西安市空氣質(zhì)量時(shí)空分布特征及主要成因分析

毛春艷

(貴州師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025)

0 引言

空氣質(zhì)量指數(shù)(air quality index，AQI)是定量地描述空氣質(zhì)量狀況的參數(shù)，也是報(bào)告每日空氣質(zhì)量的參數(shù)[1]，參與空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)的主要污染物為二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、細(xì)顆粒物(PM2.5)、可吸入顆粒物(PM10)、臭氧(O3)、一氧化碳(CO)等六項(xiàng)[2-3]。而主要?dú)庀蟮孛嬉?溫度、氣壓、濕度、風(fēng)向風(fēng)速、降雨等)對(duì)空氣質(zhì)量指數(shù)有很大的影響，甚至對(duì)大氣污染物濃度的影響占主要地位[4-7]?？諝赓|(zhì)量問(wèn)題一直是世界各國(guó)關(guān)注的重要內(nèi)容，且隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，問(wèn)題日趨嚴(yán)重[8-9]?？諝馕廴疚锱c心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)等疾病的發(fā)生密切相關(guān)，是影響人體健康的重要因素[10-12]。近年來(lái)，有大量研究空氣質(zhì)量和氣象要素關(guān)系、研究空氣質(zhì)量的時(shí)空分布特征及主要成因的論文，并取得相應(yīng)成果[13-23]。以往研究涉及的城市環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)樣本偏少，缺少數(shù)據(jù)的對(duì)比性，時(shí)效性不強(qiáng)等問(wèn)題。西安經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，及時(shí)更新空氣質(zhì)量的研究時(shí)段十分重要。利用2016—2018年西安市空氣質(zhì)量狀況的日?qǐng)?bào)數(shù)據(jù)，包括13個(gè)國(guó)控監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)的污染物濃度日?qǐng)?bào)數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)，通過(guò)處理分析，得出西安市2016—2018年AQI的年、季、月的時(shí)間分布數(shù)據(jù)、首要污染物數(shù)據(jù)、污染等級(jí)天數(shù)累計(jì)數(shù)據(jù)、空間分布數(shù)據(jù)和AQI與主要地面氣象要素的相關(guān)性數(shù)據(jù)，分析西安市空氣質(zhì)量時(shí)空變化特征及其成因，對(duì)西安市的環(huán)境治理有重要的意義。

1 研究區(qū)概況

西安是陜西省省會(huì)，包含有9區(qū)4縣，其中新城區(qū)、碑林區(qū)、蓮湖區(qū)、雁塔區(qū)、未央?yún)^(qū)及霸橋區(qū)、臨潼區(qū)、長(zhǎng)安區(qū)、閻良區(qū)為9區(qū)，周至縣、高陵縣、藍(lán)田縣、戶(hù)縣為4縣[24]。西安市位于渭河流域中部關(guān)中盆地，東經(jīng)107.40°～109.49°和北緯33.42°～34.45°之間。東以零河和灞源山地為界，西以太白山地及青化黃土臺(tái)塬為界，北至渭河，南至北秦嶺主脊，與佛坪縣、寧陜縣、柞水縣分界[25]。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

氣象資料來(lái)自于中國(guó)天氣網(wǎng)(http：//www.weather.com.cn/)、中國(guó)氣象數(shù)據(jù)共享網(wǎng)(data.cma.cn/)公布的2016—2018年西安市氣溫、降水、濕度、風(fēng)量逐日觀測(cè)資料；空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)來(lái)自于全國(guó)城市空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)發(fā)布平臺(tái)(http：//106.37.208.233：20035/)和中華人民共和國(guó)生態(tài)環(huán)境部數(shù)據(jù)中心(http：//datacenter.mee.gov.cn)。采用西安市2016—2018年全市平均逐日空氣質(zhì)量指數(shù)及該時(shí)間段PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3等6項(xiàng)空氣污染物濃度平均值和西安市城區(qū)所設(shè)置13個(gè)國(guó)控監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(表1)。

