鄒平縣空氣質(zhì)量與氣象條件關(guān)系研究

劉路花　李華

摘 要：利用鄒平縣2010-2013年空氣質(zhì)量定點(diǎn)監(jiān)測資料以及同期的地面氣象要素降雨量、相對(duì)濕度、風(fēng)和氣壓等資料，該文開展了主要空氣污染因子同氣象條件之間的必然性研究，掌握了不同的氣象條件情況下空氣污染因子質(zhì)量濃度的變化情況，建立了污染濃度預(yù)報(bào)模式，為有效控制空氣污染提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：空氣質(zhì)量；氣象條件；預(yù)報(bào)模式；鄒平縣

中圖分類號(hào) X511 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2014）24-103-06

20世紀(jì)以來，隨著現(xiàn)代工業(yè)及交通運(yùn)輸業(yè)等的快速發(fā)展，城市空氣污染日益嚴(yán)重，空氣質(zhì)量問題也越來越受到世界各國政府和社會(huì)民眾的高度關(guān)注?？刂拼髿馕廴?，改善城市大氣環(huán)境質(zhì)量的呼聲日益強(qiáng)烈。由于城市環(huán)境短期內(nèi)變化相對(duì)有限，城市空氣污染狀況實(shí)際上是由污染源和氣象條件2個(gè)內(nèi)外因素共同決定的。其中，影響空氣質(zhì)量的核心因素是復(fù)雜的氣象條件，大氣條件的優(yōu)劣直接影響著空氣污染物的分布狀態(tài)，氣象因子對(duì)城市大氣環(huán)境質(zhì)量的影響是當(dāng)前一個(gè)重要研究課題。利用鄒平縣2010-2013年空氣質(zhì)量定點(diǎn)監(jiān)測資料以及同期的地面氣象要素降雨量、相對(duì)濕度、風(fēng)和氣壓等資料，本文開展了主要空氣污染因子同氣象條件之間的必然性研究，進(jìn)而掌握在不同的氣象條件情況下空氣污染因子質(zhì)量濃度的變化情況，并利用逐步回歸方法，建立了污染濃度預(yù)報(bào)模式，為有效控制空氣污染提供科學(xué)依據(jù)。

1 基礎(chǔ)資料及分析方法

1.1 大氣污染的定義 大氣污染是指在自然環(huán)境或人為因素的影響下，引起氣體成分、性狀、構(gòu)成等發(fā)生改變，改變之后的氣體與原始?xì)怏w相比較而言，內(nèi)部含有了一部分有害、有毒物質(zhì)，這些有害、有毒物質(zhì)將不利于人們生活質(zhì)量的提升和身心健康的保障，因此，我們將這類氣體稱為污染氣體，也就是所謂的大氣污染。大氣污染從本質(zhì)上來講，大致涵蓋了3類構(gòu)成者：一是污染源頭；二是污染物質(zhì)濃度；三是污染危害狀況。

1.2 空氣污染指數(shù)分級(jí)及其濃度限值 在針對(duì)空氣污染指數(shù)分級(jí)的過程中，筆者的取值范圍為0～500，空氣污染指數(shù)的高低，直接體現(xiàn)出空氣污染的狀況。與此同時(shí)，空氣污染指數(shù)與空氣污染濃度存在必然的聯(lián)系，詳情如表1所示。由表1可知，空氣污染指數(shù)與空氣質(zhì)量存在必然的關(guān)聯(lián)，即指數(shù)越高，空氣質(zhì)量越差，當(dāng)然對(duì)人類的身心健康影響也越大。因此，針對(duì)空氣質(zhì)量現(xiàn)狀，必須提出切實(shí)可行的決策和依據(jù)。

表1 空氣污染指數(shù)分級(jí)濃度限值

[污染指數(shù)

AP1＼&污染物濃度（mg/m3）＼&SO2＼&i=1＼&NO2＼&i=2＼&PM10＼&i=3＼&j=6＼&500＼&2.101～2.620＼&0.751～0.940＼&0.501～0.600＼&j=5＼&400＼&1.601～2.100＼&0.566～0.750＼&0.421～0.500＼&j=4＼&300＼&0.801～1.600＼&0.281～0.565＼&0.351～0.420＼&j=3＼&200＼&0.151～0.800＼&0.121～0.280＼&0.151～0.350＼&j=2＼&100＼&0.051～0.150＼&0.081～0.120＼&0.051～0.150＼&j=1＼&50＼&0.000～0.050＼&0.000～0.080＼&0.000～0.050＼&]

1.3 資料選取 主要污染物PM10、NO2、SO2的監(jiān)測數(shù)據(jù)取自鄒平縣環(huán)保局提供的2010年1月1日至2013年12月31日逐日監(jiān)測實(shí)況資料?？諝赓|(zhì)量日?qǐng)?bào)監(jiān)測周期為24h，數(shù)據(jù)監(jiān)測周期起止時(shí)間為前一日12：00至當(dāng)日12：00。共有3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，分別在鄒平縣環(huán)保局、鄒平縣實(shí)驗(yàn)二小、鄒平縣高新區(qū)3個(gè)采樣點(diǎn)，取其逐日平均濃度的算術(shù)平均值，以代表污染物的平均狀況。我國于2000年對(duì)城市空氣質(zhì)量進(jìn)行了分級(jí)，根據(jù)空氣污染指數(shù)，確定出了分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，具體劃分為5檔7級(jí)，詳情如表2所示。該空氣質(zhì)量資料選自于鄒平縣氣象局提供的氣象要素?cái)?shù)據(jù)（氣壓、降水、風(fēng)向風(fēng)速、相對(duì)濕度、云量等）資料。

表2 空氣質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

[API＼&空氣質(zhì)

量級(jí)別＼&空氣質(zhì)

量狀況＼&對(duì)人體健康的影響＼&0～50＼&Ⅰ＼&優(yōu)＼&能夠正?；顒?dòng) ＼&51～100＼&Ⅱ＼&良＼&能夠正常活動(dòng)＼&101～150＼&Ⅲ＼&輕微污染＼&長期呼吸之后，易感人群出現(xiàn)癥狀＼&151～200＼&Ⅳ＼&輕度污染＼&長期呼吸之后，健康人群出現(xiàn)癥狀＼&201～250＼&Ⅴ＼&中度污染＼&一定時(shí)間呼吸之后，健康人群出現(xiàn)癥狀＼&251～300＼&Ⅵ＼&中度重污染＼&一定時(shí)間呼吸后，心臟病和肺病患者癥狀顯著加?。?>300＼&Ⅶ＼& 重度污染＼&健康人群明顯出現(xiàn)強(qiáng)烈癥狀，提前導(dǎo)致部分病癥＼&]

1.4 分析方法 采用統(tǒng)計(jì)方法分析3種污染物的月、季、年變化特征和年際變化趨勢，利用SPSS軟件，對(duì)空氣污染指數(shù)與氣象條件之間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行了深入細(xì)致的研究，通過關(guān)聯(lián)性的分析，明確氣象條件因素對(duì)空氣污染指數(shù)大小的制約。

