基于KZ滤波法的河北省PM2.5和O3浓度不同时间尺度分析研究

大气细粒子和臭氧是影响我国城市空气质量的主要污染物质,其浓度的大小不仅与污染源的排放量有关,气象条件也是影响其浓度分布特征的重要因素.要评估污染物减排措施的效果,有必要将气象条件的影响剥离出来,仅评估排放量的降低对污染物浓度长期变化趋势的影响.本文使用KZ(Kolmogorov-Zurbenko)滤波方法对河北省石家庄、保定、张家口三市2013—2017年PM_(2.5)和O_3逐日浓度时间序列进行分解,并使用同期地面气象观测数据对各时间序列进行逐步回归分析,将经过KZ滤波后的长期序列与经逐步回归后的结果的差值再次进行滤波处理,得到去除气象影响的污染物浓度长期变化趋势,该浓度仅与污染物的排放量有关.结果表明,因污染源排放的影响,河北省三市大气PM_(2.5)浓度在研究年内除在2017年初略有上升以外,其余季节均呈下降趋势.河北省三市大气O_3浓度在研究年内均有波动上升趋势.气象条件对PM_(2.5)浓度长期变化趋势的影响大于O_3.     

基于KZ滤波法的韶关市O3不同时间尺度变化特征分析研究

利用2015—2019年韶关市3个地面环境空气质量站逐时臭氧(O₃)观测资料、同期的气象资料和2017—2019年广东南岭站逐时O₃观测资料及同期气象资料,采用Kolmogorov-Zurbenko (KZ)滤波、多元回归和后向轨迹潜在来源贡献分析等统计方法,分析了韶关市O₃浓度不同尺度变化特征与气象要素的关系.结果表明：(1)不同时间段气象因素对韶关市盆地区域O₃浓度变化的影响不同：2015年1月—2016年6月及2018年6月—2019年6月,气象因素有利于降低近地面O₃浓度;而2016年6月—2018年6月及2019年下半年,气象因素有利于增加地面O₃浓度.2018年6月前,气象因素影响导致近地面O₃浓度的增加或降低幅度范围在2μg·m^-3;2018年6月后,气象因素影响造成地面O₃浓度的增加或降低幅度范围上升到4μg·m^-3,说明韶关市O₃...     

基于KZ滤波分析气象对珠三角臭氧趋势的影响

基于2015～2021年珠三角臭氧(O₃)监测数据以及再分析的气象资料,利用Kolmogorov-Zurbenko(KZ)滤波和逐步多元线性回归方法分析O₃长期趋势和气象因素之间的关系,量化气象和非气象对珠三角O₃日最大8h平均浓度(MDA8O₃)长期趋势的贡献.结果表明:2015～2021年珠三角MDA8O₃增长明显,夏季和秋季O₃污染尤为严重.KZ滤波分离出的MDA8O₃短期、季节和长期3个分量分别占原始序列方差的60.84%、24.96%和4.33%,各分量之间相互独立,3个分量均与太阳辐射、温度和边界层高度呈正相关,与云量、相对湿度、风速和850hPa经向风呈负相关.此外,气象和非气象影响能分别解释大约64.3%(2.77μg/(m³·a))和35.7%(1.53μg/(m³·a))的MDA8O₃长期趋势的增长率(4.29μg/(m³·a)...     

乌海市空气污染特征及其与气象要素的关系

文章利用乌海市2006-2010年污染物SO2、NO2、PM10浓度值和气象资料,分析了乌海市近5年空气污染的特征,计算了各污染物与主要气象要素的单相关系数,采用灰色关联分析方法对近5年来影响乌海市污染物浓度的气象要素进行分析。结果显示:(1)乌海市环境空气的首要污染物是可吸入颗粒物,其次是SO2。(2)2006-2010年,NO2变化不大;SO2下降幅度较大,从平均值超标1倍下降到不超标;PM10也呈下降趋势,但下降幅度稍小,5年均超标。(3)SO2一年内平均值变化幅度最大,12月浓度最大,7、8月最小,相差达3倍;PM10也是夏季最小,冬季12月最大,但3、4月份沙尘天气频发时也较大。(4)相关系数通过信度0.05检验的情况下,SO2、NO2、PM10浓度值与平均风速、平均气温、水平能见度、相对湿度、日照时数、平均总云量等具有一定的相关性。(5)用灰色关联分析法得出影响SO2和PM10的气象因素排序,平均风速是影响大气污染的主要气象因素,日照时数和总云量与污染物浓度关联较大。     

