PM2.5與空氣相對濕度間關(guān)系淺析

徐杰+匡漢祎+王國強(qiáng)+陳明+陸琳

摘 要：通過對常州市2015—2016年P(guān)M2.5連續(xù)觀測發(fā)現(xiàn)，PM2.5濃度的變化與空氣含水量密切相關(guān)，運(yùn)用比較法，簡單說明常州市PM2.5與空氣相對濕度間的變化關(guān)系，這為降低空氣PM2.5的含量提供思路，為相關(guān)研究提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：PM2.5；空氣；相對濕度

中圖分類號：Q938.1+2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170532072

引言

霧霾天氣大多數(shù)情況下就是由PM2.5造成的。雖然PM2.5在大氣中的含量極少，但是，由于質(zhì)量小，攜帶病毒及有害物質(zhì)時間長、傳輸渠道多樣、移動距離較遠(yuǎn)、對人體造成的危害較大，PM2.5來源有：燃煤、燃?xì)狻⑷加团欧盼?、交通工具尾氣、武器投放等。常州位于上海與南京城市群中心區(qū)域，地處長三角經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)帶，域內(nèi)工業(yè)制造業(yè)發(fā)達(dá)，企業(yè)園區(qū)林立，形成長三角霧霾高發(fā)區(qū)，引起人民群眾高度關(guān)注，研究其與氣象因子-空氣相對濕度間的關(guān)系，對改善空氣質(zhì)量，城市規(guī)劃有必要的理論支持。

1 研究方法

本文參照GB3095-2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，對常州市2015—2016年P(guān)M2.5的現(xiàn)狀進(jìn)行統(tǒng)計分析（見表1）。并以同時期空氣相對濕度數(shù)據(jù)為參照，找出二者相關(guān)間的關(guān)聯(lián)。

2 PM2.5統(tǒng)計

如圖1是常州市2015—2016年P(guān)M2.5及相對濕度月平均值的統(tǒng)計，統(tǒng)計的各月中，年平均值為64.9ug/m3，以冬季12月的101.1ug/m3為峰值，其次為春季的3月91.6 ug/m3，最低值出現(xiàn)在夏季的8月，為36.3ug/m3，次低值為秋季的9月，為41.7ug/m3。

根據(jù)統(tǒng)計，見圖2，日均值在35 ug/m3及以下，空氣質(zhì)量指數(shù)為1級的天數(shù)總計182d，占比24.9%；日均值在36～75 ug/m3為309d，也就是空氣質(zhì)量指數(shù)為2級的天數(shù)占比為42.3%；而日均值為76～115 ug/m3為156d，空氣質(zhì)量指數(shù)為3級的天數(shù)占比21.3%；統(tǒng)計的2a中日均值為116～150ug/m3為65d，說明常州市近2a空氣中度污染的天數(shù)有有65d，占比8.9%，而日均值151～250ug/m3為19d，也就是空氣質(zhì)量指數(shù)5級占統(tǒng)計日數(shù)的2.6%。統(tǒng)計的2a間，空氣質(zhì)量優(yōu)良的年均天數(shù)為245.5d，年占比67.2%，污染年均總天數(shù)為120d，年占比32.8%，這警示著常州市空氣質(zhì)量的提升仍有較大空間。

3 PM2.5與相對濕度關(guān)系分析

圖1可明顯看出，相對濕度值與PM2.5值之間呈顯著反相關(guān)，當(dāng)逐月平均相對濕度屬上升趨勢時，PM2.5月平均值卻屬下降趨勢，當(dāng)逐月平均相對濕度屬下降趨勢時，PM2.5月平均值亦相反上升，夏季是常州市一年中相對濕度最高的季度，相反此時相對應(yīng)的PM2.5值卻是一年中最低的月份，到冬季時是常州市一年中相對濕度最低的季度，相反也是PM2.5值最高的季度。

圖3 空氣質(zhì)量指數(shù)與日平均相對濕度玫瑰圖

在統(tǒng)計的空氣質(zhì)量指數(shù)為1級的天數(shù)里，如圖3，日平均濕度為區(qū)域主要集中在80%～100%之間，占比58.2%，其中有68d日平均濕度為90%以上，占比37.4%；而空氣質(zhì)量指數(shù)為2級的309d中，日平均濕度區(qū)域主要集中在70%～89%之間的天數(shù)有170d，占比55.1%，其中日平均濕度80%～89%的有86d，占比27.8%，其次是日平均濕度70%～79%的有84d，占比27.2%；統(tǒng)計的輕度污染共156d，日平均濕度區(qū)域主要集中在60%～79%之間的天數(shù)有80d，占比50.3%，其中主要日平均相對濕度區(qū)域在70%～79%間，共45d，占比28.8%；中度污染的65d里，日平均濕度在70%～79%之間共29d，占比達(dá)44.6%；重度污染的19d中，有12d日平均濕度在70%～79%之間，占比為63.2%。

從圖3中可以看以一個趨勢，當(dāng)空氣相對濕度較大時，PM2.5值相對較小，而空氣相對濕度相對較小時，PM2.5值卻相反偏大，這是因?yàn)楫?dāng)空氣相對濕度偏大時，空氣中水汽含量增大，PM2.5固體顆粒物周圍被水份包裹，由于水份增加導(dǎo)致PM2.5顆粒物密度變小，濃度變低，造成PM2.5值減小。同時由于PM2.5顆粒物周圍被水份包裹，質(zhì)量加重，重力增大造成一定程度沉降，從而減小PM2.5濃度，這也是人工干預(yù)PM顆粒物濃度的物理基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

統(tǒng)計的近2a PM2.5年平均值為64.9 ug/m3，以12月為峰值，其次為3月，最低值出現(xiàn)在8月，次低值為9月。根據(jù)統(tǒng)計，空氣質(zhì)量指數(shù)為1～5級的天數(shù)分別為182d、309d、156d、65d、19d。

根據(jù)分析，相對濕度值與PM2.5值之間呈顯著反相關(guān)，這說明空氣濕度越大，PM2.5濃度相對越低，空氣濕度越小，PM2.5濃度相對越高。在統(tǒng)計的空氣質(zhì)量指數(shù)為1～2級的天數(shù)里，日平均濕度為區(qū)域主要分別集中在80%～100%、70%～89%；空氣質(zhì)量指數(shù)為3～5級的天數(shù)里日平均濕度區(qū)域主要集中在60%～79%之間。

參考文獻(xiàn)

[1]中國氣象局.大氣成分觀測業(yè)務(wù)運(yùn)行管理暫行規(guī)定[Z].2014.5.

[2]王敬. 烏魯木齊市重污染期間PM2.5污染特征與來源解析[J]. 環(huán)境科學(xué)研究，2014.02.

[3]宋明.天津大氣能見度與相對濕度、PM10及PM2.5的關(guān)系[J].氣象與環(huán)境學(xué)報，2013.04.