懷柔區(qū)大氣能見(jiàn)度與相對(duì)濕度和PM2.5濃度的關(guān)系

單瑞娟 吳 琳

（北京市懷柔區(qū)氣象局 北京 101400）

引言

大氣能見(jiàn)度也能表示環(huán)境空氣質(zhì)量的好壞，從而顯示出空氣中大氣顆粒物污染水平的指標(biāo)。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(guò)對(duì)光的吸收和散射作用，使大氣能見(jiàn)度降低。大量研究表明，能見(jiàn)度、PM2.5濃度，相對(duì)濕度之間存在一定的相關(guān)性。宋宇[1]、王京麗[2]等研究得出：北京市大氣能見(jiàn)度與顆粒物的散射消光存在一定的相關(guān)1性，其是降低能見(jiàn)度的主要因素，并且顆粒物的濃度是決定能見(jiàn)度好壞的主要原因。王淑英[2]研究結(jié)果顯示京津地區(qū)相對(duì)濕度和能見(jiàn)度在不同季節(jié)下，呈現(xiàn)規(guī)律不同的顯著負(fù)相關(guān)。

1 資料來(lái)源及處理

PM2.5濃度數(shù)據(jù)來(lái)自懷柔區(qū)氣象局環(huán)境監(jiān)測(cè)站（懷柔區(qū)劉各長(zhǎng)村433號(hào)）2016年1-12月全年逐小時(shí)資料，氣象要素觀測(cè)執(zhí)行國(guó)家級(jí)地面觀測(cè)站觀測(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，所有設(shè)備定期檢定和校準(zhǔn)。PM2.5濃度數(shù)據(jù)在使用前，剔除數(shù)據(jù)異常和日數(shù)據(jù)不全的資料。能見(jiàn)度及相對(duì)濕度數(shù)據(jù)來(lái)自于懷柔區(qū)氣象局氣象自動(dòng)站（國(guó)家一般氣象站）2016年1-12月全年逐小時(shí)資料，該數(shù)據(jù)經(jīng)北京市氣象局信息中心質(zhì)控。

2 大氣能見(jiàn)度、PM2.5濃度及相對(duì)濕度隨時(shí)間變化規(guī)律

能見(jiàn)度、PM2.5濃度及相對(duì)濕度季節(jié)變化特征明顯。能見(jiàn)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(duì)濕度較高，其他月份相對(duì)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(qū)春季（3-5月）多風(fēng)季節(jié)，有利于污染物擴(kuò)散，大氣透明度較高。懷柔區(qū)冬季（12-1月）靜穩(wěn)天氣較多，污染物不易擴(kuò)散，冬季主要又以燃煤取暖為主，大氣中PM2.5濃度升高，能見(jiàn)度水平較低。夏季降水較多，對(duì)大氣有一定清潔作用，可降低大氣中的PM2.5濃度。懷柔區(qū)能見(jiàn)度日變化明顯，呈波谷波峰趨勢(shì)，07時(shí)能見(jiàn)度最差為14.4km，從08時(shí)開(kāi)始能見(jiàn)度逐漸上升，12-16時(shí)能見(jiàn)度達(dá)到全天最好，16時(shí)開(kāi)始至夜間能見(jiàn)度逐漸轉(zhuǎn)差。相對(duì)濕度日變化明顯，16時(shí)開(kāi)始至次日06時(shí)，相對(duì)濕度逐漸升高，06時(shí)相對(duì)濕度達(dá)到全天最大值72%，自06時(shí)逐漸下降，14-15時(shí)降至全天最低值38%。在09-21時(shí)，相對(duì)濕度與大氣能見(jiàn)度呈明顯負(fù)相關(guān)。這可能是因?yàn)榇髿庵械乃哂形庾饔茫鄬?duì)濕度高，水汽含量高，吸光性就越強(qiáng)，從而直接影響能見(jiàn)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(jiàn)度。懷柔區(qū)PM2.5濃度的日變化趨勢(shì)呈現(xiàn)一定程度的雙峰型態(tài)勢(shì)。06時(shí)達(dá)到低值；06—09時(shí)呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)，09時(shí)達(dá)到峰值（次高值）；09—12時(shí)再次呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，12時(shí)為最低值（平均為57ug/m3），12—20時(shí)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，20時(shí)達(dá)到另一峰值（最高值），這一趨勢(shì)變化可能與人們活動(dòng)有關(guān)。

3 能見(jiàn)度影響因子分析

3.1 相對(duì)濕度與能見(jiàn)度相關(guān)性分析

相對(duì)濕度在20%～79%之間，隨著相對(duì)濕度的升高，PM2.5濃度明顯增長(zhǎng)，但能見(jiàn)度下降顯著，可知兩者對(duì)削弱大氣能見(jiàn)度影響較大。為進(jìn)一步探究能見(jiàn)度、相對(duì)濕度，PM2.5濃度三者的關(guān)系，對(duì)2016年全年能見(jiàn)度與相對(duì)濕度及PM2.5濃度的實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，能見(jiàn)度、PM2.5濃度，相對(duì)濕度均具有一定的相關(guān)性，這可能是因?yàn)橄鄬?duì)濕度與PM2.5濃度共同對(duì)懷柔區(qū)能見(jiàn)度產(chǎn)生影響。在相對(duì)濕度較低時(shí)，能見(jiàn)度主要受PM2.5濃度的影響；在相對(duì)濕度較高時(shí)，隨著大氣中水汽含量的增加，能見(jiàn)度降低主要受顆粒物吸濕粒徑變大，消光性增強(qiáng)的影響，且這種作用在大氣輕度污染時(shí)更加突出。

3.2 不同季節(jié)能見(jiàn)度與PM2.5濃度相關(guān)性分析

不同季節(jié)的能見(jiàn)度和PM2.5濃度的相關(guān)性均很高，亦呈現(xiàn)較好的負(fù)相關(guān)性。冬季相關(guān)性最為顯著，R2值為0.9508，相關(guān)系數(shù)R為-0.8373；其次為秋季節(jié)，秋季節(jié)相關(guān)性較高。夏季PM2.5濃度和能見(jiàn)度相關(guān)性稍差，與夏季光照強(qiáng)烈、相對(duì)濕度較大等因素相關(guān)。

結(jié)語(yǔ)

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

（2）懷柔區(qū)大氣能見(jiàn)度和相對(duì)濕度日變化特征明顯：在09-21時(shí)，相對(duì)濕度與能見(jiàn)度呈顯著負(fù)相關(guān)。

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