空气负离子浓度分布特征及其与环境因子的关系

大气离子是由许多自然和人为的原因产生,并且它们的浓度在不同环境场所下差别很大。选取我国南部沿海某省份作为研究区域,挑选近10处具有代表性的环境场所进行实测研究,收集了空气正、负离子浓度、风速、空气温度、相对湿度、材料和植物负离子浓度等数据。实测数据表明：地面上的空气负离子浓度随着地理环境因素（瀑布、海边、峡谷、乡村田野、郊区旷野、县城等）不同差别很大,其中瀑布〉海边〉峡谷〉溪流〉县城;同时空气负离子浓度与风速、水、植物、相对湿度等有较为密切的关系。通过对实测数据进行分析得出以下结论,1）空气的摩擦可以有效显著地增加空气中负离子的浓度,两者呈现出一定的正相关关系。2）水体在撞击和喷射过程能加快正负电荷的分离,水速流动地越快,相应摩擦产生的电离能越大,周边环境的空气负离子浓度就越高;同时随着距离的衰减,环境中的空气负离子浓度也在不断地降低。3）空气负离子浓度与植物群落的种类结构和配置相关,其中高处复层结构植物〉低处复层结构植物〉低处单层结构植物。4）相对湿度与空气负离子具有良好的相关性。5）温度与空气负离子的关系有待进一步明确。6）适宜的温度、湿度以及风速能使人感到舒服,有益于人体的健康。7）自然生态环境整体而言,空气负离子浓度大,空气清洁度均为A级最清洁。通过结果和分析给城市生态环境建设方面以重要的启示,因此作者从城市规划层面进一步提出以下建议：1）以自然环境的空气负离子浓度值为参考标准研究城市环境的空气负离子浓度和空气清洁度,进行符合气候和生态资源运行状态的设计,对于优化城市生态环境和城乡规划建设的水平有着重要的意义。2）加强自然通风、增加水体景观设计以及扩大绿地并减少不必要的硬质广?     

中国城市环境中空气负离子研究进展

空气负离子被誉为“空气维生素和生长素”,其浓度被列为衡量空气质量好坏的一个重要指标,对于城市空气质量的改善意义重大。综述了中国城市环境空气负离子研究方面的主要进展,对空气离子产生的机理机制、观测方法、时空特征、评价指标体系以及关键影响因子及其相互之间的关系等方面进行深入和系统的阐述。其中重点阐述了空气负离子与不同自然环境和建筑环境的关系。国内外主要研究结果表明,(1)不同环境场所下空气负离子浓度差别很大,呈现出由城市中心到郊区再到乡村逐渐增大的趋势。(2)空气负离子浓度的年变化和日变化均存在明显差异。(3)水体对空气负离子浓度影响较大,动态水的空气负离子浓度大于静态水,以瀑布为最大。同时离水体的距离越近,周边的空气负离子浓度越高。(4)空气负离子与风的关系最为密切,有风时空气负离子浓度高于无风时,且风速与空气中负离子浓度成正相关。其他因素如温湿度、天气状况、植物绿化、建筑材料以及建筑高度等都能影响空气负离子浓度的高低,从而影响城市环境的空气清新度,其中有研究者发现空气负离子能够降低空气中颗粒物的浓度,并与PM2.5的关系最大。这些研究为综合地指导和评价城市环境空气质量提供科学依据和设计思路。因此笔者结合中国城市化的进程,进一步提出了更多的想法：(1)在控制性详细规划的层面上,与城市设计和城市绿地系统等研究结合起来,开展周期性的空气负离子浓度实证研究。(2)尝试建立空气负离子浓度与城市住区通风关系的评估方法,为城市住区空气清新度与通风关系的评估做应用性基础研究。     