2 鄒平縣空氣質(zhì)量特征分析

2.1 近年空氣質(zhì)量狀況 根據(jù)空氣質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)計(jì)鄒平縣2010-2013年各級(jí)空氣污染指數(shù)出現(xiàn)日數(shù)（表3），結(jié)果表明，鄒平縣最近4a以來，其空氣質(zhì)量狀況達(dá)到優(yōu)級(jí)的天數(shù)非常少，僅為27d，占總天數(shù)的2%；良的為475d，占總天數(shù)的35.3%；輕微污染為667d，占總天數(shù)的49.6%；輕度污染為121d，占總天數(shù)的9.0%；中度污染為15d，占總天數(shù)的1.1%；中重度污染為16d，占總天數(shù)的1.2%；重度污染為25d，占總天數(shù)的1.9%。也就是說，空氣質(zhì)量適宜人類活動(dòng)的時(shí)間占總時(shí)間的37.3%，不利于人類生活、工作，甚至誘發(fā)某些疾病的時(shí)間占62.7%，說明鄒平縣污染比較嚴(yán)重，空氣質(zhì)量狀況較差。

表3 2010-2013年鄒平縣不同等級(jí)空氣質(zhì)量出現(xiàn)日數(shù)（d）endprint

[年份＼&優(yōu)＼&良＼&輕微

污染＼&輕度

污染＼&中度

污染＼&中重度

污染＼&重度

污染＼&2010＼&3＼&133＼&178＼&27＼&2＼&3＼&3＼&2011＼&18＼&132＼&158＼&31＼&2＼&3＼&2＼&2012＼&6＼&99＼&181＼&27＼&4＼&0＼&1＼&2013＼&0＼&111＼&150＼&36＼&7＼&10＼&19＼&]

2.2 3種污染物的年際變化特點(diǎn) 2010-2013年，鄒平空氣污染指數(shù)平均數(shù)值是118，處于國家環(huán)境空氣質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（101

[0.18

0.14

0.1

0.06

0.02][污染物濃度（mg/m3）][2010 2011 2012 2013][年份][PM10濃度

NO2濃度

線性（SO2濃度）][SO2濃度

線性（PM10濃度）

線性（NO2濃度）]

圖1 各污染物濃度的年變化

2.3 3種污染物濃度的月際變化特征 由圖2可見，各污染物的平均濃度具有明顯的月變化規(guī)律。其中：（1）PM10濃度10月至次年3月偏高，平均濃度大于年平均濃度，6～9月較低，平均濃度均小于年平均濃度，1月濃度最高（0.184mg/m3），污染最重，9月濃度最低（0.130mg/m3），污染最輕，年平均API值110，是3種污染物中污染程度最嚴(yán)重的。（2）SO2濃度11月至次年3月較高，7～8、10月濃度較低，年平均API值81，質(zhì)量等級(jí)為良。（3）NO2濃度10月至次年4月較高，4月最高，是3中污染物中污染程度最輕的，年平均API值38，質(zhì)量等級(jí)為優(yōu)。造成3種污染物這種分布的主要原因是11月至次年的3月大氣層結(jié)相對(duì)穩(wěn)定，大氣低層容易出現(xiàn)逆溫層，污染物垂直輸送能力差，導(dǎo)致污染物堆積，造成空氣污染嚴(yán)重；而4～10月太陽輻射強(qiáng)，近地面層熱力對(duì)流旺盛，易產(chǎn)生較強(qiáng)的局地對(duì)流，低層污染物易被垂直輸送到高空，所以空氣質(zhì)量相對(duì)較好。

[污染物濃度（mg/m3）][0.250

0.200

0.150

0.100

0.050

0.000][1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12][月份][PM10][SO2][NO2]

圖2 各污染物物濃度的月變化

2.4 污染物的季節(jié)變化特征特征 空氣質(zhì)量具有明顯的溫差反應(yīng)。污染物濃度按照一年四季來劃分，其濃度從大到小依次為冬季、春季、秋季、夏季，具體如下圖3所示。

[污染物濃度（mg/m3）][0.200

0.180

0.160

0.140

0.120

0.100

0.080

0.060

0.040

0.020

0.000][冬季][春季][夏季][秋季][PM10][SO2][NO2]

圖3 各種污染物濃度的季節(jié)變化特征

3 氣象條件變化對(duì)空氣質(zhì)量的影響

空氣質(zhì)量的變化特征和季節(jié)因素重點(diǎn)由污染源與和污染物在大氣中擴(kuò)散的氣象條件所決定。一般來說，污染源的狀況在一定時(shí)間內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定，大氣對(duì)污染物的擴(kuò)散能力則變化很大，與季節(jié)及氣象條件的變化極其密切。在污染源恒定的情況下，天氣系統(tǒng)及氣象要素的變化直接影響著空氣質(zhì)量的變化。在此以主要污染物PM10為例，來說明氣象條件變化對(duì)空氣質(zhì)量的影響。

3.1 季節(jié)的影響 由表4可知，冬季（12月至次年2月）污染日數(shù)最多，占總污染日數(shù)的46%；冬季API指數(shù)平均為138，其次為春季（3～5月），占總污染日數(shù)的38%，春季API指數(shù)僅次于冬季為133，秋季（9～11月）占總污染日數(shù)的12%，API指數(shù)平均為101，夏季（6～8月）污染日數(shù)僅占4%，API指數(shù)平均為89，這表明，空氣質(zhì)量在冬季最差，夏季最好。究其原因，是因?yàn)槎静膳瘜?dǎo)致燃煤量增加，污染加重，冬季降水較少，氣候干燥，刮風(fēng)天氣較少，光照較弱，日照時(shí)間短，溫度低，低空逆溫層厚且出現(xiàn)的幾率偏高，不利于污染物的稀釋和擴(kuò)散，春季的時(shí)候，由于刮風(fēng)的原因，沙塵暴天氣較多。夏季由于太陽輻射很強(qiáng)，大氣對(duì)流活動(dòng)旺盛，且降雨天氣較多，對(duì)污染物質(zhì)清除作用明顯。

表4 空氣質(zhì)量季節(jié)變化

[季節(jié)＼&API指數(shù)＼&污染日數(shù)概率（%）＼&Ⅳ級(jí)以上天數(shù)（d）＼&冬季＼&138＼&46.0＼&51＼&春季＼&133＼&38.0＼&29＼&夏季＼&89＼&4.0＼&3＼&秋季＼&101＼&12.0＼&10＼&]