表1 西安市空氣質(zhì)量國(guó)控監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置Tab.1 Location of air quality monitoring sites in Xi'an

2.2 研究方法

2.2.1 空間插值法

空間插值是根據(jù)地理空間的相近相關(guān)性，利用局部已知點(diǎn)來(lái)估算未知點(diǎn)的方法，通過(guò)已知樣點(diǎn)選擇精度較高的插值方法來(lái)創(chuàng)建表面。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，常用的插值方法有反距離權(quán)重法(inverse distance weighted，IDW)、克里金法(Kriging)[26]和樣條函數(shù)法(Spline)等，文章利用反距離權(quán)重插值法分析西安市空氣質(zhì)量的空間分布特征。

2.2.2 相關(guān)性分析

隨著社會(huì)和科技的發(fā)展，我們對(duì)于 pearson 相關(guān)性的計(jì)算通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算軟件SPSS 完成，其公式為：

(1)

其中，樣本的簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)一般用R表示，其中n為樣本量，X、Y分別為兩個(gè)變量的觀測(cè)值和均值。R描述的是兩個(gè)變量間線性相關(guān)強(qiáng)弱的程度，R的絕對(duì)值越大，表明相關(guān)性越強(qiáng)[27]。

2.2.3 AQI算法分類(lèi)、標(biāo)準(zhǔn)

計(jì)算方法是根據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術(shù)規(guī)定(試行)(HJ633—2012)[28]。標(biāo)準(zhǔn)為2012年發(fā)布的GB3095—2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[29]，規(guī)定6項(xiàng)監(jiān)測(cè)污染物AQI分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)即AQI值大于100為空氣污染，小于等于100為空氣優(yōu)良。AQI一共分為六級(jí)：一級(jí)優(yōu)(0～50)，二級(jí)良(51～100)，三級(jí)輕度污染(101～150)，四級(jí)中度污染(151～200)，五級(jí)重度污染(201～300)，六級(jí)嚴(yán)重污染(>300)[30]。

3 西安市空氣質(zhì)量時(shí)空分布特征

3.1 AQI值時(shí)間分布特征

3.1.1 AQI值年分布特征(圖2)

由圖2可知，西安市2018年空氣質(zhì)量最好(112)，其次是2016年(116)，2017年空氣質(zhì)量最差(123)。

圖2 2016—2018年西安市AQI均值分布圖Fig.2 Distribution of the mean value of AQI inXi'an from 2016 to 2018

3.1.2 AQI值的季節(jié)分布(圖3)

由箱式圖(圖3)可知，2016—2018年西安市AQI季節(jié)變化規(guī)律較為明顯。2016年各個(gè)季度AQI均值的規(guī)律為：冬季(160)>秋季(113)>春季(103)>夏季(89)，且夏季值較集中，而冬季較為離散，最值差較大；2017年各個(gè)季度AQI均值的規(guī)律為：冬季(188)>夏季(107)>春季(103)>秋季(94)，且春季、秋季數(shù)據(jù)較集中，冬季數(shù)據(jù)較為離散；2018年各個(gè)季度AQI均值的規(guī)律為：冬季(149)>春季(108)>夏季(100)>秋季(90)，且秋季值較集中，而冬季較為離散?？偟膩?lái)說(shuō)，2016—2018年西安市AQI均值的季節(jié)規(guī)律為：冬季(166)>春季(105)>秋季(99)>夏季(98)，且冬季值較為離散，最值相差較大。

圖3 2016—2018年西安市AQI值季度分布圖Fig.3 Seasonal distribution of AQI values inXi'an from 2016 to 2018

3.1.3 AQI值的月分布特征(圖4)

由圖4可知，從1月至12月AQI均值的分布大致都呈現(xiàn)2月至10月(除2017年2月較高)較低，1月、11月、12月較高的趨勢(shì)，且2017年1月出現(xiàn)月最高值229，2018年9月出現(xiàn)月最小值為61。在2016—2018年各月AQI均值中，2016年月平均AQI最小值出現(xiàn)在10月，為79，最大值出現(xiàn)在12月，為214；2017年月平均AQI最小值也出現(xiàn)在10月，為76，最大值出現(xiàn)在1月，為229；2018年月平均AQI最小值出現(xiàn)在9月，為61，最大值出現(xiàn)在1月，為182。

