陕西省雾霾污染时空分布特征及相关性分析

基于陕西省10个地级市2016年PM2. 5浓度数据,分析雾霾污染的时空分布特征,计算雾霾污染与气象及社会经济因素不同指标间的相关性。结果表明:陕西省雾霾污染时空分布差异较大,随季节变化特征明显,冬季污染最严重且范围最广,春秋季次之,夏季最小;关中地区雾霾污染最严重,并且逐渐向南北两边扩散;雾霾污染时空分布与气象因素紧密相关,温度、风力与雾霾污染呈负相关,湿度对其影响较小。社会经济因素中,工业企业生产和能源结构、污染物的直接排放都是影响雾霾污染的重要因素。     

西安市的PM_(2.5)污染特征分析研究

分析和掌握大气中PM_(2.5)的污染特征,对控制PM_(2.5)的排放和改善空气质量具有十分重要意义。依据西安市连续2年多的空气质量监测数据,对AQI监测指标进行相关性分析,还从季节平均、月平均和日平均变化分析了PM_(2.5)随时间的分布特征,并应用MATLAB软件依据griddata插值算法绘制出了PM_(2.5)的空间分布图,直观地显示了PM_(2.5)污染在空间上的分布特征,突出了污染治理的重要季节和重点地区。研究结果表明:空气质量指数中的6项指标之间存在一定的相关性,PM_(2.5)与PM10的相关性最大,且PM_(2.5)污染呈季节性变化,春季污染最为严重,其次是冬季和秋季,夏季污染最轻;西安市的PM_(2.5)污染主要来源于燃烧、扬尘、尾气排放等过程,污染区域呈现北高南低的特征,污染源除人为源以外,周边污染扩散迁移也有较大影响。     

西安市大气污染物时空分布特征及其趋势评估

近年来空气质量受到了人们的日益关注,然而目前尚缺乏针对西安市空气质量的系统分析。通过西安市2014—2017年环境监测的实时数据以及环境空气质量指数(AQI),可分析西安市雾霾天气的时空分布特征以及污染变化趋势。从年度变化看,西安市AQI呈现明显的单峰特征,取暖季重度污染和严重污染约占总天数的40%,PM_(2.5)作为首要污染物的天数增加到72 d,非取暖季2016年重度污染天数比2014年提高了4.4%。从空气污染物成分看,PM_(2.5)和PM_(10)的正相关性最强,而与臭氧则呈负相关关系。研究结果可预测未来几年污染趋势,为政府部门采取有针对性的大气污染治理措施提供了参考。     

山东省AQI、颗粒物和臭氧时空演化特征及关键影响因素识别分析

山东省空气质量存在明显的时空差异,并受气象和社会经济因子等的综合影响.为了解山东省空气质量指数(AQI)以及颗粒物和臭氧(O₃)浓度等时空演化特征,探究颗粒物与O₃浓度之间的协同关系,基于山东省16个地级市2013年12月—2021年12月的AQI和空气污染物(SO₂、NO₂、CO、O₃、PM_2.5和PM₁₀)浓度数据与同期的气象数据、工业及生活污染物(氨氮、SO₂、氮氧化物和烟尘、粉尘等)排放量和社会经济数据,运用R语言和ArcGIS对各地区AQI与PM_2.5和O₃浓度等的时间和空间变化特征及关键影响因素识别分析.结果表明：(1)山东省AQI和空气污染物浓度具有明显的月际、季节和年际变化特征以及地区性差异.鲁东地区各季节空气质量明显优于鲁西地区,呈现由东向西空气污染愈加严重的趋势. PM_2.5浓度呈鲁西地区最高,鲁中、鲁南和鲁北地区次之,鲁东地区...     