3.2 地面氣象要素對(duì)空氣質(zhì)量的影響

3.2.1 降水 降水對(duì)大氣污染物有清洗和稀釋的作用，大氣中的一些污染氣體能夠溶解在水中，較大的降水對(duì)空氣污染物粉塵顆粒也起著有效的清除作用，使空氣中的污染物得到自然凈化，研究中的4a中，凡是下雨天，鄒平的空氣質(zhì)量要稍微好一些，優(yōu)良等級(jí)也比較明顯。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010-2013年降水日數(shù)為284d占全部監(jiān)測日的21%，與無降水相比，SO2、NO2、PM10污染物濃度平均降低0.024、0.014、0.018，API指數(shù)平均降低11%、14%、10%。從表5可以看出，降水日與非降水日的空氣污染指數(shù)相差很大，分別為97和120，空氣優(yōu)良率分別為58.3%和35.3%，降水日空氣質(zhì)量為優(yōu)良等級(jí)的日子有123d，占總比的43.3%。與此同時(shí)，可以看到，當(dāng)降水之后，空氣污染指數(shù)會(huì)得到大幅減小，這就說明空氣污染指數(shù)在一定程度上與降水存在關(guān)聯(lián)。如果1d的降水量超出25mm時(shí)，空氣污染指數(shù)的平均數(shù)值是73，符合國家二級(jí)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，空氣質(zhì)量為優(yōu)良的概率為73.3%；當(dāng)1mm≤日降水量<25mm，API指數(shù)平均為84，空氣質(zhì)量優(yōu)良率64.4%；當(dāng)日降水量≤1mm時(shí)，API指數(shù)平均值為103，屬于國家三級(jí)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，雨水的沖刷和凈化作用相對(duì)有限，空氣質(zhì)量優(yōu)良的概率為46.9%。

表5 2010-2013年空氣質(zhì)量與降水的關(guān)系

[降水情況＼&API指數(shù)＼&天氣優(yōu)良率（%）＼&非降水日＼&120＼&35.3＼&降水日＼&96＼&58.3＼&降水量≥25mm＼&73＼&73.3＼&1mm≤日降水量<25mm＼&84＼&64.4＼&日降水量≤1mm＼&103＼&46.9＼&]

3.2.2 風(fēng)

3.2.2.1 風(fēng)速 風(fēng)速的大小反映大氣水平運(yùn)動(dòng)的程度，通常而言，風(fēng)速的大小與大氣污染物質(zhì)的擴(kuò)散存在正比例關(guān)系，即風(fēng)速越大，大氣污染物擴(kuò)散范圍也越廣；但另一方面，風(fēng)速越大，則煙羽的抬升高度越低，反而會(huì)增加污染物的地面濃度，同時(shí)風(fēng)速增大還可能增加開放源源強(qiáng)，地面浮塵易被吹起，因此風(fēng)速對(duì)污染物環(huán)境濃度具有雙重影響。風(fēng)速與環(huán)境空氣質(zhì)量的關(guān)系統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表6，由表6可以看出，風(fēng)速與污染物濃度基本呈反比例關(guān)系，靜風(fēng)時(shí)污染最重，但當(dāng)風(fēng)速達(dá)到7.5m/s時(shí)，可吸入顆粒物污染濃度會(huì)有所增加。

表6 風(fēng)速與空氣質(zhì)量關(guān)系

[風(fēng)速（m/s）＼&PM10＼&SO2＼&NO2＼&c＼&0.185＼&0.153＼&0.073＼&1＼&0.175＼&0.150＼&0.071＼&2＼&0.168＼&0.144＼&0.067＼&3＼&0.160＼&0.132＼&0.054＼&4＼&0.151＼&0.121＼&0.046＼&5＼&0.150＼&0.106＼&0.040＼&6＼&0.148＼&0.104＼&0.034＼&7＼&0.147＼&0.102＼&0.046＼&≥8＼&0.156＼&0.134＼&0.048＼&]

3.2.2.2 風(fēng)向 風(fēng)向則決定污染的遷移方向，污染源的不同方位上所受的污染程度大不相同，在污染源的下風(fēng)向，往往受害較重。風(fēng)向與環(huán)境空氣質(zhì)量的關(guān)系統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表7，由表7可知，不同風(fēng)向時(shí)空氣污染差別較大，除靜風(fēng)外，在出現(xiàn)北風(fēng)，特別是東北風(fēng)時(shí)，空氣質(zhì)量最差，因?yàn)猷u平高污染、高排放大型企業(yè)都集中在縣城北邊。

表7 風(fēng)向與空氣質(zhì)量關(guān)系

[風(fēng)向＼&PM10＼&SO2＼&NO2＼&N＼&0.175＼&0.148＼&0.069＼&NE＼&0.173＼&0.153＼&0.070＼&E＼&0.154＼&0.149＼&0.046＼&SE＼&0.148＼&0.133＼&0.046＼&S＼&0.150＼&0.1112＼&0.040＼&SW＼&0.148＼&0.1117＼&0.034＼&W＼&0.147＼&0.132＼&0.046＼&NE＼&0.166＼&0.144＼&0.052＼&]

3.2.3 氣壓 根據(jù)氣象資料統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)空氣質(zhì)量與氣壓變化存在一定的關(guān)系，當(dāng)日平均年氣壓≤990.0hPa時(shí)，空氣質(zhì)量最好，污染物平均濃度和污染出現(xiàn)率最低，隨著氣壓的增加，空氣質(zhì)量下降，這反映了低壓內(nèi)部的垂直上升運(yùn)動(dòng)有利于污染物的擴(kuò)散，而高壓內(nèi)部的下沉氣流則容易造成污染物的沉降、濃度升高。當(dāng)日平均氣壓>1 000hPa時(shí)，污染出現(xiàn)率比日平均氣壓990～1 000hPa時(shí)降低，優(yōu)的出現(xiàn)率增加，這與冬季冷空氣的影響有關(guān)，冷空氣影響風(fēng)速加大，促進(jìn)了污染物的擴(kuò)散，使空氣質(zhì)量有所好轉(zhuǎn)。

3.2.4 相對(duì)濕度 筆者通過分析、研究指出，空氣污染指數(shù)與相對(duì)濕度存在一定的關(guān)聯(lián)，如果空氣污染指數(shù)高于3，那么相對(duì)濕度的范圍可以達(dá)到40%～60%；如果空氣污染指數(shù)為1，那么相對(duì)濕度的范圍可以高達(dá)80%～90%。這主要是由于濕度增大后其中的水汽對(duì)顆粒物PM10有吸附作用，進(jìn)而使PM10質(zhì)量增加而沉降到地面，另一方面，濕度加大容易加劇層結(jié)的不穩(wěn)定，使污染物容易擴(kuò)散，從而降低污染濃度，當(dāng)空氣濕度降低時(shí)，層結(jié)穩(wěn)定度加大，污染物擴(kuò)散受到抑制，質(zhì)量濃度升高。

3.2.5 氣溫 氣溫的高低直接影響大氣污染程度。由表8可知，當(dāng)日平均溫度高于25℃時(shí)，空氣污染指數(shù)為86，天氣優(yōu)良率為69.6%，Ⅳ級(jí)以上概率為1.34%，這個(gè)氣溫條件下，空氣質(zhì)量可以達(dá)到2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，為良好。究其原因，由于氣溫越高，空氣污染物擴(kuò)散程度越大，范圍越廣，致使污染指數(shù)降低；如果日平均氣溫處于10～25℃，空氣污染指數(shù)平均為97，符合國家空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，空氣優(yōu)良率53.6%；如果日平均氣溫處于0～10℃，空氣污染指數(shù)平均為105，天氣優(yōu)良率為52.3%，超出二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)日氣溫<0℃時(shí)，空氣API指數(shù)平均為120，優(yōu)良率僅為29.7%，容易發(fā)生三級(jí)以上的污染，空氣質(zhì)量比較差，這個(gè)時(shí)候，由于氣溫較低，空氣污染物擴(kuò)散程度不大，致使污染物集聚起來，引起空氣污染指數(shù)上升。endprint

