河北南部空氣污染特征及其氣象條件分析

?

河北南部空氣污染特征及其氣象條件分析

張珺1, 2，王式功1*，張文宗3，宋曉輝2，薛敏2

（1.蘭州大學(xué)大氣科學(xué)系，蘭州730000；2.邯鄲市氣象局，河北邯鄲056001；3.河北省氣象科學(xué)研究所，石家莊050021）

摘要：在一定條件下，空氣污染物濃度除與污染源排放程度有關(guān)外，也受氣象條件影響。文章以河北省南部城市邯鄲為研究對(duì)象，采用邯鄲市環(huán)境監(jiān)測(cè)站質(zhì)量濃度資料及同期氣象資料，利用統(tǒng)計(jì)方法，結(jié)合邯鄲市空氣污染物時(shí)空變化特征，對(duì)空氣污染及其氣象條件影響進(jìn)行分析。結(jié)果表明，邯鄲市的空氣質(zhì)量總體以輕度污染為主，空氣質(zhì)量指數(shù)AQI和空氣污染物SO2、NO2、NO、PM10、PM2.5質(zhì)量濃度變化趨勢(shì)一致，均為秋冬季污染嚴(yán)重，O3變化情況與之相反，夏季嚴(yán)重；邯鄲市空氣質(zhì)量指數(shù)AQI有一個(gè)高值中心、一個(gè)低值中心，刮東南風(fēng)時(shí)不利于污染物擴(kuò)散，污染最大；降水和適量的風(fēng)對(duì)空氣污染物有明顯的擴(kuò)散稀釋作用，但均有一個(gè)臨界值；氣溫與AQI呈負(fù)相關(guān)。

關(guān)鍵詞：空氣污染；時(shí)空分布；氣象條件；影響

網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間2015-3-13 15:23:00

[URL]http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20150313.1523.012.html

張珺,王式功,張文宗,等.河北南部空氣污染特征及其氣象條件分析[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2015, 46(3): 87-94.

隨著我國(guó)能源需求的不斷增大，工業(yè)、交通業(yè)的迅猛發(fā)展，致使空氣污染物排放量不斷增加，造成嚴(yán)重空氣污染，對(duì)生態(tài)平衡、氣候變化和人體健康產(chǎn)生不利影響。在一定條件下，空氣污染物濃度除與污染源排放程度有關(guān)外，還與其擴(kuò)散、稀釋及輸送率有關(guān)，而支配這種擴(kuò)散、稀釋及輸送率因素就是氣象條件?？諝馕廴疚锱欧胚M(jìn)入大氣層時(shí)，受大氣邊界層湍流影響，同時(shí)受風(fēng)向、氣溫、風(fēng)速等因素影響。由于城市中大氣自然通風(fēng)及輸送能力有限，加上逆溫、靜風(fēng)、霧霾等不利氣象條件，可導(dǎo)致環(huán)境空氣質(zhì)量下降，所以，研究空氣污染問(wèn)題首先應(yīng)研究氣象條件對(duì)空氣污染物濃度影響。

李文杰等通過(guò)分析京、津、石三市空氣污染指數(shù)分布特征表明夏季空氣質(zhì)量最優(yōu)，地面氣象要素對(duì)空氣污染影響有時(shí)空差異[1]。趙敬國(guó)等通過(guò)對(duì)蘭州市空氣污染與氣象條件關(guān)系分析得出降水、風(fēng)速、相對(duì)濕度等氣象條件對(duì)空氣質(zhì)量有明顯影響，尤其是降水對(duì)污染物清除非常有利；城市熱島效應(yīng)與空氣質(zhì)量也有一定相關(guān)性[2]。陳靜等對(duì)石家莊市空氣污染分析結(jié)果表明重污染日氣象條件往往是小風(fēng)并伴隨有霧霾等天氣現(xiàn)象；持續(xù)重污染在污染源一定的前提下，天氣條件是影響空氣污染的一個(gè)重要因素[3]。范引琪等對(duì)河北省城市大氣能見(jiàn)度分析表明受空氣污染的影響，河北省大氣能見(jiàn)度呈下降趨勢(shì)，北部城市空氣質(zhì)量?jī)?yōu)于中南部城市[4]。馬芳對(duì)河北南部地區(qū)PM10污染的模擬研究中，通過(guò)對(duì)1月和7月采暖期與非采暖期的模擬比較得出PM10在冬季采暖期濃度明顯高于夏季非采暖期[5]。