圖4 2016—2018年西安市AQI值月份分布圖Fig.4 Monthly distribution of AQI values inXi'an from 2016 to 2018

3.1.4 AQI值的日分布特征(圖5)

由圖5可知，西安市2016年1月1日至2018年12月31日中，每年AQI值的變化規(guī)律大體一致，都呈先緩慢下降后緩慢上升的趨勢(shì)。且每年11月1日至1月31日AQI值基本都較高，特別是2016年12月1日至2017年2月28日出現(xiàn)了高峰值，且最高值出現(xiàn)在2017年1月5日，高達(dá)499；而每年3月1日至10月31日，AQI值較低，波動(dòng)較小，其中最低值出現(xiàn)在2017年10月3日，僅為32。但在2017年5月5日AQI出現(xiàn)一個(gè)反常峰值為457，原因是2017年5月4日和5日北方地區(qū)出現(xiàn)一場(chǎng)大范圍沙塵暴，使空氣中顆粒物含量超標(biāo)，AQI值急劇增高。

圖5 2016—2018年西安市AQI值逐日分布圖Fig.5 Daily distribution of AQI values inXi'an from 2016 to 2018

3.2 空氣質(zhì)量級(jí)別累計(jì)分析

由表2可知，2016—2018年優(yōu)良等級(jí)天數(shù)為568 d，占三年總天數(shù)的51.82%。其中AQI值在51

表2 2016—2018年西安市空氣質(zhì)量指數(shù)逐日累計(jì)情況Tab.2 The cumulative daily air quality index ofXi'an from 2016 to 2018 (單位：天)

～100范圍內(nèi)累計(jì)510 d，占空氣質(zhì)量良好類(lèi)別天數(shù)的89.79%、三年總天數(shù)的46.53%；AQI值在0～50范圍內(nèi)累計(jì)為58 d，僅占三年總天數(shù)的5.29%。而2016—2018年中有空氣污染類(lèi)別累計(jì)天數(shù)為528 d，占三年總天數(shù)的48.18%。

圖6表明，2016—2018年西安市空氣質(zhì)量等級(jí)為優(yōu)良天數(shù)規(guī)律為：2018(54%)>2016(53%)>2017(48%)，三年中2018年空氣質(zhì)量較好，而2017年空氣質(zhì)量較差，其中空氣質(zhì)量等級(jí)為優(yōu)的天數(shù)逐漸增多，從2016年的4%增至2018年的7%。2016年空氣重度污染及嚴(yán)重污染天數(shù)累計(jì)占比為8%和2%，中度污染類(lèi)別天數(shù)占比為27%，2017年占比分別為7%、4%和31%，2018年占比分別為6%、1%和29%。

圖6 2016—2018年西安市空氣污染狀況累計(jì)百分比Fig.6 The cumulative percentage of air pollution inXi'an from 2016 to 2018

從2016—2018年每個(gè)季度空氣污染狀況看(圖7)，空氣污染類(lèi)別有明顯季節(jié)差異?？諝赓|(zhì)量良好類(lèi)別天數(shù)占三年總天數(shù)比為：秋季(69%)>春季(55%)=夏季(55%)>冬季(28%)，三年中秋季的空氣質(zhì)量良好天數(shù)最多，冬季最少；在有空氣污染類(lèi)別天數(shù)中，春季無(wú)嚴(yán)重污染等級(jí)天數(shù)，重度污染和中度污染占3%和5%；夏季無(wú)重度污染和嚴(yán)重污染情況，中度污染占8%；秋季嚴(yán)重污染占1%，重度污染和中度污染占5%和8%；而冬季重度污染占據(jù)20%，嚴(yán)重污染占8%，共占整個(gè)冬季約30%的天數(shù)，表明冬季空氣污染較為嚴(yán)重。總體上看，西安市空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良類(lèi)最多的出現(xiàn)在秋季，各污染級(jí)別天數(shù)主要出現(xiàn)在冬季。

