬尘天气频发导致PM10平均质量浓度升高，降水对空气污染净化作用比较明显[2]；张 晖等对西安市城区2010年12月至2011年11月空气中PM10与气象因子相关性进行分析，结果表明：PM10与总云量、气压正相关，与相对湿度、辐射量、能见度呈负相关[3]。大多数学者针对SO2、NO2、PM10与气象因子进行相关分析，盘锦市2014年开始将PM2.5的监测数据向公众发布，PM2.5的来源和变化特征成为研究重点。因而利用盘锦市2014年地面温度、相对湿度、气压、风速、降水量与PM2.5的浓度进行相关性分析很有必要。 1 资料与方法 1.1 资料来源
气象资料选自盘锦市盘山气象站、大洼气象站2014年地面观测数据，包括地面温度、相对湿度、气压、风速、降水量；PM2.5浓度是由盘锦市环境监测站提供的逐日监测数据，为开发区、兴隆台、鼎翔3个城市环境空气监测点位日平均值。 1.2 分析方法
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运用Excel 2013将2014年盘锦市气象要素和PM2.5浓度数据以周为单位进行平均，采用趋势分析法对2014年盘锦市气象要素和PM2.5浓度时间变化特征进行分析，利用SPSS软件分析气象要素与PM2.5浓度的相关性。采用简单线性相关系数“R”来描述2个变量线性相关的程度。R按3级划分：|R| 2 结果与分析
2.1 温度对PM2.5的影响
由表1可知，2014年盘锦市PM2.5的浓度与温度呈显著负相关，通过了置信度为99%的显著性检验。2014年上半年盘锦市PM2.5的周浓度变化曲线随着温度上升呈走低的趋势，下半年则相反，1月8日至7月16日，周平均气温由 -11.4 ℃上升至25.8 ℃，相对应的1月8日所代表的一周PM2.5浓度为0.068 mg/m3，7月16日所代表的一周PM2.5浓度为0.055 mg/m3，PM2.5浓度下降幅度为19%（图1）。原因可能有2个方面：一是温度升高可使近地层大气更活跃，垂直方向对流变得旺盛，促使PM2.5随着大气活动向上输送，近地层PM2.5浓度下降。二是温度的高低可决定北方是否采暖以及冬季采暖过程中燃煤的使用量。 2.2 相对湿度对PM2.5的影响
由表1可知，2014年盘锦市PM2.5的浓度与相对湿度呈低度线性负相关，通过了置信度为95%的显著性检验。盘锦市位于辽河三角洲的中心地带，南临渤海辽东湾，属暖温带性半湿润季风气候，夏季湿度较高，与图2所显示的较一致。2014年4月30日至11月19日周平均相对湿度均在50%以上，这期间所对应的PM2.5的浓度曲线大部分在趋势线以下，空气质量较好。全年最高相对湿度值为82%，是7月16日为首日的一周周平均相对湿度，PM2.5的浓度为0.055 mg/m3，全年最低相对湿度值为40%，是2月5日为首日的一周周平均相对湿度，PM2.5的浓度为0.070 mg/m3，相对湿度下降，PM2.5浓度升高幅度为27%，相对湿度PM2.5浓度影响较大较大。湿度是指空气中水汽压与饱和水汽压的百分比，湿度升高，意味着空气中水汽含量较多，大气中的悬浮颗粒物被液滴吸附沉降到地面，从而使PM2.5浓度下降。
2.3 气压对PM2.5的影响
由表1可知，2014年盘锦市PM2.5的浓度与气压呈显著正相关，通过了置信度为99%的显著性检验。2014年盘锦市冬春季节气压较高，大多在1 008～1 032 hPa范围内，夏秋季节气压多在1 001～1 018 hPa范围内，PM2.5浓度也随气压呈现出冬春高、夏秋较低的趋势（图3）。气压对PM2.5浓度的影响可以说是通过降水来实现的，低压天气系统控制下，近地面垂直方向上气流上升，多带来阴雨天气，气流上升可加速大气污染物的扩散运动，雨水可吸附PM2.5，也可与之发生反应，从而降低了大气污染程度；高压天气系统控制下，近地面垂直方向上气流下沉，多为晴朗天气，大气层结稳定，PM2.5不易扩散。
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2.4 风速对PM2.5的影响
由表1可知，2014年盘锦市PM2.5的周平均浓度与风速呈低度相关，无统计学意义。通过分析文献资料，大多数研究表明风速的大小可决定大气污染物水平方向上的扩散速度，风速越大，大气污染物被清洁空气替代后被输送距离越远[3]。分析2014年盘锦市PM2.5的浓度与风速的时间变化趋势，2014年全年最大的周平均风速出现在10月15日为首日的一周，风速为5.9 m/s，风速较小，对大气污染物PM2.5造成的影响较小（图4）。 2.5 降水量对PM2.5的影响
由表1可知，2014年盘锦市PM2.5的浓度与降水量呈低度线性负相关，通过了置信度为95%的显著性检验。6月4日为首日的一周周累计降水量最大，为52.3 mm，较前一周 PM2.5的周平均浓度下降45.6%；同理，6月18日为首日的一周周累计降水量为48.8 mm，较前一周PM2.5的周平均浓度下降18.3%；5月7日为首日的一周周累计降水量37.7 mm，PM2.5的周平均浓度较前一周上升9.0%。可见周累计降水量的大小对PM2.5粒子的湿清除效果不同，降水量越大，清除效果越明显，当周累计降水量≤37.7 mm时，PM2.5的周平均浓度较前一周有所回升（图5）。 3 结论与讨论
（1）通过分析盘锦市2014年气象要素对大气污染物PM2.5的影响发现，PM2.5周平均浓度与周平均温度、相对湿度、降水量呈负相关，与周平均气压呈正相关，均通过置信度为95%或99%的的显著性检验，具有统计学意义，但影响程度略有差异，与温度、气压显著相关，与温度、降水量低度相关；与风速不相关，风速较小的情况下，对PM2.5浓度影响也较小。 （3）城市迅速发展带动房地产事业，工地扬尘随之产生，住户入住新楼盘，供暖需求导致原煤使用量上升，日益增加的汽车数量，是产生PM2.5的根源，气象要素只是影响PM2.5浓度变化的因素之一，通过气象要素做好空气质量预报，从根源对空气污染进行防治势在必行[5-6]。 4 参考文献
[1] 周丽，徐祥德，丁，等.北京地区气溶胶PM2.5粒子浓度的相关因子及其估算模型[J].气象学报，2003，61（6）：761.
[2] 赵敬国，王式功，王嘉媛，等.兰州市空气污染与气象条件关系分析[J].兰州大学自然学报，2013，49（4）：493-502.
[3] 张晖，王伯铎，丁卓，等.西安市空气污染现状及气象因子的相关分析[J].环境工程，2013，31：3470-343.
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[4] 金维明.降水量变化对大气污染物浓度影响分析[J].环境保护科学，2012，38（2）：24. [5] 张立新.盘锦市环境空气中PM2.5、PM10污染特征分析[J].现代农业，2014（7）：108-109.
[6] 马雁军，刘宁微，王扬锋.辽宁冬季城市空气质量分布状况综合研究[J].气象与环境学报，2007（3）：15-18.
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