大气污染物及AQI时空特征分析——以山西省2015年上半年为例

根据2015年上半年山西省11个地级市PM 2.5、PM 10、NO 2、SO2、CO、O 3的日污染浓度监测数据及AQI值,分析其污染特征。结果表明:全省11市PM 2.5、PM 10超标率较高;NO 2、SO 2、CO、O 3超标率则较低;全省PM2.5/PM1 0的比值范围在0.367 7~0.718 9,且PM 2.5和PM 10之间存在较显著的线性关系;PM 2.5、PM 10、NO 2、SO 2、CO以及AQI监测值在1~6月份逐渐递减,O3则呈总体上升趋势;AQI达标天数比例范围在61.88%~85.08%,平均比例为71.42%,平均超标天数比例为38.58%,其中重度及以上污染天数比例为1.50%。     

2014年海口市大气污染物演变特征及典型污染个例分析

主要分析了2014年海口市逐日的空气质量指数(AQI)和6种大气污染物的演变特征,同时,结合卫星遥感和轨迹模式等资料和方法对1次典型污染个例进行诊断.结果表明:海口市2014年的空气质量主要以优和良为主,6 d达到轻度污染级别,1 d达到中度污染(1月5日,AQI值为158).1月污染最为严重,其中,阶段1(1-6日)和阶段3(18-23日)AQI值偏高,阶段2(7-17日)和阶段4(24-31日)偏低.1月东亚地区天气形势演变对海口市AQI值具有动力影响.AQI偏高阶段,地面高压系统位于内蒙古东部,华南低层东北风场有利于污染物向海口市输送;而在AQI偏低阶段,地面高压系统东移出海,低层偏东风场不利于污染物的输送.后向轨迹聚类分析表明,1月海口市比率最大(39%)的气流主要经过大气污染相对严重的广东珠江三角洲(珠三角)地区,有利于污染物的区域传输.污染个例分析表明,海口市污染物浓度变化与气象要素有密切关系,10 m风速较小有助于近地面的污染物在区域内累积,水平风垂直切变偏弱对天气尺度扰动的发展和大气的垂直混合不利.卫星遥感和后向轨迹分析也表明,外源输送与海口市这次大气污染事件有直接关系.     

哈尔滨市大气污染物输送路径及潜在源区分析

该文采用空气质量指数(AQI)分析了2015-2019年哈尔滨市不同季节首要污染物的污染特征,利用HYSPLIT后向轨迹模式对近5年四季逐日72 h后向轨迹气流进行聚类分析,结合AQI数据,揭示哈尔滨市大气污染物传输路径及潜在源贡献因子和浓度权重轨迹的季节差异。结果表明:哈尔滨市优良天数占比从2015年的66%上升到2019年的83%,5年中2015年为大气污染较为严重的一年,5年来空气质量呈明显好转趋势。哈尔滨市大气污染呈现出不同的季节特征:优良天数平均值占比从高到低依次为夏季(94.6%)秋季(84.4%)春季(80%)冬季(53%),O3和PM2.5分别为空气质量最优的夏季与最差的冬季的首要污染物,春季和秋季首要污染物表现为由NO2和PM2.5复合型污染向以O3为主导的气态型污染转变。各季节轨迹分布与其所处的地理位置和季风气候密切相关,春季来自山东东部、渤海、辽宁、吉林到达哈尔滨的轨迹污染率最高;夏季污染率较高的气流轨迹均来自南部方向,主要传输方向自渤海越过山东东部到达青岛地区,经辽宁、吉林汇入哈尔滨;秋季污染率较高的轨迹分布最为分散,主要以近距离输送轨迹为主;冬季AQI值显著高于其他季节,可能与北方冬季进入燃煤采暖期,污染物排放增多有关,主要集中分布于西北方向输送进入哈尔滨,呈现出输送轨迹越短,污染率越高的特点,其中来自吉林的最短转向路径挟带的污染物浓度最高,其次为由俄罗斯东南部经内蒙古过吉林到达哈尔滨,说明吉林是影响哈尔滨市冬季大气污染物浓度偏高的主要地区。     

2014年中国SO_2污染分布特征及其原因分析

以2014年中国161个监测城市的SO_2逐日资料为依据,以ArcGIS和SPSS为工具,以空间插值分析和相关分析的方法,对全国SO_2污染的时间和区域特征分布及其原因进行研究分析。研究结果表明:2014年全国城市SO2年均浓度范围在2.158~117.892μg/m~3,平均年均值为34.253μg/m~3。SO_2污染分布的时间和区域分布特征较为明显,时间上主要表现为冬高夏低,采暖期明显高于非采暖期;区域分布为北方地区高于南方地区,华北、华东和东北区域高于其他区域,尤其是山东省、河北省、山西省、辽宁中南部城市群以及宁蒙沿黄地带最为严重。造成该分布特征的原因主要分为人类活动(工业污染和生活污染)和自然因素(气象及地形条件)2大类,并分别对污染严重的典型区域进行了具体研究分析。     