表8 氣溫與空氣質(zhì)量的關(guān)系

[氣溫＼&API指數(shù)＼&天氣優(yōu)良率（%）＼&Ⅳ級(jí)以上概率（%）＼&日氣溫≥25℃＼&86＼&69.6＼&1.34＼&10℃≤日氣溫<25℃＼&97＼&53.6＼&5.17＼&0℃≤日溫度<10℃＼&105＼&52.3＼&9.34＼&日氣溫<0℃＼&120＼&29.7＼&19.21＼&]

3.2.6 能見度 大氣細(xì)小微粒和漂浮物質(zhì)能夠吸收光源，并且起到擴(kuò)散的作用，如果大氣中的漂浮物和細(xì)小微粒過多，那么其能見度勢必會(huì)降低。大氣中的漂浮微粒大多數(shù)為污染物質(zhì)，大氣能見度的高低與空氣污染指數(shù)、大氣污染物濃度等指標(biāo)存在直接關(guān)聯(lián)。由表9可知，當(dāng)大氣能見度高于25km的時(shí)候，空氣污染指數(shù)為78，達(dá)到國家規(guī)定二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，天氣優(yōu)良率、Ⅳ級(jí)以上概率數(shù)值分別為84.0%和0.67%；當(dāng)能見度在15～25km時(shí)，API指數(shù)平均值為86，達(dá)到國家規(guī)定二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，天氣優(yōu)良率、Ⅳ級(jí)以上概率數(shù)值分別為74.9%和0.83%；當(dāng)大氣能見度在10～15km的范圍內(nèi)時(shí)，空氣污染指數(shù)為102，超出國家規(guī)定二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，天氣優(yōu)良率、Ⅳ級(jí)以上概率數(shù)值分別為61.3%和1.34%；如果大氣能見度小于10km的時(shí)候，空氣污染指數(shù)為117，超出國家規(guī)定二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，天氣優(yōu)良率、Ⅳ級(jí)以上概率數(shù)值分別為24.9%和13.24%。

表9 能見度與空氣質(zhì)量的關(guān)系

[能見度＼&API指數(shù)＼&天氣優(yōu)良率（%）＼&Ⅳ級(jí)以上概率（%）＼&≥25km＼&78＼&84.0＼&0.67＼&15km≤能見度<25km＼&86＼&74.9＼&0.83＼&10km≤能見度<15km＼&102＼&61.3＼&1.34＼&<10km＼&117＼&24.9＼&13.24＼&]

3.3 API指數(shù)與地面常規(guī)氣象因素的關(guān)聯(lián)性研究 筆者選取2010-2013年4個(gè)年度，對(duì)鄒平空氣污染指數(shù)與地面常規(guī)氣象因素進(jìn)行了關(guān)聯(lián)性研究，經(jīng)過一系列研究和計(jì)算，確定了Pearson關(guān)聯(lián)系數(shù)。通過對(duì)研究結(jié)果的分析，可以看出，空氣污染指數(shù)與大氣能見度、降水量、風(fēng)速、云彩量等常規(guī)氣象因素存在一定的關(guān)聯(lián)性，一般呈反比例關(guān)系，除了秋季之外，大氣溫度與空氣污染指數(shù)呈正比例關(guān)系。在春季和冬季，空氣污染指數(shù)與云彩量呈正比例關(guān)系，夏季和秋季呈反比例關(guān)系；在春季和夏季，空氣污染指數(shù)與氣壓呈反比例管理，秋季和冬季二者呈正比例關(guān)系（表10）。

表10 2010-2013年氣象要素與空氣污染指數(shù)相關(guān)關(guān)系

[季節(jié)＼&降水＼&風(fēng)速＼&氣溫＼&露點(diǎn)＼&總云量＼&低云量＼&氣壓＼&能見度＼&春季＼&-0.076*＼&0.009＼&0.02*＼&-0.32*＼&0.013＼&0.022＼&-0.003＼&-0.27*＼&夏季＼&-0.16*＼&-0.05＼&0.22*＼&-0.20*＼&-0.15*＼&-0.18*＼&-0.03＼&0.096*＼&秋季＼&-0.21*＼&-0.27*＼&-0.39*＼&-0.39*＼&-0.39*＼&-0.42*＼&0.05＼&-0.43*＼&冬季＼&-0.12*＼&-0.30*＼&0.021＼&0.007＼&-0.12*＼&0.16*＼&0.012＼&-0.50*＼&]

注：*表示相關(guān)系數(shù)在0.01置信水平下顯著（雙惻檢驗(yàn)）。

4 空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)方法研究

空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)過程中，天氣狀況顯得非常關(guān)鍵，空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)與天氣預(yù)報(bào)截然不同，具備一定的變化規(guī)則。從模式層面而言，空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)可以分為3個(gè)類別：一是潛勢預(yù)報(bào)；二是統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)；三是數(shù)據(jù)預(yù)報(bào)。從空氣污染層面而言，空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)能夠被劃分為2類：一是污染潛勢預(yù)報(bào)；二是污染濃度預(yù)報(bào)。本文重點(diǎn)從空氣污染層面來對(duì)空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)展開研究和論述，今后將嘗試用權(quán)重系數(shù)法將各種空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)整合、歸納起來，形成統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)報(bào)方法。

4.1 空氣污染潛勢預(yù)報(bào)的決策和參數(shù) 一般情況下，空氣污染潛勢主要是針對(duì)污染物質(zhì)擴(kuò)散水平的表征?，F(xiàn)階段，對(duì)于空氣污染潛勢參數(shù)是無法進(jìn)行直接確定的，而是結(jié)合天氣狀況、相關(guān)因子等進(jìn)行參數(shù)的確定。因?yàn)槲廴疚镔|(zhì)擴(kuò)散強(qiáng)度與其分布和形態(tài)不存在直接關(guān)聯(lián)，所以，空氣污染潛勢預(yù)報(bào)的最終結(jié)果為當(dāng)?shù)貧庀鬆顩r參數(shù)，這些參數(shù)主要涵蓋了氣溫、日降水量、相對(duì)濕度、風(fēng)速、氣壓等。通過上邊的統(tǒng)計(jì)分析，除了天氣形勢外氣象參數(shù)已進(jìn)行了上述分析，現(xiàn)對(duì)天氣形勢進(jìn)行重點(diǎn)分析。

4.2 天氣狀況類別劃分 天氣狀況與所有氣象條件之間有機(jī)關(guān)聯(lián)，天氣狀況的不同，其氣象條件也將各不一致。如此一來，空氣污染物質(zhì)的擴(kuò)散強(qiáng)度將會(huì)受到天氣狀況的影響。筆者通過對(duì)地面天氣圖的分析和研究，主要分析了受污染天氣的地面天氣圖，將其大致分為以下2類：一是氣壓場較強(qiáng)，利于污染物質(zhì)擴(kuò)散類型；二是氣壓場較弱，阻礙污染物質(zhì)擴(kuò)散類型。