邯鄲市位于河北省最南端，地處太行山東麓，地勢(shì)自西向東呈階梯狀下降，西部為山區(qū)，東部為華北平原，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)[6]。改革開(kāi)放以來(lái)，鋼鐵、煤炭等重工業(yè)發(fā)展帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益同時(shí)，環(huán)境狀況越來(lái)越差，持續(xù)重污染天氣已成為邯鄲地區(qū)秋冬季常見(jiàn)氣象災(zāi)害。

本文以邯鄲市為研究對(duì)象，利用統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)空氣污染特征及其氣象條件影響進(jìn)行分析，找出其形成原因及相關(guān)氣象條件，對(duì)相關(guān)部門干預(yù)和治理空氣污染提供科學(xué)決策依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料

本文空氣污染資料數(shù)據(jù)來(lái)源于邯鄲市環(huán)境監(jiān)測(cè)站2011~2013年SO2、NO2、PM10和2013年1月~ 2014年7月PM2.5、NO、O3逐日質(zhì)量濃度資料，氣象資料來(lái)自邯鄲市氣象站，采用與空氣污染資料同期的地面常規(guī)觀測(cè)資料。

1.2方法

利用統(tǒng)計(jì)方法，結(jié)合邯鄲市空氣污染物時(shí)空變化特征，對(duì)空氣污染特征及其氣象條件影響進(jìn)行分析。

2　空氣污染物時(shí)空變化特征

2.1空氣質(zhì)量等級(jí)分布

本次空氣質(zhì)量等級(jí)統(tǒng)計(jì)地區(qū)為邯鄲市區(qū)，時(shí)間為2013年1月1日~2014年7月17日，樣本共計(jì)553份，空氣質(zhì)量一級(jí)優(yōu)的僅有2 d，出現(xiàn)頻率為0.36%；二級(jí)良出現(xiàn)89 d，出現(xiàn)頻率16.09%；空氣質(zhì)量三級(jí)輕度污染的天氣最多，達(dá)210 d，出現(xiàn)頻率為37.97%；四級(jí)中度污染的有97 d，出現(xiàn)頻率為17.54%；五級(jí)重度污染出現(xiàn)99 d，出現(xiàn)頻率為17.09%；六級(jí)嚴(yán)重污染天氣56 d，出現(xiàn)頻率為10.12%。在553份樣本中，達(dá)標(biāo)天數(shù)91 d，達(dá)標(biāo)率僅為16.45%，總體以輕度污染為主，空氣質(zhì)量四級(jí)以上天氣占總樣本數(shù)的45.56%，一級(jí)天氣極少出現(xiàn)（見(jiàn)表1）。出現(xiàn)這樣的情況主要原因一是由于邯鄲市近年來(lái)加快工業(yè)發(fā)展，鋼鐵、煤礦、建材等行業(yè)發(fā)展迅速，不僅有全國(guó)著名的邯鋼、新興鑄管等國(guó)有大型企業(yè)，小石料廠、小煤場(chǎng)等重污染企業(yè)也為數(shù)不少。這樣的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，使邯鄲市大氣污染以煤煙型、顆粒物為主的污染排放量巨大，加之減排不力等因素，導(dǎo)致以大氣污染為主的環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重。二是邯鄲市地處太行山東麓，地勢(shì)西高東低，冷空氣到來(lái)時(shí)，西部山脈對(duì)天氣系統(tǒng)起到阻擋作用，邯鄲市處于弱氣壓場(chǎng)控制之下，風(fēng)速小，易形成逆溫層[7-8]，大氣層結(jié)穩(wěn)定，氣象條件不利于污染物稀釋及擴(kuò)散。

表1　邯鄲市空氣質(zhì)量等級(jí)分布Table 1　Handan City air quality rating distribution

2.2空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)變化趨勢(shì)

空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）是將常規(guī)檢測(cè)的幾種污染物質(zhì)量濃度轉(zhuǎn)換成一個(gè)無(wú)量綱的指數(shù)模式，污染物濃度極值各有不同，需要按不同濃度限值標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換成一個(gè)空氣質(zhì)量的分指數(shù)，AQI值其實(shí)就是各個(gè)污染物空氣質(zhì)量分指數(shù)的最大值。