霍林郭勒市空气污染特征与气象要素的关系

利用内蒙古自治区通辽市霍林郭勒市2019～2021年空气污染数据,分析空气污染特征及其与气象要素的相关性和一次重污染天气过程。结果表明,霍林郭勒市污染总天数为34d,空气质量以优良为主,污染天数较少（仅占3.1%）,且主要为轻度污染,只需关注强逆温天气时空气污染的发生。     

基于KZ滤波法分析2015—2021年长三角大气颗粒物趋势变化特征

为了改善空气质量,近年我国实行了一系列有史以来最为严格的管控措施.量化分析排放对大气污染物趋势变化的贡献,是验证大气污染治理成效的重要科学依据.本文基于2015—2021年国家环境空气质量监测数据和欧洲中期天气预报中心ERA5气象再分析资料,利用Kolmogorov–Zurbenko(KZ)滤波法定量评估了人为减排和气象条件对长三角地区15个典型城市大气细颗粒物(PM_2.5)、可吸入颗粒物(PM10)及粗颗粒物(PM_2.5～10)趋势变化的贡献.结果表明,2015—2021年,PM_2.5和PM₁₀污染浓度年均值分别降低了40.92μg·m-3和37.12μg·m-3,下降幅度分别为42%和38%.使用KZ滤波的低通滤波将PM_2.5、PM10和PM_2.5～10的浓度原始时间序列分解为短期分量、季节分量和长期分量,其中短期分量和季节分量在冬季的波动幅度高于其他季节.短期分量对原始时间序列总方差的贡献最大(65%),其次是季节分量(25%),而长期分量的贡献最小...     

京津冀地区城市臭氧污染趋势及原因探讨

采用Kolmogorov-Zurbenko(KZ)滤波分析了2013～2018年京津冀地区13个城市的臭氧最大日8h滑动平均(O₃-8h)序列,评估污染趋势并探讨原因.KZ滤波分离出的O₃-8h短期、季节和长期等3个分量分别占原始序列总方差的32.7%、63.9%和3.4%,各分量之间相互独立;以滤除了中短期过程影响的长期分量进行比较,京津冀地区远高于柏林、巴黎和伦敦等欧洲城市与美国洛杉矶20世纪90年代初和最近4年状况相当,普遍低于上海和南京等长三角主要城市.但是,2013～2018年京津冀地区各城市臭氧污染加剧显著,长期分量升高速率达2.31～7.12μg·(m³·a)^-1,均值为4.97μg·(m³·a)^-1,快于长三角地区.拟合结果提示臭氧浓度升高受气象条件影响不大(贡献比均值约为9.6%),主要由大气污染排放变化造成(90.4%),将该排放变化拆分为PM_2.5下降和臭氧前体物排放变化两项,其贡献比均值分别是27.3%和63....     

飘尘质量浓度与气象要素的关系

通过1988年1～12月对飘尘进行的一年采样,讨论本地区飘尘质量浓度与气象要素的关系。一、采样仪器及操作本站使用的飘尘采样机是西德产HV-100型大流量空气采样机,采样流量控制在60M~3/h     