城市住区空气负离子浓度时空变化及空气质量评价--以合肥市为例

以夏热冬冷地区合肥市为研究区域,从建筑布局、空间形态、建筑密度、交通路网、植物绿化等方面综合考虑城市住区的不同环境特征,选择12个样点进行实地观测,于2013年8至2014年1月进行了空气离子浓度、风速、温度、相对湿度等指标的实地测定,并对数据进行筛选分析得出结果,空气负离子浓度随季节变化较为明显,夏季最高,平均浓度约为358/cm3,秋季次之,平均浓度约为338/cm3,冬季最低,平均浓度约为322/cm3。总体看来,上午9：00─10：00和下午14：30─15：30区间空气负离子浓度最高,上午10：30和下午16：00─16：30区间空气负离子浓度相对较低。②自由式布局和具有较明显开敞空间的测试样点空气负离子浓度较高。夏季样点9空气负离子浓度最高,平均浓度为815/cm3;秋季样点12空气负离子浓度最高,平均浓度约为483/cm3;冬季样点9空气负离子浓度最高,平均浓度约为407/cm3。最后运用单极系数和安培空气质量评价指数对住区空气质量进行评价,得出住区环境的空气清洁度以允许和清洁为主,等级多分布在D级和B级。根据这些结果和分析得出以下结论：在不同的季节,住区室外环境的空气负离子浓度变化较为明显,夏季最高,冬季最低。②影响城市住区空气负离子浓度最主要气象因子是风速、温度和相对湿度,其中风速和温度与空气负离子浓度呈现出正相关,而相对湿度则总体趋势不明确。③采取层次丰富的植物结构有利于提高环境的空气负离子浓度。④空气负离子浓度与空气清洁度有着密切关系,不同的环境特征下空气清洁度存在差异。⑤以空气负离子浓度为参考标准指导并优化住区建筑布局,不仅有利于提高住区人居环境质量评价工作的科学管理水平,同时对于提高居民的健康水平和营造健康舒适的居住环境具有重要的?     

城市住区空气负离子浓度时空变化及空气质量评价——以合肥市为例

以夏热冬冷地区合肥市为研究区域,从建筑布局、空间形态、建筑密度、交通路网、植物绿化等方面综合考虑城市住区的不同环境特征,选择12个样点进行实地观测,于2013年8至2014年1月进行了空气离子浓度、风速、温度、相对湿度等指标的实地测定,并对数据进行筛选分析得出结果,1空气负离子浓度随季节变化较为明显,夏季最高,平均浓度约为358/cm3,秋季次之,平均浓度约为338/cm3,冬季最低,平均浓度约为322/cm3。总体看来,上午9:00─10:00和下午14:30─15:30区间空气负离子浓度最高,上午10:30和下午16:00─16:30区间空气负离子浓度相对较低。2自由式布局和具有较明显开敞空间的测试样点空气负离子浓度较高。夏季样点9空气负离子浓度最高,平均浓度为815/cm3;秋季样点12空气负离子浓度最高,平均浓度约为483/cm3;冬季样点9空气负离子浓度最高,平均浓度约为407/cm3。最后运用单极系数和安培空气质量评价指数对住区空气质量进行评价,得出住区环境的空气清洁度以允许和清洁为主,等级多分布在D级和B级。根据这些结果和分析得出以下结论:1在不同的季节,住区室外环境的空气负离子浓度变化较为明显,夏季最高,冬季最低。2影响城市住区空气负离子浓度最主要气象因子是风速、温度和相对湿度,其中风速和温度与空气负离子浓度呈现出正相关,而相对湿度则总体趋势不明确。3采取层次丰富的植物结构有利于提高环境的空气负离子浓度。4空气负离子浓度与空气清洁度有着密切关系,不同的环境特征下空气清洁度存在差异。5以空气负离子浓度为参考标准指导并优化住区建筑布局,不仅有利于提高住区人居环境质量评价工作的科学管理水平,同时对于提高居民的健康水平和营造健康舒适的居住环境具有重要的现实意义。     

泰安市典型生态功能区空气负离子的时空分布及影响因素分析

为了探讨城市不同生态功能区空气负离子的时空分布及其影响因素,选取泰安市典型生态功能区(广场公园区、居民住宅区、城市道路区和工业厂房区),对其空气正、负离子浓度、可吸入颗粒物(PM10、PM2.5)浓度及其主要环境因子(空气温度、相对湿度、风速)进行同步监测,系统分析评价了各生态功能区空气负离子动态变化特征,以及与环境因子和可吸入颗粒物的相关性.结果表明:(1)广场公园区空气负离子浓度日变化呈明显的单峰形式,居民住宅区、城市道路区和工业厂房区呈双峰形式,广场公园区的空气负离子浓度最高,其次是居民住宅区和城市道路区,工业厂房区最低;(2)各生态功能区CI指数的平均值大小顺序依次为广场公园区居民住宅区城市道路区工业厂房区;(3)空气负离子日变化浓度趋势与相对湿度变化趋势相似,与温度、空气正离子、风速变化趋势相反.对空气负离子浓度日变化影响较大的环境因子是相对湿度和温度;(4)空气负离子和可吸入颗粒物(PM10、PM2.5)的日变化趋势相反,当空气负离子浓度增大时,可吸入颗粒物浓度减小,空气负离子和可吸入颗粒物呈显著负相关的关系,在相关性上PM10PM2.5.     