本次空氣質(zhì)量指數(shù)AQI變化統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為邯鄲市2013年1月1日~2013年12月31日AQI逐小時(shí)數(shù)據(jù)，樣本數(shù)量為8 685個(gè)。統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)爆表（AQI> 500）有267次；空氣質(zhì)量六級(jí)嚴(yán)重污染（AQI>300）有1 227次，空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)（AQI<100）有2 001次，達(dá)標(biāo)率為23%。如圖1所示，邯鄲市空氣質(zhì)量指數(shù)AQI變化趨勢(shì)為秋冬兩季多為AQI密集性高值區(qū)，春季有分散性AQI高值區(qū)，夏季AQI值偏低。天氣狀況比較穩(wěn)定、容易產(chǎn)生逆溫層、對(duì)流不旺盛、采暖期燃煤等因素都是造成秋冬季AQI指數(shù)居高不下的原因；春季多風(fēng)沙，可吸入顆粒物濃度增加，導(dǎo)致AQI指數(shù)上升；夏季對(duì)流天氣增多，氣象條件有利于污染物清除稀釋，AQI值相比其他三季偏低。

2.3 SO2、NO2、PM10、PM2.5、NO、O3六種污染物質(zhì)量濃度月變化

邯鄲市空氣污染物質(zhì)量濃度存在明顯的季節(jié)、月變化特征，結(jié)果見(jiàn)表2。

圖1　邯鄲市空氣質(zhì)量指數(shù)變化特征Fig. 1　AQI variation in Handan City

表2　2011~2013年邯鄲市春、夏、秋、冬四季SO2、NO、NO2、O3、PM10、PM2.5六種污染物質(zhì)量濃度Table 2　SO2, NO, NO2, O3, PM10, PM2.5mass concentration of six kinds of pollutants in 2011-2013 Handan City, spring, summer, fall and winter seasons　(mg·m-3)

表2結(jié)果表明，SO2、NO2、NO、PM10、PM2.5質(zhì)量濃度變化規(guī)律與AQI變化基本一致，均為冬季濃度高，夏季濃度低；O3變化規(guī)律是春夏季濃度高，秋冬季低。前者由于邯鄲市冬季燃煤采暖導(dǎo)致污染物排放量增大，SO2、NO2等污染物濃度升高，另外，冬季逆溫天氣出現(xiàn)較多，天氣狀況比較穩(wěn)定，不利于污染物擴(kuò)散；而夏季降水頻繁，雨水對(duì)污染物有清除作用，同時(shí)夏季溫度偏高，日照強(qiáng)，對(duì)流旺盛，氣象條件有利于污染物擴(kuò)散、稀釋，污染物濃度較冬季偏低。后者O3最高值出現(xiàn)在6月，平均質(zhì)量濃度為0.087 mg·m-3，最低值出現(xiàn)在12月，平均質(zhì)量濃度為0.008 mg·m-3，出現(xiàn)這樣趨勢(shì)是因?yàn)榇合募緶囟壬?，太?yáng)輻射變強(qiáng)，CO、NOx等污染物易發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生O3，導(dǎo)致O3濃度升高[9]。

2.4邯鄲市空氣質(zhì)量空間分布

圖2選取2013年AQI指數(shù)，運(yùn)用GIS空間分布方法，采用克里金插值法，研究邯鄲市12個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)（叢臺(tái)公園、市環(huán)保局、東污水處理廠、礦院4個(gè)市內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)和峰峰礦區(qū)地稅局、峰峰十三中、涉縣監(jiān)測(cè)站、磁縣職教中心、永年政府賓館、武安奧鈦新能源、武安一中、涉縣北關(guān)小學(xué)8個(gè)郊縣監(jiān)測(cè)點(diǎn)）的空氣質(zhì)量空間分布，比較這些區(qū)域AQI指數(shù)年均值空間變化。

從圖2看出峰峰礦區(qū)地稅局、峰峰十三中、磁縣職教中心、永年政府賓館AQI指數(shù)較高，其中峰峰礦區(qū)地稅局、永年政府賓館為高值中心。涉縣AQI指數(shù)比較低，其中涉縣北關(guān)小學(xué)為低值中心，空氣污染程度最輕。由于峰峰礦區(qū)主要是以煤礦、鋼鐵、建材的工礦體系發(fā)展，排放污染物濃度較高，所以峰峰AQI指數(shù)相比其他地區(qū)偏高。涉縣四面環(huán)山，有獨(dú)特的山水優(yōu)勢(shì)，森林覆蓋率達(dá)51%，氣候條件得天獨(dú)厚，加之污染企業(yè)數(shù)量偏少且減排得力，AQI指數(shù)相比其他地區(qū)偏低。