4.2.1 利于污染物質(zhì)擴(kuò)散類型 利于污染物質(zhì)擴(kuò)散類型的地面天氣圖，其通常發(fā)生在冷鋒之后、高壓附近的低壓帶等部分。冷鋒之后，高壓附近將會(huì)產(chǎn)生冷空氣，隨著冷空氣的南下程度逐步加深，逆溫層的平衡被完全打破，同時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的氣壓，風(fēng)速隨之提升，在這種環(huán)境條件下，空氣污染物將會(huì)充分?jǐn)U散；低壓控制過程中，云彩的數(shù)量增多，氣流比較順暢，呈現(xiàn)出一定的不穩(wěn)定性，將加速了空氣污染物質(zhì)的擴(kuò)散；高壓區(qū)前面，強(qiáng)冷空氣逐步到來，雨水已經(jīng)結(jié)束，北風(fēng)刮起，將加速了空氣污染物質(zhì)向下游擴(kuò)散，有利于本區(qū)域空氣質(zhì)量的提升。除此之外，冬季的雨雪，有利于空氣污染物的稀釋。

4.2.2 阻礙污染物質(zhì)擴(kuò)散類型 阻礙污染物質(zhì)擴(kuò)散類型的地面天氣圖，重點(diǎn)涵蓋了4個(gè)方面：一是華北地形槽類；二是冷高壓周圍；三是均壓場類；四是（弱）倒槽。倘若受到華北地形槽類制約的時(shí)候，上層空氣受高壓脊制約，下層受暖脊影響，上層暖流逐漸增加，逆溫發(fā)生變化，天氣狀況良好，十分平穩(wěn)，這種天氣不利于大氣污染物質(zhì)的擴(kuò)散，導(dǎo)致污染物質(zhì)濃度提升，該類型占總污染數(shù)量的40%；如果受到冷高壓制約的時(shí)候，天氣狀況良好，比較穩(wěn)定，同時(shí)風(fēng)速不大，氣流平穩(wěn)，輻射逆溫會(huì)相對(duì)增強(qiáng)，這樣將不利于大氣污染物質(zhì)的擴(kuò)散，導(dǎo)致污染物質(zhì)濃度增加。倘若受到均壓場影響的時(shí)候，上層沒有冷流與暖流的交互，整個(gè)大氣層顯得十分平穩(wěn)，不利于大氣污染物質(zhì)的有效擴(kuò)散。如果受到（弱）倒槽的影響，上層出現(xiàn)暖流，越接近地平面，氣壓越低，云彩越多，溫度越高，氣流越穩(wěn)定，這種狀態(tài)同樣不便于空氣污染物質(zhì)的有效擴(kuò)散，導(dǎo)致污染物濃度得以提升。endprint

分析表明，鄒平空氣質(zhì)量級(jí)別高于三級(jí)的月份通常發(fā)生在1a中的第一季度和12月份，筆者通過對(duì)鄒平2010年第一季度和12月空氣質(zhì)量的研究和地面天氣圖的分析，從分析結(jié)果來看，有16次強(qiáng)冷空氣，導(dǎo)致了34個(gè)輕微度、輕度污染日，其空氣污染指數(shù)介于100～180。有20個(gè)污染日發(fā)生于冷空氣出現(xiàn)之前，隨著冷空氣的來臨，造成弱氣壓場，風(fēng)速將降低，這樣將阻礙著空氣污染物的稀釋和擴(kuò)散。有24個(gè)污染日發(fā)生于冷空氣出現(xiàn)之時(shí)和過去之后，其空氣污染指數(shù)的范圍介于100～200，這種空氣污染物質(zhì)主要是來自于上游區(qū)域，隨著氣流的互動(dòng)造成本區(qū)域污染物質(zhì)的增多。兩次冷空氣加劇了可吸入顆粒物濃度的增加，兩次分別為輕微污染和重度污染，使得空氣質(zhì)量滿足國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的五級(jí)，造成這種結(jié)果的原因是上游狂風(fēng)導(dǎo)致的沙塵暴，將各種可吸入顆粒物質(zhì)擴(kuò)散過來，致使本區(qū)域污染物質(zhì)數(shù)量增多，嚴(yán)重影響到空氣質(zhì)量。

5 空氣污染物質(zhì)濃度統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)方法

空氣污染物質(zhì)濃度統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)過程中，首先需要進(jìn)行預(yù)報(bào)模式和方法的創(chuàng)設(shè)，然后進(jìn)行對(duì)象與因素關(guān)聯(lián)性的研究，置信度設(shè)置為0.005，檢驗(yàn)工具為T，從氣象條件中確定出6個(gè)平均要素：一是x，表示平均本站氣壓預(yù)報(bào)值（百帕）；二是x4，表示平均相對(duì)濕度預(yù)報(bào)值（10-2）；三是x2，表示平均氣溫預(yù)報(bào)值（℃）；四是xS，表示平均風(fēng)速預(yù)報(bào)值（m/s）；五是x3，表示平均水汽壓預(yù)報(bào)值（hPa）；六是x6，表示平均云量預(yù)報(bào)值（10-1）。

由于量級(jí)的大小各不相同，在研究和分析的過程中，將Y量級(jí)增加到1 000倍，之后將最終計(jì)算結(jié)果縮小1 000倍，其目的為了方便計(jì)算污染物質(zhì)濃度預(yù)報(bào)數(shù)值。

通過對(duì)污染數(shù)據(jù)和氣象條件的研究，選擇出具備代表性和典型性的氣象條件因素，利用逐步回歸方式進(jìn)行預(yù)報(bào)分析和統(tǒng)計(jì)。逐步回歸方式主要對(duì)氣象條件因素進(jìn)行逐一審查和選擇，將最終確定好的氣象條件納入計(jì)算公式中進(jìn)行計(jì)算，貢獻(xiàn)效率不大，效果不明顯的因素將被排除掉，實(shí)現(xiàn)方程的最優(yōu)解。由于季節(jié)和溫度的不同，空氣污染物濃度將各不相同，下面針對(duì)4個(gè)季節(jié)，進(jìn)行預(yù)報(bào)方程的設(shè)置：

春季：YPM10=1/1000（5549.0067-5.1509X1-11.1202X2+1.9031X3-2.6730X4）

YNO2=1/1000（-607.7512+0.7136X1-1.1120X2-1.8956X5-1.7234X6）

YSO2=1/1000（65.4167-1.7213X3-2.5152X5-2.0542X6）

夏季：YPM10=1/1000（-27.8891+5.8914x2-3.8141x3）

YNO2=1/1000（0.2221+0.0412x1+0.8895x2-1.3321x3-2.0213x5）

YSO2=1/1000（-0.1942+0.0576x1-0.3914x3-0.2732x4-1.3152x5）

秋季：YPM10=1/1000（81.234-0.5172x3-1.9423x6）

YNO2=1/1000（50.6342-0.95678x2-0.6534x6）

YSO2=1/1000（41.9345-0.7125x2-0.6954x6）

冬季：YPM10=1/1000（-910.7832+1.1012x1-3.9958x5）

YNO2=1/1000（42.5564-1.9856x5-0.9412x6）

YSO2=1/1000（3101.0056-2.9124x1-3.9123x6）

以上預(yù)報(bào)方程，在天氣狀況良好的時(shí)候，其結(jié)果很好，反之，如果天氣發(fā)生變化，其結(jié)果就沒有預(yù)期想象的那么好。究其原因，主要是明天的預(yù)報(bào)資料來自于對(duì)今天天氣狀況的分析，如果天氣狀況發(fā)生突變，那么明天的實(shí)際情況與預(yù)報(bào)情況相差甚遠(yuǎn)。