圖7 2016—2018年西安市季度空氣污染狀況累計(jì)百分比Fig.7 The cumulative percentage of seasonal air pollution inXi'an from 2016 to 2018

3.3 首要污染物累計(jì)分析

由表3可知，2016—2018年西安市天數(shù)最多的首要污染物為PM10、PM2.5和O3，即西安的首要污染物主要為PM10、PM2.5和O3。其中2016年P(guān)M10、PM2.5和O3為首要污染物的污染天數(shù)分別為123 d、117 d和102 d，2017年分別為74 d、132 d和99 d，2018年分別為89 d、104 d和103 d。空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良等級(jí)天數(shù)由2016年的15 d逐漸增至2018年的27 d，空氣質(zhì)量逐漸上升。而2016—2018年西安市首要污染物為CO和SO2的情況未出現(xiàn)。

表3 2016—2018年西安市首要污染物逐日累計(jì)情況Tab.3 Daily cumulative situation of main pollutants inXi'an from 2016 to 2018

從2016—2018年首要污染物累計(jì)情況看(圖8)，2016年首要污染物累計(jì)占比為PM10(33%)>PM2.5(31%)>O3(27%)>NO2(4%)，2017年為PM10(35%)>O3(26%)>PM2.5(20%)>NO2(14%)，2018年為PM10(28%)>O3(27%)>PM2.5(24%)>NO2(14%)。其中2016年的首要污染物主要是PM10和PM2.5，分別為31%和33%，2017年分別為35%和20%，2018年分別為28%和24%，即PM2.5為首要污染物的時(shí)間有所減少，PM2.5污染情況有所改善；而NO2占比從2016年的4%到2018年的14%，即空氣中NO2的污染逐漸增加，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)NO2污染的治理。

圖8 2016—2018年西安市首要污染物累計(jì)百分比Fig.8 The cumulative percentage of main pollutants inXi'an from 2016 to 2018

由圖9可知，在2016—2018年中，春季首要污染物為PM2.5的天數(shù)占三年春季總天數(shù)的46%，空氣優(yōu)良無(wú)污染天數(shù)僅占2%，其余為PM10占19%、O3占18%和NO2占14%；夏季主要的首要污染物為O3的天數(shù)占三年夏季總天數(shù)的79%，無(wú)污染天數(shù)為9%，其余的PM2.5、PM10和NO2僅占11%；秋季首要污染物主要為PM10，占三年秋季總天數(shù)的38%，無(wú)污染天數(shù)占9%，其余為PM2.5占21%、O3占11%和NO2占21%；冬季首要污染物為PM10的天數(shù)占三年冬季總天數(shù)的67%，PM2.5占27%，NO2占6%，而O3為首要污染物和空氣無(wú)污染類(lèi)別天數(shù)都為零。

圖9 2016—2018年西安市季度首要污染物累計(jì)百分比Fig.9 The cumulative percentage of seasonal mainpollutants in Xi'an from 2016 to 2018

3.4 AQI值空間分布特征

由圖10-圖12可知，2016—2018年西安市AQI值分布特征為：西安市北部即未央?yún)^(qū)、閻良區(qū)AQI值較高，空氣質(zhì)量相對(duì)較差；東南部即臨潼區(qū)、灞橋區(qū)、長(zhǎng)安區(qū)AQI值較低，空氣質(zhì)量相對(duì)良好。而且自2016年至2018年AQI值有逐漸降低的趨勢(shì)，西安市空氣質(zhì)量在逐漸變好。

