太原市PM_(2.5)周期性特征及其成因分析

为研究太原市城区PM_(2.5)浓度不同时间尺度的演变特征及其与气象要素之间的关系,基于PM_(2.5)监测浓度、气象观测数据和再分析资料,利用小波功率谱和交叉小波方法分析了2014年1月1日—2016年5月31日太原市PM_(2.5)的周期变化,及其同气象要素的协同关系,同时研究了对应时段的太原市PM_(2.5)与天气形势的相关关系。结果表明,太原市PM_(2.5)浓度变化存在2~8 d和10~16 d的显著周期,与2 m相对湿度、混合层高度、近地面逆温强度和10 m风速具有相似的共振变化,显著时段主要在每年9月份左右至次年3月份。特定的天气形势是太原市冬季PM_(2.5)持续偏高的背景因素之一,特定的天气形势下PM_(2.5)与同期的气象要素存在密切的协同关系。在研究时段内,太原市PM_(2.5)浓度与华北地区海平面气压呈负相关关系,与朝鲜半岛、日本海的海平面气压呈正相关关系,与500 hPa高度场相关性最显著的区域主要分布在中国华北、东北以及朝鲜半岛,主要表现为正相关关系。研究时段内,中国东部上空500 hPa高度场异常偏高,海平面气压偏低,近地面风速减弱等不利于污染物扩散的形势是造成太原市冬季PM_(2.5)浓度持续偏高的背景因素之一。研究结果有利于从不同时间尺度了解太原市PM_(2.5)的变化规律及气象影响因素,对太原市大气污染防治,重污染预报预警工作具有较大的意义。