上海城市绿地空气负离子研究

通过测量上海城市外环林带和植物园空气离子、温度、相对湿度、风速及可吸入颗粒物浓度(PM10)等指标,研究分析了城市绿地空气离子与环境因子的相关关系。结果表明:上海外环林带旷地和道路中的空气清洁度指数(CI)为0.29和0.21,处于临界值;林中和林缘的CI分别为0.63和0.67,达到中等清洁程度;上海植物园中平均空气清洁度指数为0.64,最高达到0.83。一天中空气负离子含量的高峰值出现在7:00—8:00,18:00—19:00,低峰值出现在13:00—14:00。空气负离子浓度与空气相对湿度、风速成正相关显著,而与温度、PM10成负相关显著。空气湿度在对城市空气负离子的影响过程中起到了主要作用。建议建设以提高空气质量为目的的城市森林网络系统。     

福州鼓山茶园不同生境空气负离子浓度及其影响因子

为研究福州市鼓山茶园不同生境空气负离子浓度空间分布规律以及空气负离子与其环境因子的关系,以茶园内7种生境作为研究对象,对各生境空气负离子浓度及环境因子进行测定。结果表明,茶园内7种生境空气负离子浓度由高到低为乔木群落高海拔茶园池塘有机茶园草地空地常规茶园,其平均负离子浓度分别为924、892、770、761、754、617、601个/cm3;在观测高度范围内(50~150cm),空气负离子浓度大致存在随海拔高度升高而增加的趋势,且150cm高度处空气负离子浓度显著大于50cm高度;各生境空气负离子与相对湿度呈极显著正相关关系,与温度、风速、气压及海拔相关性不显著;鼓山茶园空气质量总体较为清洁,各生境空气质量评价系数CI均在0.50以上,且空气质量评价系数CI值大致存在随海拔高度而增加的趋势。     

海滨、森林环境中空气负离子分布特征及其与环境因子的关系

利用连续7年北戴河空气负离子观测实验数据,分别以气象站、金山嘴和联峰山测点代表城市绿化区、海滨、森林等生态环境。绘制空气负离子浓度变化曲线,分析空气负离子浓度与气候要素和大气污染物的相关性,并进行显著性检验。本研究旨在了解北戴河空气负离子分布特征及其与环境因子的关系,为当地的环境保护、为劳模疗养和旅游资源开发提供科学数据。研究结果,(1)空气负离子浓度年际变化起伏不大,7年的平均值为1 730 ind?cm~(-3),最高年份与最低年份相差535ind?cm~(-3)。(2)空气负离子浓度月变化中,8月份平均离子浓度为7 785 ind?cm~(-3),为全年最高,1月份为365 ind?cm~(-3),为全年最低。在空气负离子空间分布上,海边和森林空气负离子浓度明显偏高,海滨的年平均值为3 902 ind?cm~(-3),森林年平均值为5 403 ind?cm~(-3)。(3)按季节统计空气负离子浓度日变化,其特点是白天浓度明显小于夜间,最高值出现在夜间或早晨,最低值出现在中午到下午之间。(4)年际空气负离子浓度与年雨日数、年总降雨量、年雷暴日数、年平均相对湿度呈正相关;与年平均气温、年日照时数呈负相关,但空气负离子浓度年均值与气象要素年均值的相关性检验不显著。(5)空气负离子浓度与细颗粒物PM_(2.5)浓度呈负相关;与细颗粒物中的二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳浓度呈负相关,而与臭氧浓度呈正相关,并通过显著性检验。(6)大气放电(雷雨)可以产生数量巨大的空气负离子。     