6 模式結(jié)論驗(yàn)證

為了對(duì)空氣污染物質(zhì)濃度預(yù)報(bào)情況與實(shí)際情況作出充分驗(yàn)證，筆者于2014年4月份對(duì)鄒平縣空氣中的可吸入微小顆粒進(jìn)行了實(shí)地測試，通過對(duì)測試的結(jié)果來看，可吸入微小顆粒平均濃度為輕微度污染，其天數(shù)有10d，1d的污染程度達(dá)到中度，預(yù)報(bào)與實(shí)際相符的有6d。與此同時(shí)，污染程度逐漸加深的預(yù)報(bào)基本無誤，污染濃度良好的情況預(yù)報(bào)天數(shù)與實(shí)際相符，只是有4d沒有進(jìn)行預(yù)報(bào)，有7d預(yù)報(bào)為優(yōu)級(jí)，預(yù)測準(zhǔn)確天數(shù)為3d，預(yù)報(bào)誤差率為29%。一級(jí)預(yù)報(bào)誤差天數(shù)為8d，二級(jí)預(yù)報(bào)誤差率為0。

為了確保上述驗(yàn)證結(jié)果的精準(zhǔn)性，筆者還對(duì)3月份可吸入微小顆粒濃度進(jìn)行了驗(yàn)證，其驗(yàn)證結(jié)果為：3月份的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確程度高達(dá)70.2%，空氣質(zhì)量為良的天數(shù)有18d，其中14d預(yù)報(bào)與實(shí)際相符，尚未有三級(jí)輕微度污染標(biāo)準(zhǔn)，有2d沒有預(yù)報(bào)，空氣質(zhì)量為優(yōu)級(jí)的天數(shù)有5d，報(bào)準(zhǔn)2d。

通過對(duì)2014年3月和4月預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果的對(duì)比得知，上述方程具備一定的可行性，能夠被運(yùn)用到實(shí)際操作過程中。隨著時(shí)間的推移和研究的深入，將對(duì)模式的預(yù)報(bào)效果進(jìn)行進(jìn)一步的檢驗(yàn)。

7 小結(jié)

（1）PM10是鄒平縣最主要的首要污染物，出現(xiàn)的天氣最多，API指數(shù)平均118，處于國家環(huán)境空氣質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（101

（2）鄒平縣空氣質(zhì)量具有明顯的季節(jié)變化變化特點(diǎn)，按照空氣質(zhì)量的好壞，4個(gè)季度排序依次為夏季、春季、秋季、冬季。

（3）空氣質(zhì)量與大氣溫度、風(fēng)速、大氣能見度、區(qū)域降水量、氣壓等氣象條件密切相關(guān)，不同季節(jié)影響空氣質(zhì)量的氣象因子并不相同。

（4）空氣污染指數(shù)與風(fēng)速、降水量、大氣能見度、云彩量等氣象條件呈反比例關(guān)系。

（5）統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)模式對(duì)污染物濃度的預(yù)報(bào)具有一定的預(yù)報(bào)能力，預(yù)報(bào)結(jié)果有較好的指示性，利用天氣形勢和氣象要素進(jìn)行分析和計(jì)算，能夠在一定程度上提升空氣污染濃度的預(yù)報(bào)標(biāo)準(zhǔn)，滿足空氣質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測需求。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)編：張宏民）

分析表明，鄒平空氣質(zhì)量級(jí)別高于三級(jí)的月份通常發(fā)生在1a中的第一季度和12月份，筆者通過對(duì)鄒平2010年第一季度和12月空氣質(zhì)量的研究和地面天氣圖的分析，從分析結(jié)果來看，有16次強(qiáng)冷空氣，導(dǎo)致了34個(gè)輕微度、輕度污染日，其空氣污染指數(shù)介于100～180。有20個(gè)污染日發(fā)生于冷空氣出現(xiàn)之前，隨著冷空氣的來臨，造成弱氣壓場，風(fēng)速將降低，這樣將阻礙著空氣污染物的稀釋和擴(kuò)散。有24個(gè)污染日發(fā)生于冷空氣出現(xiàn)之時(shí)和過去之后，其空氣污染指數(shù)的范圍介于100～200，這種空氣污染物質(zhì)主要是來自于上游區(qū)域，隨著氣流的互動(dòng)造成本區(qū)域污染物質(zhì)的增多。兩次冷空氣加劇了可吸入顆粒物濃度的增加，兩次分別為輕微污染和重度污染，使得空氣質(zhì)量滿足國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的五級(jí)，造成這種結(jié)果的原因是上游狂風(fēng)導(dǎo)致的沙塵暴，將各種可吸入顆粒物質(zhì)擴(kuò)散過來，致使本區(qū)域污染物質(zhì)數(shù)量增多，嚴(yán)重影響到空氣質(zhì)量。

5 空氣污染物質(zhì)濃度統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)方法

空氣污染物質(zhì)濃度統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)過程中，首先需要進(jìn)行預(yù)報(bào)模式和方法的創(chuàng)設(shè)，然后進(jìn)行對(duì)象與因素關(guān)聯(lián)性的研究，置信度設(shè)置為0.005，檢驗(yàn)工具為T，從氣象條件中確定出6個(gè)平均要素：一是x，表示平均本站氣壓預(yù)報(bào)值（百帕）；二是x4，表示平均相對(duì)濕度預(yù)報(bào)值（10-2）；三是x2，表示平均氣溫預(yù)報(bào)值（℃）；四是xS，表示平均風(fēng)速預(yù)報(bào)值（m/s）；五是x3，表示平均水汽壓預(yù)報(bào)值（hPa）；六是x6，表示平均云量預(yù)報(bào)值（10-1）。

由于量級(jí)的大小各不相同，在研究和分析的過程中，將Y量級(jí)增加到1 000倍，之后將最終計(jì)算結(jié)果縮小1 000倍，其目的為了方便計(jì)算污染物質(zhì)濃度預(yù)報(bào)數(shù)值。

通過對(duì)污染數(shù)據(jù)和氣象條件的研究，選擇出具備代表性和典型性的氣象條件因素，利用逐步回歸方式進(jìn)行預(yù)報(bào)分析和統(tǒng)計(jì)。逐步回歸方式主要對(duì)氣象條件因素進(jìn)行逐一審查和選擇，將最終確定好的氣象條件納入計(jì)算公式中進(jìn)行計(jì)算，貢獻(xiàn)效率不大，效果不明顯的因素將被排除掉，實(shí)現(xiàn)方程的最優(yōu)解。由于季節(jié)和溫度的不同，空氣污染物濃度將各不相同，下面針對(duì)4個(gè)季節(jié)，進(jìn)行預(yù)報(bào)方程的設(shè)置：