佳木斯市东部地区气象要素与大气污染物浓度的灰色关联分析

本文用灰色关联分析法对气象要素与大气污染物浓度之间的相互关系进行了研究,结果表明:该方法对影响大气污染物浓度的气象要素进行排序是简便有效的科学方法。     

基于EOF分解和KZ滤波的2019～2021年中国臭氧时空变化及驱动因素分析

基于我国337个地级行政区2019～2021年的3～8月O₃逐时浓度数据及同期气象数据,使用经验正交函数(EOF)分解,分析了我国O₃浓度的主要空间分布模态变化趋势及其主要气象驱动因素.选取31个省会城市,利用KZ滤波将O₃及气象因子的时间序列分解为短期分量、季节分量和长期分量,结合逐步回归模型,建立O₃与气象要素之间的关系,进而重构“气象调整”后O₃浓度的长期分量时间序列.结果表明,在我国O₃浓度变率的总体空间特征基本稳定的背景下,O₃浓度的第一模态整体呈趋同性变化,即O₃浓度变率的高值区域波动性减弱,低值区域波动性增强.气象调整前后不同城市O₃浓度的变化趋势存在一定差异,大部分城市O₃浓度经调整后的长期分量较调整前更“平缓”.其中,气象因素对石家庄、济南和广州等城市O₃浓度长期变化的影响较大,而前体物排放变化对福州、海口、长沙、太原、哈尔滨和乌...     

汾渭平原空气质量的时空特征及其与气象因子的关系

汾渭平原是继京津冀和长三角之后环境污染治理的第三大重点区域,为发挥协同作用改善区域大气质量提供更为科学客观的依据,基于2014—2019年汾渭平原11个重点城市的空气质量监测资料和气象数据,利用统计方法分别从空间和时间尺度上揭示了汾渭平原空气质量指数以及主要污染物特征,及其与气象因子的关系.结果表明：11个城市中有7个城市的年均AQI指数100以上,重度以上天数占6%,重污染聚集区主要集中在关中中东部.从时间尺度看,AQI的年际波动明显且在2017年之后略有改善,冬春季特别是1月污染最为严重且呈现出明显的周末效应.首要污染物的季节差异较大,冬季以PM_2.5和PM₁₀为主,而夏季则主要以O₃为主,春秋季则分别以PM₁₀和PM_2.5为主.从气象影响因子看,年尺度上气压、降水、平均气温以及混合层高度除与O₃为正相关外与其它污染物均为显著的负相关,且呈现出明显的季节差异.而降水无论年尺度还是季节尺度上均对空气质量有利,特别是中雨量级以上的降水过程对颗粒物和O₃污染的改善作用明显.     

环境管理强化后南京市2013 — 2016年大气污染物的时空特征和气象影响

城市空气污染具有显著的时空分布特征,并受污染来源、气象条件和地理等因素影响。近年来我国已实施一系列环境污染管控,根据南京市2013?—?2016年国控点的大气环境监测数据和同期气象资料,利用多元统计分析探讨了南京市大气污染物的时空变化特征及其与气象要素的关系。结果表明：近3年南京市的污染物以臭氧（O₃）和颗粒物（PM_2.5、PM₁₀）为主,大气污染物时空分布特征明显。时间上主要表现为季节变化,多数污染物浓度冬高夏低,但臭氧相反;空间上主要为城市功能区差异,工业交通区浓度高于生态公园区和郊区。除了污染源因素,空气污染程度也受气象要素的制约,风速、降水和温度是影响污染物在城市大气中稀释、扩散和转移的重要因子。     

基于RAMS-CMAQ模拟的2019年初威海市大气污染反弹成因研究

威海市是山东省东部最典型的沿海城市,也是中国、日本、韩国大气污染相互传输影响的重要通道.虽然威海市大气质量已连续4年达标,但其污染仍时有反弹.2019年1-2月威海市大气N02和PM2.5浓度反弹率分别达48.5％和35.O％,明显高于山东省内陆地区和京津冀地区平均水平.通过对同期空气质量例行监测数据和气象资料统计分析...     

徐州市气象因子与空气质量和PM_（10）浓度的相关性分析

通过对徐州市空气质量及其对应的气象因子进行统计分析,得出空气质量与相对湿度、风速,降水等气象因子的关系。分析特殊气象天气出现时空气中主要污染物PM10的变化规律.得到一些初步结果,为减轻和防止污染提供参考。     

Effect of the air pollution on atmospheric visibility in Beijing-Tianjin area

Simultaneous measurements of air pollutant concentrations and atmospheric visibility were made in Beijing and Tianjin areas in 1983-1985. The relationship between air pollution and visibility was studied. It was found that atmospheric particulates have the most high contribution to visibility decreasing. The percentages of contributions of sulfates and soot are 52-58% and 22-29% respectively. According to the results, we suggest that the emission of SO2 and particulates must be controlled in order to improve the atmospheric visibility.     