圖1 西安市行政區(qū)劃圖Fig.1 Administrative divisions of Xi'an

2016年西安市的AQI值空間分布情況為(圖10)：在經(jīng)開(kāi)區(qū)AQI達(dá)最大，值域范圍為131～137，其次為草灘125～128，而長(zhǎng)安區(qū)、興慶小區(qū)及臨潼區(qū)AQI值最小范圍為109～115。即未央?yún)^(qū)AQI值較高，空氣質(zhì)量較差；蓮湖區(qū)、新城區(qū)、碑林區(qū)AQI值在120～125范圍內(nèi)，空氣質(zhì)量差；長(zhǎng)安區(qū)、灞橋區(qū)、臨潼區(qū)、閻良區(qū)AQI值在109～120范圍內(nèi)，空氣質(zhì)量較好。

圖10 2016年西安市AQI的空間分布Fig.10 The spatial distribution of AQI in Xi'an in 2016

由圖11可知，2017年西安市北部AQI值較高，在123～128范圍內(nèi)，即閻良區(qū)、未央?yún)^(qū)、蓮湖區(qū)、新城區(qū)、碑林區(qū)、雁塔區(qū)西部和長(zhǎng)安區(qū)北部AQI值相對(duì)較高，特別是未央?yún)^(qū)和蓮湖區(qū)，空氣質(zhì)量相對(duì)較差；西安市東部和東南部AQI值相對(duì)較低，在120～123范圍內(nèi)，即臨潼區(qū)、灞橋區(qū)、雁塔區(qū)東部和長(zhǎng)安區(qū)南部地區(qū)，特別是臨潼區(qū)和灞橋區(qū)，空氣質(zhì)量相對(duì)較好。

圖11 2017年西安市AQI的空間分布Fig.11 The spatial distribution of AQI in Xi'an in 2017

由圖12可知，2018年西安市北部AQI值較高，在113.63～115.23范圍內(nèi)，即未央?yún)^(qū)、閻良區(qū)、蓮湖

圖12 2018年西安市AQI的空間分布Fig.12 The spatial distribution of AQI in Xi'an in 2018

區(qū)西部、灞橋區(qū)北部和臨潼區(qū)北部AQI值較高，特別是未央?yún)^(qū)和閻良區(qū)，空氣質(zhì)量較差；南部AQI值較低，在112.42～113.63范圍內(nèi)，即長(zhǎng)安區(qū)、雁塔區(qū)、碑林區(qū)、新城區(qū)、蓮湖區(qū)東部、灞橋區(qū)南部及臨潼區(qū)南部AQI值較低，特別是雁塔區(qū)東部、長(zhǎng)安區(qū)東部和灞橋區(qū)南部地區(qū)，空氣質(zhì)量較好。

由圖13-圖15可知，2016—2018年春季AQI值西安市西北部的未央?yún)^(qū)較高，東南部的臨潼區(qū)、長(zhǎng)安區(qū)較低；夏季AQI值北部的未央?yún)^(qū)、閻良區(qū)、新城區(qū)和蓮湖區(qū)較高，東南部的長(zhǎng)安區(qū)、灞橋區(qū)南部較低；秋季AQI值未央?yún)^(qū)、灞橋區(qū)、新城區(qū)、蓮湖區(qū)、碑林區(qū)較高，臨潼區(qū)、長(zhǎng)安區(qū)較低；冬季整體AQI值都比較高，特別是未央?yún)^(qū)、灞橋區(qū)，臨潼區(qū)則相對(duì)較低。

圖13 西安市2016年各季度的AQI分布Fig.13 Seasonal distribution of AQI in Xi'an in 2016

2016年春季西安市西北部的未央?yún)^(qū)和蓮湖區(qū)AQI值較高，值域?yàn)?11～127，東北部的閻良區(qū)和臨潼區(qū)較低，值域?yàn)?4～106；夏季AQI整體較低，相對(duì)來(lái)說(shuō)未央?yún)^(qū)、新城區(qū)和閻良區(qū)AQI值較高，值域?yàn)?4～112，東南部的碑林區(qū)、雁塔區(qū)和長(zhǎng)安區(qū)較低，在76～92范圍內(nèi)；秋季西北部的未央?yún)^(qū)和蓮湖區(qū)AQI值較高，值域?yàn)?20～143，其余各區(qū)值相對(duì)較低，在102～120范圍內(nèi)；冬季AQI值整體都高，相對(duì)來(lái)說(shuō)未央?yún)^(qū)、雁塔區(qū)東部和碑林區(qū)較高，值域?yàn)?62～181，閻良區(qū)和長(zhǎng)安區(qū)西南部較低，在149～162范圍內(nèi)。