春季：YPM10=1/1000（5549.0067-5.1509X1-11.1202X2+1.9031X3-2.6730X4）

YNO2=1/1000（-607.7512+0.7136X1-1.1120X2-1.8956X5-1.7234X6）

YSO2=1/1000（65.4167-1.7213X3-2.5152X5-2.0542X6）

夏季：YPM10=1/1000（-27.8891+5.8914x2-3.8141x3）

YNO2=1/1000（0.2221+0.0412x1+0.8895x2-1.3321x3-2.0213x5）

YSO2=1/1000（-0.1942+0.0576x1-0.3914x3-0.2732x4-1.3152x5）

秋季：YPM10=1/1000（81.234-0.5172x3-1.9423x6）

YNO2=1/1000（50.6342-0.95678x2-0.6534x6）

YSO2=1/1000（41.9345-0.7125x2-0.6954x6）

冬季：YPM10=1/1000（-910.7832+1.1012x1-3.9958x5）

YNO2=1/1000（42.5564-1.9856x5-0.9412x6）

YSO2=1/1000（3101.0056-2.9124x1-3.9123x6）

以上預(yù)報(bào)方程，在天氣狀況良好的時(shí)候，其結(jié)果很好，反之，如果天氣發(fā)生變化，其結(jié)果就沒有預(yù)期想象的那么好。究其原因，主要是明天的預(yù)報(bào)資料來自于對(duì)今天天氣狀況的分析，如果天氣狀況發(fā)生突變，那么明天的實(shí)際情況與預(yù)報(bào)情況相差甚遠(yuǎn)。

6 模式結(jié)論驗(yàn)證

為了對(duì)空氣污染物質(zhì)濃度預(yù)報(bào)情況與實(shí)際情況作出充分驗(yàn)證，筆者于2014年4月份對(duì)鄒平縣空氣中的可吸入微小顆粒進(jìn)行了實(shí)地測試，通過對(duì)測試的結(jié)果來看，可吸入微小顆粒平均濃度為輕微度污染，其天數(shù)有10d，1d的污染程度達(dá)到中度，預(yù)報(bào)與實(shí)際相符的有6d。與此同時(shí)，污染程度逐漸加深的預(yù)報(bào)基本無誤，污染濃度良好的情況預(yù)報(bào)天數(shù)與實(shí)際相符，只是有4d沒有進(jìn)行預(yù)報(bào)，有7d預(yù)報(bào)為優(yōu)級(jí)，預(yù)測準(zhǔn)確天數(shù)為3d，預(yù)報(bào)誤差率為29%。一級(jí)預(yù)報(bào)誤差天數(shù)為8d，二級(jí)預(yù)報(bào)誤差率為0。

為了確保上述驗(yàn)證結(jié)果的精準(zhǔn)性，筆者還對(duì)3月份可吸入微小顆粒濃度進(jìn)行了驗(yàn)證，其驗(yàn)證結(jié)果為：3月份的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確程度高達(dá)70.2%，空氣質(zhì)量為良的天數(shù)有18d，其中14d預(yù)報(bào)與實(shí)際相符，尚未有三級(jí)輕微度污染標(biāo)準(zhǔn)，有2d沒有預(yù)報(bào)，空氣質(zhì)量為優(yōu)級(jí)的天數(shù)有5d，報(bào)準(zhǔn)2d。

通過對(duì)2014年3月和4月預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果的對(duì)比得知，上述方程具備一定的可行性，能夠被運(yùn)用到實(shí)際操作過程中。隨著時(shí)間的推移和研究的深入，將對(duì)模式的預(yù)報(bào)效果進(jìn)行進(jìn)一步的檢驗(yàn)。

7 小結(jié)

（1）PM10是鄒平縣最主要的首要污染物，出現(xiàn)的天氣最多，API指數(shù)平均118，處于國家環(huán)境空氣質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（101

（2）鄒平縣空氣質(zhì)量具有明顯的季節(jié)變化變化特點(diǎn)，按照空氣質(zhì)量的好壞，4個(gè)季度排序依次為夏季、春季、秋季、冬季。

（3）空氣質(zhì)量與大氣溫度、風(fēng)速、大氣能見度、區(qū)域降水量、氣壓等氣象條件密切相關(guān)，不同季節(jié)影響空氣質(zhì)量的氣象因子并不相同。

（4）空氣污染指數(shù)與風(fēng)速、降水量、大氣能見度、云彩量等氣象條件呈反比例關(guān)系。

（5）統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)模式對(duì)污染物濃度的預(yù)報(bào)具有一定的預(yù)報(bào)能力，預(yù)報(bào)結(jié)果有較好的指示性，利用天氣形勢和氣象要素進(jìn)行分析和計(jì)算，能夠在一定程度上提升空氣污染濃度的預(yù)報(bào)標(biāo)準(zhǔn)，滿足空氣質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測需求。

參考文獻(xiàn)

[1]董蕙青，黃海洪，何莉.廣西主要城市空氣質(zhì)量狀況及其氣象條件關(guān)系分析[J].廣西氣象，2001，32（4）.

[2]劉彩霞，邊瑋.天津市空氣質(zhì)量與預(yù)報(bào)因子相關(guān)分析[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2007，23（5）.

[3]連東英，林長城，郭進(jìn)敏，等.氣象條件變化對(duì)三明市空氣質(zhì)量的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，35（35）.

[4]曲曉黎，付桂琴，賈俊妹，等.2005-2009年石家莊市空氣質(zhì)量分布特征及其與氣象條件的關(guān)系[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)，2011，27（3）.

[5]孫向朋，彭勇剛.深圳市近年空氣質(zhì)量與氣象條件的關(guān)系[J].廣東氣象，2005，03.

[6]廉麗妹，高軍靖，束炯.城市大氣污染特征及其與氣象因子的關(guān)系[J].環(huán)境污染與防治，2011，33（5）.

[7]林長城，王宏，陳彬彬，等.福州和廈門大氣污染突變特征與氣象條件的關(guān)系[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，42（3）.

[8]肖舜，沈瑾，劉璐，等.西安世園會(huì)園區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量與氣象因子關(guān)系分析[J].干旱氣象，2012，01.

（責(zé)編：張宏民）

分析表明，鄒平空氣質(zhì)量級(jí)別高于三級(jí)的月份通常發(fā)生在1a中的第一季度和12月份，筆者通過對(duì)鄒平2010年第一季度和12月空氣質(zhì)量的研究和地面天氣圖的分析，從分析結(jié)果來看，有16次強(qiáng)冷空氣，導(dǎo)致了34個(gè)輕微度、輕度污染日，其空氣污染指數(shù)介于100～180。有20個(gè)污染日發(fā)生于冷空氣出現(xiàn)之前，隨著冷空氣的來臨，造成弱氣壓場，風(fēng)速將降低，這樣將阻礙著空氣污染物的稀釋和擴(kuò)散。有24個(gè)污染日發(fā)生于冷空氣出現(xiàn)之時(shí)和過去之后，其空氣污染指數(shù)的范圍介于100～200，這種空氣污染物質(zhì)主要是來自于上游區(qū)域，隨著氣流的互動(dòng)造成本區(qū)域污染物質(zhì)的增多。兩次冷空氣加劇了可吸入顆粒物濃度的增加，兩次分別為輕微污染和重度污染，使得空氣質(zhì)量滿足國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的五級(jí)，造成這種結(jié)果的原因是上游狂風(fēng)導(dǎo)致的沙塵暴，將各種可吸入顆粒物質(zhì)擴(kuò)散過來，致使本區(qū)域污染物質(zhì)數(shù)量增多，嚴(yán)重影響到空氣質(zhì)量。