高密度城市住区绿地空气负离子浓度分布特征及其与微气候关系

选取合肥市政务区天鹅湖周边4个高密度城市住区的不同类型绿地为研究对象,于2016年7—8月、12月针对分别在雨后、晴天、阴天3种天气状况下,主要包括空气正、负离子浓度,温度,相对湿度,风速,分析了夏冬两季室内外空气负离子浓度的分布特征,结果表明,(1)夏季各样本绿地空气负离子浓度呈现雨后晴天阴天的趋势,冬季各样本绿地空气负离子浓度呈现出晴天阴天雨后的趋势。(2)空气负离子浓度总体夏季高于冬季。夏季4块样本绿地室外环境的空气负离子平均浓度呈现雏菊苑丽景城琥珀五环城陶然居的趋势,分别为351、292、276、260 ion·cm~(-3);冬季呈现出陶然居丽景城琥珀五环城雏菊苑的趋势,分别为296、289、259、206 ion·cm~(-3)。(3)4种不同类型绿地中,道路绿地的空气负离子浓度偏低,其中夏季最低值达193 ion·cm~(-3),冬季最低值达171 ion·cm~(-3);宅旁绿地、组团绿地和中心绿地的空气负离子浓度相对较高,其中夏季最高值达405 ion·cm~(-3),冬季最高值达360 ion·cm~(-3)。论文进一步对空气负离子浓度与环境因子的进行相关性分析,根据以上分析得出结论,(1)晴天无尘时空气负离子浓度明显增大,雨后天晴时空气负离子比干燥晴天还要高,尤其雷雨过后空气中负离子浓度明显增高。(2)来往人员车辆较多不利于负离子的产生;植物层次结构丰富,能提高环境的空气负离子浓度。(3)室外绿地的空气负离子浓度与温度总体呈正相关,与相对湿度关系不明确,与风速总体呈正相关。(4)住区内部大面积的水体与绿地有利于激发负离子浓度。(5)住区周边的乔灌草结构,对城市主干道的灰尘起到了阻挡的作用,但也一定程度上阻挡了气流的运动。在此基础上作者进一步提出展望,建议整合住区内部的绿地或水体相贯通,形成整体化的绿地空间布局,同时采用郁闭度稍大的密林地或疏林地,在实现滞尘作用与利于气流的畅通之间寻找一个最佳的临界值。     

城市带状绿地空气负离子水平及其影响因子

以北京市西四环旁侧城市带状绿地作为研究对象,采用小尺度测定的方法,分析城市带状绿地空气负离子水平及其影响因子。结果表明：城市带状绿地空气负离子浓度的日变化与季节变化均较明显;清晨时段负离子浓度较高,中午时段空气负离子浓度较低;7月空气负离子浓度最高,12月最低;空气负离子浓度与温度分别呈显著负相关（4、7月）、显著正相关（12月）,与相对湿度呈显著正相关,与空气含菌量呈显著负相关（P〈0.05）。     

成都市大气颗粒污染物与气象要素的关系

通过对2004年成都市API指数及API>100日数百分数的再分析,探讨了大气颗粒物污染季节分布、区域分布状况与气象要素的相互关系,并尝试用因子分析法研究了污染物浓度年际变化与气象因子的关系。研究表明,大气污染的季节分布为冬季>春季>秋季>夏季;API>100时数百分数的季节变化状况为春季>冬季>秋季>夏季,区域分布为城西北>城东>城北>城中心>城东南>城西>城南。城市发展对风向的改变比较明显,对风速的改变不明显。大气颗粒污染物年际变化与气象因子的相关性研究表明,PM10浓度与SO2、NOX、湿度、气压呈正相关,与风速、蒸发量、温度呈负相关关系。     

冬季降雪过程对城市大气气态汞污染的影响

2009年降雪和非降雪期间对北京西北城区的气态总汞浓度进行了连续采样,比较了降雪期间、非降雪期间的气态总汞浓度日变化过程;降雪期间气态总汞浓度的降低和恢复过程。结果表明,降雪和非降雪期间大气气态总汞浓度的日均值有显著差异,降雪期间气态总汞的平均浓度为5．64ng·m^-3,非降雪期间的平均浓度为7．43ng·m^-3,前者约为后者的70％。降雪后约7h气态总汞浓度恢复到降雪前水平。研究中分析了气象因素（气压、风速、阵风速度、气温和相对湿度）对于气态总汞浓度的影响,结果表明：降雪期间主要受到风速（r=-0．527）和阵风速度（r=-0．574）的影响;非降雪期间主要受到风速（r=-0．691）,阵风速度（r=-0．726）和相对湿度（r=0．692）的影响,并且相对湿度的影响与风速的影响相近。降雪和非降雪期间气态总汞的日变化有所差异：非降雪期间气态总汞浓度在午夜和清晨较高,日变化趋势与相对湿度一致;降雪期间气态总汞的日变化没有明显规律。     

On thermally forced flows in urban street canyons

During sunny days with periods of low synoptic wind, buoyancy forces can play a critical role on the air flow, and thus on the dispersion of pollutants in the built urban environments. Earlier studies provide evidence that when a surface inside an urban street canyon is at a higher temperature than that of local ambient air, buoyancy forces can modify the mechanically-induced circulation within the canyons (i.e., gaps between buildings). The aspect ratio of the urban canyon is a critical factor in the manifestation of the buoyancy parameter. In this paper, computational fluid dynamics simulations are performed on urban street canyons with six different aspect ratios, focusing on the special case where the leeward wall is at a greater temperature than local ambient air. A non-dimensional measure of the influence of buoyancy is used to predict demarcations between the flow regimes. Simulations are performed under a range of buoyancy conditions, including beyond those of previous studies. Observations from a field experiment and a wind tunnel experiment are used to validate the results.     