圖14 西安市2017年各季度的AQI分布Fig.14 Seasonal distribution of AQI in Xi'an in 2017

圖15 西安市2018年各季度的AQI分布Fig.15 Seasonal distribution of AQI in Xi'an in 2018

2017年春季西安市西北部的未央?yún)^(qū)和蓮湖區(qū)AQI值較高，值域?yàn)?06～114，東北部的雁塔區(qū)和臨潼區(qū)較低，值域?yàn)?7～103；夏季未央?yún)^(qū)、蓮湖區(qū)和雁塔區(qū)西部AQI值較高，值域?yàn)?11～126，東南部的灞橋區(qū)、新城區(qū)和雁塔區(qū)東部較低，在95～107范圍內(nèi)；秋季臨潼區(qū)AQI值較低，值域?yàn)?2～90，其余各區(qū)值相對(duì)較高，在92～102范圍內(nèi)，特別是閻良區(qū)、未央?yún)^(qū)和蓮湖區(qū)；冬季AQI值整體都高，特別是未央?yún)^(qū)、蓮湖區(qū)、新城區(qū)和雁塔區(qū)較高，值域?yàn)?83～201，臨潼區(qū)較低，在166～180范圍內(nèi)。

2018年春季西安市AQI值北部的未央?yún)^(qū)、蓮湖區(qū)和灞橋區(qū)上部較高，值域?yàn)?11～114，長(zhǎng)安區(qū)和臨潼區(qū)較低，值域?yàn)?07～110；夏季AQI值蓮湖區(qū)和閻良區(qū)較高，值域?yàn)?9～113，東南部的灞橋區(qū)和雁塔區(qū)值較低，在82～95范圍內(nèi)；秋季AQI值臨潼區(qū)、新城區(qū)和雁塔區(qū)較低，值域?yàn)?5～92，其余各區(qū)值相對(duì)較高，在92～99范圍內(nèi)，特別是灞橋區(qū)、未央?yún)^(qū)、蓮湖區(qū)和碑林區(qū)；冬季AQI值整體都高，特別是未央?yún)^(qū)、蓮湖區(qū)和閻良區(qū)較高，值域?yàn)?50～166，臨潼區(qū)、灞橋區(qū)、雁塔區(qū)和長(zhǎng)安區(qū)南部較低，在140～150范圍內(nèi)。

4 空氣污染原因分析

4.1 AQI與大氣主要污染物相關(guān)性分析

由表4可知：AQI與CO、NO2、PM10、PM2.5、SO2都存在相關(guān)性，其皮爾遜相關(guān)系數(shù)分別為：PM10(R=0.894**)、PM2.5(R=0.899**)、CO(R=0.724**)、NO2(R=0.608**)、SO2(R=0.636**)和O3(R=-0.168**)，表明AQI與PM10、PM2.5、CO、NO2、SO2都有較強(qiáng)正相關(guān)性(R≥0.5)，而與O3呈弱負(fù)相關(guān)性(-0.25

表4 AQI與大氣主要污染物相關(guān)性Tab.4 Correlation between AQI and main air pollutants

4.2 AQI與主要地面氣象要素相關(guān)性分析

由表5可知，AQI與溫度、降水、濕度和風(fēng)力在0.05水平上都呈負(fù)相關(guān)，且皮爾遜相關(guān)系數(shù)分別為：降水(R=-0.214**)、氣溫(R=-0.311**)、風(fēng)力(R=0.180**)和濕度(R=-0.072*)，其中AQI與濕度呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)(R≤-0.5)，與氣溫呈中等程度負(fù)相關(guān)(-0.5