5 空氣污染物質(zhì)濃度統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)方法

空氣污染物質(zhì)濃度統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)過程中，首先需要進(jìn)行預(yù)報(bào)模式和方法的創(chuàng)設(shè)，然后進(jìn)行對(duì)象與因素關(guān)聯(lián)性的研究，置信度設(shè)置為0.005，檢驗(yàn)工具為T，從氣象條件中確定出6個(gè)平均要素：一是x，表示平均本站氣壓預(yù)報(bào)值（百帕）；二是x4，表示平均相對(duì)濕度預(yù)報(bào)值（10-2）；三是x2，表示平均氣溫預(yù)報(bào)值（℃）；四是xS，表示平均風(fēng)速預(yù)報(bào)值（m/s）；五是x3，表示平均水汽壓預(yù)報(bào)值（hPa）；六是x6，表示平均云量預(yù)報(bào)值（10-1）。

由于量級(jí)的大小各不相同，在研究和分析的過程中，將Y量級(jí)增加到1 000倍，之后將最終計(jì)算結(jié)果縮小1 000倍，其目的為了方便計(jì)算污染物質(zhì)濃度預(yù)報(bào)數(shù)值。

通過對(duì)污染數(shù)據(jù)和氣象條件的研究，選擇出具備代表性和典型性的氣象條件因素，利用逐步回歸方式進(jìn)行預(yù)報(bào)分析和統(tǒng)計(jì)。逐步回歸方式主要對(duì)氣象條件因素進(jìn)行逐一審查和選擇，將最終確定好的氣象條件納入計(jì)算公式中進(jìn)行計(jì)算，貢獻(xiàn)效率不大，效果不明顯的因素將被排除掉，實(shí)現(xiàn)方程的最優(yōu)解。由于季節(jié)和溫度的不同，空氣污染物濃度將各不相同，下面針對(duì)4個(gè)季節(jié)，進(jìn)行預(yù)報(bào)方程的設(shè)置：

春季：YPM10=1/1000（5549.0067-5.1509X1-11.1202X2+1.9031X3-2.6730X4）

YNO2=1/1000（-607.7512+0.7136X1-1.1120X2-1.8956X5-1.7234X6）

YSO2=1/1000（65.4167-1.7213X3-2.5152X5-2.0542X6）

夏季：YPM10=1/1000（-27.8891+5.8914x2-3.8141x3）

YNO2=1/1000（0.2221+0.0412x1+0.8895x2-1.3321x3-2.0213x5）

YSO2=1/1000（-0.1942+0.0576x1-0.3914x3-0.2732x4-1.3152x5）

秋季：YPM10=1/1000（81.234-0.5172x3-1.9423x6）

YNO2=1/1000（50.6342-0.95678x2-0.6534x6）

YSO2=1/1000（41.9345-0.7125x2-0.6954x6）

冬季：YPM10=1/1000（-910.7832+1.1012x1-3.9958x5）

YNO2=1/1000（42.5564-1.9856x5-0.9412x6）

YSO2=1/1000（3101.0056-2.9124x1-3.9123x6）

以上預(yù)報(bào)方程，在天氣狀況良好的時(shí)候，其結(jié)果很好，反之，如果天氣發(fā)生變化，其結(jié)果就沒有預(yù)期想象的那么好。究其原因，主要是明天的預(yù)報(bào)資料來自于對(duì)今天天氣狀況的分析，如果天氣狀況發(fā)生突變，那么明天的實(shí)際情況與預(yù)報(bào)情況相差甚遠(yuǎn)。

6 模式結(jié)論驗(yàn)證

為了對(duì)空氣污染物質(zhì)濃度預(yù)報(bào)情況與實(shí)際情況作出充分驗(yàn)證，筆者于2014年4月份對(duì)鄒平縣空氣中的可吸入微小顆粒進(jìn)行了實(shí)地測試，通過對(duì)測試的結(jié)果來看，可吸入微小顆粒平均濃度為輕微度污染，其天數(shù)有10d，1d的污染程度達(dá)到中度，預(yù)報(bào)與實(shí)際相符的有6d。與此同時(shí)，污染程度逐漸加深的預(yù)報(bào)基本無誤，污染濃度良好的情況預(yù)報(bào)天數(shù)與實(shí)際相符，只是有4d沒有進(jìn)行預(yù)報(bào)，有7d預(yù)報(bào)為優(yōu)級(jí)，預(yù)測準(zhǔn)確天數(shù)為3d，預(yù)報(bào)誤差率為29%。一級(jí)預(yù)報(bào)誤差天數(shù)為8d，二級(jí)預(yù)報(bào)誤差率為0。

為了確保上述驗(yàn)證結(jié)果的精準(zhǔn)性，筆者還對(duì)3月份可吸入微小顆粒濃度進(jìn)行了驗(yàn)證，其驗(yàn)證結(jié)果為：3月份的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確程度高達(dá)70.2%，空氣質(zhì)量為良的天數(shù)有18d，其中14d預(yù)報(bào)與實(shí)際相符，尚未有三級(jí)輕微度污染標(biāo)準(zhǔn)，有2d沒有預(yù)報(bào)，空氣質(zhì)量為優(yōu)級(jí)的天數(shù)有5d，報(bào)準(zhǔn)2d。

通過對(duì)2014年3月和4月預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果的對(duì)比得知，上述方程具備一定的可行性，能夠被運(yùn)用到實(shí)際操作過程中。隨著時(shí)間的推移和研究的深入，將對(duì)模式的預(yù)報(bào)效果進(jìn)行進(jìn)一步的檢驗(yàn)。

7 小結(jié)

（1）PM10是鄒平縣最主要的首要污染物，出現(xiàn)的天氣最多，API指數(shù)平均118，處于國家環(huán)境空氣質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（101

（2）鄒平縣空氣質(zhì)量具有明顯的季節(jié)變化變化特點(diǎn)，按照空氣質(zhì)量的好壞，4個(gè)季度排序依次為夏季、春季、秋季、冬季。

（3）空氣質(zhì)量與大氣溫度、風(fēng)速、大氣能見度、區(qū)域降水量、氣壓等氣象條件密切相關(guān)，不同季節(jié)影響空氣質(zhì)量的氣象因子并不相同。

（4）空氣污染指數(shù)與風(fēng)速、降水量、大氣能見度、云彩量等氣象條件呈反比例關(guān)系。

（5）統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)模式對(duì)污染物濃度的預(yù)報(bào)具有一定的預(yù)報(bào)能力，預(yù)報(bào)結(jié)果有較好的指示性，利用天氣形勢和氣象要素進(jìn)行分析和計(jì)算，能夠在一定程度上提升空氣污染濃度的預(yù)報(bào)標(biāo)準(zhǔn)，滿足空氣質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測需求。

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（責(zé)編：張宏民）