天气条件对福州近地层臭氧分布的影响

利用2009—2010年福州市近地层臭氧连续观测资料,并结合气象资料分析不同天气型对臭氧浓度变化的影响,以及臭氧浓度与气象要素的相关性。结果表明：在高压后部、地面倒槽等6种天气型影响下,福州市臭氧浓度值较高;在低涡锋面、台风（热带辐合带）等4种天气型影响下,臭氧浓度值较低。导致福州市臭氧平均浓度值最高的天气型是台风（热带辐合带）外围,最低的是低涡锋面系统。高压后部、地面倒槽和锋前暖区等强暖性、且非常不利于污染物扩散的天气型易造成臭氧浓度超标。臭氧浓度与气象要素关系密切,与温度、日照、太阳辐射显著正相关,与云量、相对湿度、降水量显著负相关,受偏南和偏东风影响,平均风速较大时,臭氧浓度较高,在SSE方位上臭氧小时浓度超标率最高。     

天津臭氧浓度与气象因素的相关性及其预测方法

气象因素在影响夏季臭氧浓度水平和变化特征方面扮演着重要作用.通过对2008年夏季天津地面臭氧体积浓度和气象因素的相关分析,揭示高浓度臭氧发生时的典型气象特征,并初步建立了预测地面臭氧浓度的气象学方法.结果表明:影响臭氧浓度的主要气象因素是气温、相对湿度和风速、风向,当14时气温大于30℃,相对湿度低于60%,风向为偏西或偏南时,高浓度臭氧的发生概率较高.采用14时气温、相对湿度和风速等气象参数拟合臭氧体积浓度,效果良好.     

北京西山国家森林公园中空气负离子浓度与气象因子的相关性研究

空气负离子(Negative air ions,NAI)是城市空气质量的重要指标之一,揭示城市森林释放NAI的影响机制,有助于充分利用NAI的净化作用及保健作用,并判断空气质量。利用北京西山国家森林公园2017年9月-2018年8月的NAI和气象数据,深入探究不同季节条件下和典型天气下影响空气负离子浓度(NAIC)的气象因素。结果显示,(1)不同季节条件下,NAI与气象因素相关关系不同。当温度在15℃以上时,NAIC与温度呈负相关;在15℃以下时,NAIC与温度呈正相关。多数情况下,NAIC与湿度呈反比,冬季湿度对NAIC负效应影响最明显(r=-0.503,P<0.01)。春秋冬NAIC与太阳辐射、气压均呈显著正相关关系,而夏季空气负离子与二者呈现负相关关系。(2)典型天气下,城市森林NAIC与晴天相比出现不同程度的差异,且与气象因子的相关性也不同。雨天条件下,NAIC日均值为2134ion·cm^-3,比晴天NAIC高4.56%,主要受温度和降雨量的共同影响;雾霾天与冬季晴天相比,晴天昼间NAIC为2075 ion·cm^-3,雾霾天昼间NAIC为1948 ion·cm^-3,主要受太阳辐射量的影响;大风天气下NAIC峰值比微风天气高5.37%,日均值大于微风天气,主要受气压的影响。     

广州市区大气污染特征与影响因子分析

以2000—2004年广州市国控测点的空气环境质量自动监测结果为基础数据,以我国《大气环境质量标准》的日平均质量浓度二级标准为依据计算广州市2000—2004年的各大气污染物的指数及污染负荷率,阐明广州市区主要大气污染物SO2、NO2、PM10、CO的地域分布特征、季节变化特征、年际变化特征以及由于大气中的酸性物质而形成的酸雨的变化特征并提出研究对策。结果表明:各污染物质量浓度存在明显的季节变化规律,除SO2春夏秋季污染最严重,其余几项污染程度由高到低的顺序均为冬季,春季,秋季,夏季。近5年来空气中的一氧化碳呈显著下降趋势,但二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物则呈显著上升趋势,综合污染指数也呈明显上升趋势;酸雨频率呈不显著上升且夏秋季污染大于春冬两季。广州市大气污染分布规律与风向频率以北和东北偏北方向较大,东和东南方向次之的分布基本一致。