圖2　邯鄲市空氣質(zhì)量指數(shù)空間分布圖Fig. 2　Spatial distribution of air quality index in Handan City

3　空氣污染氣象條件及影響

3.1風(fēng)向?qū)諝馕廴疚餄舛鹊挠绊?/p>

本文根據(jù)地面風(fēng)場(chǎng)資料繪制邯鄲市四季風(fēng)向頻率玫瑰圖，如圖3所示，邯鄲市春季以南風(fēng)（S）和北北東風(fēng)（NNE）為主，頻率分別為34.78%和25%，其次為北風(fēng)（N），頻率占16.3%；夏季以南風(fēng)（S）為主，頻率占28.26%，其次為北風(fēng)（N），頻率占20.65%；秋季以南風(fēng)（S）為主，頻率達(dá)38%，其次為東北風(fēng)（NE），頻率占17.39%；冬季以北風(fēng)（N）和南風(fēng)（S）為主，頻率分別為32.58%和29.2%。從全年風(fēng)向資料來(lái)看，邯鄲市主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)（S）和北風(fēng)（N），春夏秋三季南風(fēng)（S）頻率高于北風(fēng)（N），冬季北風(fēng)（N）頻率高于南風(fēng)（S）。

圖3　邯鄲市四季風(fēng)向頻率玫瑰Fig. 3　Seasonal wind frequency roses in Handan City

由圖4可知，邯鄲市刮東南風(fēng)（SE）時(shí)PM10、PM2.5平均質(zhì)量濃度均達(dá)到最高值，分別為0.346和0.242 mg·m-3；其次為刮南南東風(fēng)（SSE）時(shí)，二者平均質(zhì)量濃度分別為0.251和0.153 mg·m-3；刮北北西風(fēng)（NNW）時(shí)PM10平均質(zhì)量濃度達(dá)到最低，為0.144 mg·m-3，刮西風(fēng)（W）時(shí)PM2.5平均質(zhì)量濃度達(dá)到最低，為0.065 mg·m-3。SO2在刮東風(fēng)（E）時(shí)平均質(zhì)量濃度達(dá)到最高，為0.138 mg·m-3；刮西南西風(fēng)（WSW）時(shí)平均質(zhì)量濃度達(dá)到最低，為0.04 mg·m-3。NO2平均質(zhì)量濃度在各個(gè)風(fēng)向變化幅度不大，趨勢(shì)平穩(wěn)，較高值出現(xiàn)在刮東南風(fēng)（SE）時(shí)，平均質(zhì)量濃度為0.08 mg·m-3；較低值出現(xiàn)在刮西風(fēng)（W）時(shí)，平均質(zhì)量濃度為0.041 mg·m-3。O3在刮西南西風(fēng)（WSW）時(shí)平均質(zhì)量濃度最高，為0.133 mg·m-3；在刮東南東風(fēng)（ESE）、東南風(fēng)（SE）、西北西（WNW）風(fēng)時(shí)平均質(zhì)量濃度均比較低，最低出現(xiàn)在刮東南東風(fēng)（ESE）時(shí)，平均質(zhì)量濃度為0.026 mg·m-3。

總體來(lái)說(shuō)，邯鄲市刮東南風(fēng)（SE）時(shí)污染物平均質(zhì)量濃度最高，不利于污染物擴(kuò)散；刮北北西風(fēng)（NNW）時(shí)，污染物平均質(zhì)量濃度最低，有利于污染物擴(kuò)散稀釋。

分析原因?yàn)椋阂皇窃谙募颈北蔽黠L(fēng)（NNW）頻次相對(duì)較多，夏季正是污染程度最輕的季節(jié)，而東南風(fēng)（SE）在冬季頻次相對(duì)較多，冬季正是除O3外各污染物濃度均偏高的季節(jié)。二是地形原因，邯鄲西部有太行山脈，刮東南風(fēng)（SE）時(shí)，一部分污染物隨風(fēng)向變換擴(kuò)散開(kāi)來(lái)，另一部分污染物受太行山脈阻擋影響，一時(shí)間難以逾越，聚集在城市上空，導(dǎo)致空氣污染物濃度升高；刮北北西風(fēng)（NNW）時(shí)，一部分污染物隨風(fēng)向變換擴(kuò)散，另一部分向南南東（SSE）方向擴(kuò)散至河南、山東一帶，邯鄲上空污染物濃度降低。