基于污染气象条件分级的深圳PM2.5污染回顾评价

提出了一种基于地面自动气象站网观测数据的污染气象条件分级标准,基于这套标准对2012—2019年深圳的PM_2.5污染进行了回顾分析.结果表明,2012—2019年深圳PM_2.5年均浓度总体上呈下降趋势,但2013年相对于2012年,以及2017年相对于2016年出现了反弹.其中,2013年PM_2.5浓度相对于2012年反弹的主要原因是污染排放本身的反弹,而2017年相对于2016年的反弹则更主要是由于不利的污染气象条件天数增加造成的.在2012—2019年期间,深圳的地面污染气象条件总体上呈恶化趋势,出现不利于环境改善的污染气象条件天数总体上呈增加趋势,在这种不利情况下,深圳的PM_2.5浓度仍然保持明显的下降趋势,充分说明了深圳市环保工作的成效.     

G20峰会期间杭州地区空气质量特征及气象条件分析

利用空气质量和气象要素的监测资料与再分析资料,分析了2016年G20峰会期间(2016年8月10日—9月20日)杭州及周边地区空气质量演变及区域特征,探讨了气象条件对G20峰会期间杭州空气质量的影响.结果表明:G20峰会管控期间,由于机动车排放大幅度降低,杭州NO_2浓度较管控前有所下降,对比周边城市降幅居于首位;而由于不利气象条件的影响,PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、CO和O_3浓度比管控前有不同程度的增长,但增幅相比周边城市较小,说明管控措施对杭州空气质量有一定的改善效果.9月7日管控措施结束后污染反弹现象明显.气象条件对杭州的空气质量有重要影响:在管控前,杭州晴热高温天气有利于O3的生成,偏东风相对洁净,污染传输较少;在管控期,杭州虽受到静稳天气和外来污染传输的影响,但得益于减排应急管控措施的有效实施,NO_2浓度下降幅度最大,其他污染物的增幅也较周边城市偏小;在管控后,气象条件不利于污染物的垂直扩散,受静稳天气和污染源恢复常态的影响,PM_(2.5)、PM_(10)、NO_2、SO_2和CO出现了整个研究时段的最大值,而台风"莫兰蒂"使得杭州PM_(2.5)、PM_(10)和O_3浓度出现了整个研究时段的最低值.     

南京北郊O3、NO2和SO2浓度变化及长/近距离输送的影响

利用2008年1月—2010年12月南京北郊O₃、NO₂和SO₂质量浓度连续观测资料结合后向轨迹模式,采用聚类分析对轨迹进行分类和KZ滤波器对数据组分进行分离的方法,讨论了南京北郊气体污染物(O₃、NO₂和SO₂)的质量浓度变化规律及长/近距离输送对该地区污染气体的影响.结果表明,南京北郊春末夏初(5、6月)O₃月均浓度出现最大值,12月出现最小值;NO₂在春季(3—5月)月平均浓度相对较高,8月份浓度全年最低,而SO₂浓度在6、7月出现最低值.不同季节气体污染物浓度日变化各有特点,O₃呈单峰分布,12:00—15:00出现浓度最大值;NO₂浓度高值则出现在夜间;SO₂在清晨出现最大值,另外,春秋冬季SO₂呈双峰型分布.长/近距离输送对南京北郊污染气体影响的分析表明,在西南方向的近距离输送影响下,该地区O₃浓度将会出现明显的高值;传输速度较慢的西北气流则会促使该地区形成高浓度的NO₂;长距离输送对O₃和NO₂的贡献与气团输送距离有关,说明该地区O₃和NO₂是区域性问题.另外,当在传输速度较慢的偏东气流的控制下,SO₂的浓度较高,说明SO₂的高浓度事件与偏东方向的近距离输送有关.