岳阳市区空气质量变化特征及气象条件预报

利用2014年3月-2015年2月6个空气质量监测点资料,对岳阳市区AQI的时空变化特征及气象影响因素进行了分析,并用综合指标法和逐步回归法建立岳阳市区AQI预报模型。结果表明:岳阳市区年AQI为88。夏季空气质量最好;春、秋季次之;冬季空气质量最差。其中7-9月空气质量最好,1-2月空气质量最差。岳阳市区空气质量总体由北向南趋好,同时水库、景区明显好于工业区。岳阳市区年空气质量优良率为73%。年和各季空气质量优良率时空分布与AQI分布基本一致。岳阳市区首要污染物以PM10为主,其次为PM_(2.5)。重度污染及严重污染日基本出现在空气质量相对较好的夏秋季节,且工业区明显多于水库、景区。岳阳市城市工业布局方向与年主导方向一致,使得市区广大区域处于工业气流的下游,导致空气污染加剧。以短期天气预报中的气象要素预报作为空气质量气象条件预报的基础,采用日平均气温、相对湿度、低云量、风速、降水、雾等气象因子建立的岳阳市区AQI预报模型模拟效果较好。     

福州市AQI时空分布特征及影响因素研究

对福州市2013年4月-2016年3月空气质量指数AQI(Air Quality Index)数据进行小时变化、逐日变化、逐月变化、季节变化、空间分布及其影响因素分析,探讨引起AQI时间变化及空间分布差异的原因,找出最重要的影响因子。结果表明,福州市AQI在夜间较低,白天由于人类最活动增强,AQI增大;四季中春、冬季AQI较高,夏秋季节次之;通过对首要污染物进行统计分析得到,NO2、PM2.5、PM10、O3对AQI的贡献大,空气质量达到优的天数表现为秋季夏季冬季春季;福州市内各监测点中快安始终作为空气质量较为不好的监测点,而杨桥西路在四季中多表现为AQI较低,空气质量较好。     

长江三角洲地区城市臭氧污染特征与影响因素分析

为研究长三角地区城市O3污染特征及其影响因素,对长三角地区25个城市2013年国家环境监测点位和国家气象台数据进行了统计分析.结果表明:除淮安外,其余24个城市均存在不同程度的O3日超标现象,超标率在1.6%~15.1%之间,平均为5.8%,低于珠三角地区(8.9%)和京津冀地区(9.7%).5—8月是长三角地区O3污染最为严重的月份,而这一时期颗粒物污染相对较轻,因此,O3与颗粒物污染在时间上呈相反的态势.从空间分布看,长三角地区O3污染呈现较为明显的连片分布特征,上海及周边城市O3污染较重.机动车数量影响城市O3污染:各城市民用汽车保有量与各城市NO2年均浓度、O3超标天数有显著的相关性,相关系数分别为0.672和0.564;每日O3小时浓度高峰值与车流量高峰基本吻合.高温、长时间日照容易出现O3浓度的高值;随着相对湿度、风速的增加,O3超标频率和浓度均值都表现为先升后降的规律.     

亚洲地区MODIS和Himawari-8细模态气溶胶产品验证及其时空分布分析

利用AERONET观测网数据,结合MODIS(中分辨率成像光谱仪)及Himawari-8(新一代地球同步气象卫星)的气溶胶产品分析了亚洲41个站点2015—2016年细模态气溶胶光学特性.结果表明,MODIS和Himawari-8反演气溶胶细模态比例(FMF)及细模态气溶胶光学厚度(fAOD)落在误差区间EE(期望误差)内的比例均不超过80%,其中8个典型站点则不超过50%,总体上MODIS要优于Himawari-8,但与AERONET地基观测资料相比还存在一定的误差.因此,需要进一步研究反演方法,提升地表反射率的确定精度,从而提高卫星遥感反演精度.通过季节平均的比较,发现春、夏、秋、冬四季MODIS和Himawari-8的反演值均有所低估,MODIS fAOD各季节平均偏差相对较小.Himawari-8 FMF秋季在Dhaka_University站的平均偏差较大,MODIS FMF春、冬季的平均偏差最大值相对较大,夏、秋季则相对较小;对于同一站点在相同季节均为Himawari-8 fAOD偏差较大,并且MODIS fAOD各季节的平均偏差最大值均小于Himawari-8 fAOD的偏差值.同时,利用卫星观测分析了亚洲地区FMF和fAOD年均及季节平均分布特征,发现MODIS和Himawari-8 FMF年均分布高值区主要位于华北平原、东北平原、四川盆地和中南半岛,MODIS fAOD年均分布高值区主要位于中南半岛,Himawari-8 fAOD年均值则普遍较低.MODIS FMF和fAOD季节平均分布呈现出夏秋高、春冬低的趋势,Himawari-8 FMF和fAOD季节平均分布则呈现出春秋高、夏冬低的特征,高值区的位置和量值均有明显的季节变化.     