圖4　邯鄲市污染物濃度與風(fēng)向的關(guān)系Fig. 4　Relationship of pollutant concentration and wind direction in Handan City

3.2降水對(duì)空氣污染物濃度的影響

降水能有效沖刷、稀釋空氣中各種污染物，降低污染物在空氣中的濃度[10-12]，一般來(lái)說(shuō)，在降雨時(shí)，雨滴下落過(guò)程中可吸附、稀釋直徑>2 μm氣溶膠粒子，所以降水過(guò)程對(duì)空氣質(zhì)量好轉(zhuǎn)有正作用。由圖5可知，降水與邯鄲市空氣污染物平均質(zhì)量濃度有一個(gè)大致負(fù)相關(guān)的趨勢(shì)，但是在>20 mm的降水日，對(duì)污染物濃度稀釋作用沒(méi)有持續(xù)加強(qiáng)。在無(wú)降水日，各污染物平均質(zhì)量濃度均處于較高值，在<10 mm的降水日，PM10、O3平均質(zhì)量濃度較無(wú)降水日均有明顯下降，而SO2、NO2、PM2.5平均質(zhì)量濃度略有上升，主要原因有兩個(gè)：一是<10 mm的降水一般多為穩(wěn)定性降水，穩(wěn)定性降水的天氣形勢(shì)多為槽前西南暖濕氣流控制，地面處于弱氣壓場(chǎng)，風(fēng)速較小，不利于污染物擴(kuò)散稀釋；二是據(jù)統(tǒng)計(jì)<10 mm的降水日有一半出現(xiàn)在秋冬季，1/3出現(xiàn)在冬季采暖期。秋冬季低層大氣易產(chǎn)生逆溫層，不利于污染物擴(kuò)散；采暖期SO2、NO2等污染物排放量增大，其濃度值本身就處于較高位。在10~20 mm降水日，各污染物平均質(zhì)量濃度較無(wú)降水日均有所下降，其中SO2平均質(zhì)量濃度為0.065 mg·m-3，比無(wú)降水日時(shí)的0.095 mg·m-3下降31.6%；NO2平均質(zhì)量濃度為0.046 mg·m-3，比無(wú)降水日時(shí)的0.055 mg·m-3下降16.4%；O3的平均質(zhì)量濃度為0.079 mg·m-3，相比無(wú)降水日0.108 mg· m-3下降26.9%；PM10、PM2.5平均質(zhì)量濃度為0.132 和0.08 mg·m-3，較無(wú)降水日的0.24和0.13 mg·m-3分別下降45%和38.5%。在>20 mm的降水日，各污染物降幅均不明顯，有的甚至略有升高，這說(shuō)明污染物本身在大氣中就有分布，存在一個(gè)值，只有遠(yuǎn)大于這個(gè)值時(shí)降水才能對(duì)其有明顯清除作用，否則對(duì)污染物濃度無(wú)明顯影響。

3.3風(fēng)速對(duì)空氣質(zhì)量的影響

由表3可知，在日最大風(fēng)速<9 m·s-1的情況下AQI均值與風(fēng)速呈相反趨勢(shì)，這說(shuō)明風(fēng)速越大對(duì)空氣污染物濃度的擴(kuò)散能力越強(qiáng)，空氣質(zhì)量越好，AQI越低。日最大風(fēng)速在<2 m·s-1時(shí)，AQI均值為277.5，日最大風(fēng)速在7~9 m·s-1時(shí)，AQI均值為152.04，后者相比前者下降45.2%，這說(shuō)明一定的風(fēng)速對(duì)擴(kuò)散、稀釋污染物是有利的；日最大風(fēng)速>9 m·s-1時(shí)，AQI均值為285.5，相比風(fēng)速< 9 m·s-1的AQI開(kāi)始有上升趨勢(shì)，說(shuō)明風(fēng)速過(guò)大會(huì)引起浮塵、揚(yáng)沙等，導(dǎo)致可吸入顆粒物濃度上升，AQI偏高。