表5 AQI與主要?dú)庀笠叵嚓P(guān)性Tab.5 Correlation between AQI and mainmeteorological elements

AQI與降雨在春季(R=-0.250**)和夏季(R=0.335**)都呈中等程度負(fù)相關(guān)，在秋季(R=0.243**)和冬季(R=-0.112)呈弱負(fù)相關(guān)；與氣溫在春季(R=-0.043)和秋季(R=-0.345**)呈弱負(fù)相關(guān)和中等程度負(fù)相關(guān)，而在夏季(R=0.455**)和冬季(R=0.188**)呈中等程度正相關(guān)和弱正相關(guān)；與濕度在春季(R=-0.240**)和秋季(R=-0.082)都呈弱負(fù)相關(guān)，在夏季(R=-0.590**)呈中等程度負(fù)相關(guān)，而在冬季(R=0.433)呈中等程度正相關(guān)；與風(fēng)量在春季和夏季都呈弱負(fù)相關(guān)，在秋季(R=-0.300**)和冬季(R=-0.391)呈中等程度負(fù)相關(guān)。主要是因?yàn)槲靼彩欣渑蓾穹置?、夏季雨熱同期，降水?duì)顆粒物、揚(yáng)塵等有凈化作用。

5 結(jié)論

1)在2016—2018年中，2018年空氣質(zhì)量最好(112)，其次是2016年(116)，2017年空氣質(zhì)量最差(123)。AQI值的季節(jié)分布和月分布的規(guī)律較為明顯，季節(jié)分布為：冬季(166)>春季(105)>秋季(99)>夏季(98)；月分布為：AQI均值的分布大致都呈現(xiàn)2月至10月較低，1月、11月、12月較高的趨勢(shì)。日均值的最高值出現(xiàn)在2017年1月5日，為499，最低值出現(xiàn)在2017年10月3日，僅為32。但2017年5月5日出現(xiàn)一個(gè)反常峰值，為457，原因是2017年5月4日和5日北方地區(qū)出現(xiàn)一場(chǎng)大范圍沙塵暴，使空氣中顆粒物含量急速上升。

2)2016—2018年西安市空氣質(zhì)量等級(jí)累計(jì)優(yōu)良等級(jí)天數(shù)為568 d，占三年總天數(shù)的51.82%，三年優(yōu)良天數(shù)規(guī)律為：2018年(54%)>2016年(53%)>2017年(48%)?？諝馕廴绢?lèi)別有明顯季節(jié)差異，空氣質(zhì)量良好天數(shù)占比為：秋季(69%)>春季(55%)=夏季(55%)>冬季(28%)，各污染級(jí)別天數(shù)主要出現(xiàn)在冬季。

3)2016—2018年西安市天數(shù)最多的首要污染物為PM10、PM2.5和O3，即西安的首要污染物主要為PM10、PM2.5和O3。而2016—2018年西安市首要污染物為CO和SO2的情況未出現(xiàn)。

4)2016—2018年西安市AQI值空間分布特征為：西北方向即未央?yún)^(qū)、閻良區(qū)AQI值較高；東南方向即臨潼區(qū)、灞橋區(qū)、長(zhǎng)安區(qū)AQI值較低；呈西北高東南低的趨勢(shì)。

5)AQI與PM10(0.894)、PM2.5(0.899)、CO(0.724)、NO2(0.608)、SO2(0.636)都有較強(qiáng)正相關(guān)性，與O3(-0.168)則呈現(xiàn)弱負(fù)相關(guān)。AQI與主要地面氣象要素(降雨(-0.214)、氣溫(0.311)、風(fēng)力(0.180)和濕度(-0.72)在0.05水平上都呈負(fù)相關(guān)，其中AQI與濕度呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)，與氣溫呈中等程度負(fù)相關(guān)，與降雨和風(fēng)力呈弱負(fù)相關(guān)。