成都市臭氧污染特征及气象成因研究

为研究成都市臭氧(O3)污染特征及其气象成因,对2014—2016年成都市6个国控环境监测站和同期气象台站逐小时地面观测数据进行了研究分析.结果表明:近4年来成都市O3污染日趋严重,O3年均浓度不断上升,较2013年升高51.2μg·m-3.O3浓度存在明显的季节变化特征:春、夏季较高,秋、冬季则较低,且各季节O3浓度变化具有很强的长期持续性特征.O3浓度日变化特征呈明显的单峰型分布,8:00出现最低值,15:00—16:00出现峰值,超标时段主要出现在13:00—17:00.O3浓度变化与紫外辐射、气温呈正相关关系,与相对湿度、风速呈负相关关系,且当紫外辐射大于12 MJ·m-2、气温高于15℃、相对湿度低于65%、西风或偏东北风控制时,成都市容易发生高浓度O3污染.     

华北地区空气质量空间分布特征及成因研究

以2015年华北地区71个主要城市的AQI监测数据为基础,通过交叉验证评估不同空间插值方法,选择克里金指数模型生成华北地区的AQI栅格数据;然后分析区域AQI的时空分布特征,并重点讨论了降水、风向、风速及地形对AQI的影响;最后利用逐步回归分析法,找出对AQI产生较大影响的社会经济因子,并结合ESDA方法和空间回归模型对AQI及社会经济因子进行空间相关性分析.结果表明:AQI的几种插值方法中以克里金指数插值法精度整体最优;AQI有明显的季节性变化,冬季AQI明显高于夏季;华北地区整体污染较重,最严重的区域集中在河北南部、河南北部和山东西部;降水、风和地形与AQI关系密切,当降水量大于10 mm时,对AQI具有显著的抑制作用;AQI与风速呈显著负相关,风速对不同污染物的影响强度具有明显的季节差异,冬季偏北风向是造成空气污染南移和扩散的主要原因;太行山脉和燕山山脉阻塞污染物向西和向北扩散,导致华北平原的东南部地区污染加重;社会经济因子中,工业对AQI的影响最大,其他依次为民用汽车保有量、人口密度、森林覆盖率.     

NO_x的排放/污染特点及NO_2的模拟

使用首尔市近几年臭氧警报发生次数最多的2010年的气象数据,污染物质排放量,交通量等因素综合分析和概括了研究地区氮氧化物的排放/污染特性,并与中国部分地区污染物分布特征进行了对比分析.选定年中臭氧浓度显示最高的6月20日为模拟日,选用美国国家环保局(USEPA)和中国环境保护局推荐的导则模式CALPUFF(California Puff Model),通过时间分配系数方法计算得出每小时排放量,对复杂地形条件的首尔市NO_2浓度进行了模拟并与监测站数据进行了对比。结果显示:首尔地区NO_x分布特征趋势明显,并与中国部分城市状况存在差异,这与当地的气象条件和人为活动有很大的关系。4组模拟值与监测值起伏变化趋势相近,模拟值与监测值之间显示正相关关系,可信度较好。     

南京冬季典型霾天气过程多元对比分析

选取2017～2020南京地区冬季3个典型霾天气过程,综合分析了霾天气过程中污染物、气象要素以及边界层条件等影响机制与特征变化.结果表明,3次过程中,AQI指数峰值分别为304(严重污染)、227(重度污染)与176(中度污染),且与PM2.5、PM10浓度变化基本趋于一致,PM25与PM10比值基本都大于0.7;污染...     