3.4氣溫對(duì)空氣質(zhì)量的影響

從表4可以看出，氣溫與AQI呈負(fù)相關(guān)，即氣溫越高，空氣質(zhì)量越好，AQI越低。氣溫在0~ 10℃時(shí)AQI均值為195.36，相比氣溫<0℃時(shí)AQI均值為280.9降低30.45%。氣溫在10℃以上，每升高10℃，AQI均值分別降低14.12%、12.4%。氣溫大于30℃的AQI均值比20~30℃的降低14.6%，比<0℃時(shí)AQI均值降低達(dá)55%。出現(xiàn)這樣的趨勢(shì)是因?yàn)楦邷囟葏^(qū)間出現(xiàn)在春夏季，低溫度區(qū)間出現(xiàn)在秋冬季，像前面分析的邯鄲市空氣質(zhì)量指數(shù)AQI變化特征一樣，春夏季由于天氣形勢(shì)不穩(wěn)定，氣象條件利于污染物擴(kuò)散，AQI值偏低；秋冬季由于天氣形勢(shì)穩(wěn)定、逆溫、冬季采暖等原因AQI值偏高。

圖5　邯鄲市降水與各污染物平均質(zhì)量濃度的關(guān)系Fig. 5　Relationship of the precipitation and average mass concentration of pollutants in Handan City

表3　邯鄲市日最大風(fēng)速與空氣質(zhì)量指數(shù)的關(guān)系Table 3　Relationship of daily maximum wind speed andthe air quality index in Handan City

表4　邯鄲市氣溫與空氣質(zhì)量指數(shù)的關(guān)系Table 4　Relationship between temperature andair quality index in Handan City

4　討論與結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)河北南部城市邯鄲市空氣質(zhì)量狀況、氣象條件與空氣污染物平均質(zhì)量濃度的關(guān)系以及氣象條件對(duì)空氣污染指數(shù)的關(guān)系分析，得出以下結(jié)論：

a.近年來(lái)，受邯鄲市產(chǎn)業(yè)發(fā)展結(jié)構(gòu)及所處地理位置等因素影響，邯鄲市空氣質(zhì)量總體以輕度污染為主，優(yōu)出現(xiàn)的頻率極低，空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率僅為16.45%。

b.空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）和空氣污染物SO2、NO2、NO、PM10、PM2.5質(zhì)量濃度變化呈現(xiàn)出秋冬季高，夏季偏低的趨勢(shì)，O3情況相反；空氣質(zhì)量指數(shù)AQI空間分布呈西部偏低中東部偏高趨勢(shì)，并形成一個(gè)高值中心、一個(gè)低值中心，高值中心位于峰峰礦區(qū)地稅局，低值中心位于涉縣北關(guān)小學(xué)。

c. AQI變化與氣象條件有著非常密切的關(guān)系。影響空氣污染物質(zhì)量濃度的氣象因素主要有風(fēng)向、降水、氣溫、風(fēng)速等。邯鄲市主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)和北風(fēng)，刮東南風(fēng)時(shí)污染最大，刮北北西風(fēng)時(shí)，污染最小；降水和風(fēng)對(duì)空氣污染物有明顯清除、擴(kuò)散作用，但是其均有一個(gè)臨界值，降水達(dá)到一定量級(jí)后清除作用便不再加強(qiáng)，風(fēng)速過(guò)大會(huì)引起揚(yáng)沙等可吸入顆粒物濃度增加的現(xiàn)象；氣溫與AQI呈負(fù)相關(guān)，即氣溫越高，空氣質(zhì)量越好，AQI越低。

本試驗(yàn)空氣污染資料及氣象資料時(shí)間研究尺度較短，數(shù)據(jù)較少，對(duì)于河北南部空氣污染與其氣象條件的相關(guān)性及其影響等方面分析仍需大量觀測(cè)及更深入研究。本文在對(duì)河北南部風(fēng)向?qū)諝馕廴镜挠绊懛治鲋邪l(fā)現(xiàn)刮東南風(fēng)時(shí)污染最大，刮北北西風(fēng)時(shí)，污染最小，是否時(shí)間尺度加長(zhǎng)結(jié)論是否一致還需進(jìn)一步研究。由于時(shí)間關(guān)系，對(duì)于空氣污染受逆溫層、大氣穩(wěn)定度、氣壓影響等等本文未進(jìn)行研究，有待進(jìn)一步分析探討。

[參考文獻(xiàn)]

[1]李文杰,張時(shí)煌,高慶先,等.京津石三市空氣污染指數(shù)API的時(shí)空分布特征及其與氣象要素的關(guān)系[J].資源科學(xué), 2012, 34 (8): 1392-1400.