2014年10月中国东部持续重污染天气成因分析

2014年10月5─13日中国东部发生了大范围、长时间的(雾)霾及重污染天气. 采用AQI数据分析此次大气重污染过程的时、空演变特征,并应用NCEP(美国国家环境预报中心)再分析资料以及地面、小球探空数据,分析了主要天气型演变、边界层及上空的风场、气象条件特征,以研究此次秋季重污染天气的气象成因和形成过程. 结果表明:①华北、东北是此次污染最为严重的地区,其域内各城市持续数日的污染演变可分为AQI显著上升、持续高值、下降3个阶段. ②在AQI上升阶段(10月6—8日),受大陆高压控制,东部地区出现较弱地方风场和偏南风输送风场,风速在0～2 m/s,相对湿度在22%～86%,3 000 m逆温显著利于污染物积累. ③在持续污染阶段(10月8—11日),海上高压滞留,再加上台风“凤凰”北上阻挡大陆高压影响,使东部地区出现持续4 d的偏南风、偏东风弱风场,风速在1～4 m/s,相对湿度为57%～96%,造成严重污染. ④在AQI下降阶段(10月11—12日),后续大陆高压南下,前部冷锋利于污染物清除,风速达到6 m/s,是AQI降低的主要天气背景场. 因此,持续出现的稳定天气形势是导致此次中国东部重污染天气的主要气象原因.      

长江经济带空气质量的时空分布特征及影响因素

基于2015~2018年空气质量实时监测数据，研究了长江经济带AQI的时空变化特征，从大气污染物排放量和气象因素两方面选取评价指标，利用地理探测器揭示了长江经济带AQI分布的影响因素及其季节变化.结果表明：2015~2018年长江经济带空气质量总体趋于改善，平均超标率由19.8%降至16.2%，除O₃超标率上升外，其余常规监测指标均有不同程度的下降.2017年开始O₃的超标率超过PM₁₀，成为长江经济带仅次于PM_2.5的大气污染物.AQI月变化曲线大体呈U型，具有冬春高、夏秋低的特点.长江经济带空气质量改善主要体现在冬、秋两季，O₃浓度的上升使夏季空气超标率上升，春季变化不大.AQI和空气超标率总体呈东高西低、北高南低的分布特征，其中上海、江苏、安徽中北部和浙江北部污染最严重，湖北中部和成渝地区其次，云南、贵州和四川西部空气质量良好.春夏季AQI的差异主要表现为东西向，秋冬季则主要表现为南北向.污染物排放量因子对长江经济带AQI分布有显著的正向影响，气象因子的影响方向则随季节变化而变化.全年和春、秋、冬3季AQI的分布格局主要由大气污染物排放量决定，夏季气象因子的影响力则更大.     

一次大范围雾霾及雨雪对西安市空气质量的短期影响

随着城市极端天气的频繁发生,城市空气质量对人类健康和城市生态系统正常运转有着重要调节作用。在此背景下本实验通过长期数据的调查和整理利用环保部等部门公布相关数据为基础探究大范围雾霾及雨雪对西安市空气质量的影响。研究表明7、9到12月平均PM2.5、PM10及AQI呈稳定上升趋势,温度出现季节性下降,但三季节的整体平均值(代表全年)及大范围雾霾的加入表明西安空气质量为中度污染状态,但没有雾霾天气的全年平均温度为轻度污染状态,而短暂的降雪或日常雨雪可以迅速改善城市空气质量。     

京津冀连续雾霾及重污染天气特征分析

2015年12月19日至26日京津冀多地出现持续性雾霾及重污染天气,部分时段能见度不足50m、AQI值达到500。分析此次过程的成因发现,雾霾期间高空主要影响系统为短波槽和冷涡底部偏西气流,地面为弱气压场。边界层逆温、暖平流及弱的地面风场是雾霾持续的关键原因,其中逆温强度达4.6℃/100m,近地面多风速小于1.5m/s的西南风和偏东风。北京和衡水混合层高度均较低,混合层高度(MLH)普遍在1km以下,尤其是衡水站21~25日MLH普遍不足500m,非常不利于雾霾的消除和污染物的扩散。加之地形影响,容易使污染物堆积在河北平原,形成重污染。