[2]趙敬國(guó),王式功,王嘉媛,等.蘭州市空氣污染與氣象條件關(guān)系分析[J].蘭州大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版, 2013, 49(4): 491-496.

[3]陳靜,郭衛(wèi)紅,王素麗.石家莊市空氣污染預(yù)警天氣背景分析及模型的建立[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào), 2007, 23(6): 62-66.

[4]范引琪,李二杰,范增祿.河北省1960-2002年城市大氣能見(jiàn)度的變化趨勢(shì)[J].大氣科學(xué), 2005, 29(4): 526-534.

[5]馬芳.河北南部地區(qū)PM10污染的模擬研究[D].邯鄲:河北工程大學(xué), 2011: 37-50.

[6]王沛濤,楊玲珠,張海霞,等.華北南部沙塵天氣特征及其對(duì)空氣質(zhì)量影響分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2012, 40(19): 10231-10232.

[7]徐曉峰,李青春,張小玲.北京一次局地重污染過(guò)程氣象條件分析[J].氣象科技, 2005, 33(6): 545-546.

[8]楊睿敏,張小峰,蘇俊輝,等.漢中市一次連續(xù)空氣污染過(guò)程的氣象條件分析[J].陜西氣象, 2010(4): 12-13.

[9]殷永泉,單文坡,紀(jì)霞,等.濟(jì)南大氣臭氧濃度變化規(guī)律[J].環(huán)境科學(xué), 2006(11): 2300-2301.

[10]董繼元,王式功,尚可政.降水對(duì)中國(guó)部分城市空氣質(zhì)量的影響分析[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境, 2009, 23(12): 45-46.

[11]劉燚.京津冀地區(qū)空氣質(zhì)量狀況及其與氣象條件的關(guān)系[D].長(zhǎng)沙:湖南師范大學(xué), 2010: 62-79.

[12]姜有山,陳飛,班欣,等.連云港市城市空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)方法研究[J].氣象科學(xué), 2007, 27(2): 221.

Zhang Jun, Wang Shigong, Zhang Wenzong, et al. Analysis of air pollution characteristics and meteorological conditions in the southern of Hebei[J]. Journal of Northeast Agricultural University, 2015, 46(3): 87-94. (in Chinese with English abstract)

Analysis of air pollution characteristics and meteorological conditions

in the southern of Hebei

/ZHANG Jun1,2,WANG Shigong1, ZHANG Wenzong3, SONG Xiaohui2, XUE Min2

(1. Department of Atmospheric Sciences, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China; 2. Handan Municipal Meteorological Bureau, Handan Hebei 056001, China; 3. Hebei Institute of Meteorological Sciences, Shijiazhuang 050021, China)

Abstract:Under certain conditions, the concentration of air pollutants in addition to the degree of emission sources related, but also affected by weather conditions. In this paper, the southern city of Handan, Hebei Province as the research object, using meteorological data Handan City Environmental Monitoring Station data and the mass concentration of the same period, the use of statistical methods, combined with spatial and temporal variation of air pollutants in Handan City, the impact on air pollution and meteorological conditions were analysed. The results showed that the overall air quality in Handan City to light pollution based, air quality index AQI and air pollutants SO2, consistent quality changed in the concentration NO2, NO, PM10, PM2.5trend, both autumn and winter pollution was serious, O3changed in contrast, summer severe; Handan City air Quality Index AQI had a high value center, a low center of scraping southeast wind was not conducive to the spread of pollutants, pollution maximum; rainfall and the amount of air to air pollutantsbook=46,ebook=88significantly diffusion dilution effect, but had a critical value; AQI was negatively correlated with temperature.

Key words:air pollution; spatial and temporal distribution; weather conditions; influence

*通訊作者：王式功，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)槌鞘协h(huán)境氣象預(yù)報(bào)。E-mail: wangsg@lzu.edu.cn

作者簡(jiǎn)介：張珺（1984-），女，工程師，碩士研究生，研究方向?yàn)榄h(huán)境氣象。E-mail: zhangjun.sunny@163.com

基金項(xiàng)目：河北省科技計(jì)劃項(xiàng)目（13275416）；河北省氣象局氣象科研項(xiàng)目（14ky35）

收稿日期：2014-07-31

文章編號(hào)：1005-9369（2015）03-0087-08

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

中圖分類號(hào)：X823