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相似文献
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1.
不同时间尺度气象要素与空气污染关系的KZ滤波研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
空气污染状况受气象要素和污染源排放的共同影响,为了评估大气污染控制措施的效果,需将由污染源排放的浓度数据分离出来.本文利用KZ滤波方法将天津市6个监测站点2015~2017年逐日的O3、PM2.5和PM10浓度资料和6个同期气象数据分解为长期分量、短期分量和季节分量,计算各分量对原始时间序列方差的贡献.采用逐步回归法建立O3及颗粒物3种分量与相应尺度气象要素的线性模型.结果表明,上述3种污染物浓度数据经分解后,季节分量对总方差贡献最大,其次为短期分量;气温和相对湿度是影响O3季节和短期分量的主要气象因素,其中温度占主导地位,且呈现正相关,与相对湿度呈负相关;风速、气压、降水与颗粒物的短期及季节浓度变化呈负相关,相对湿度与之呈正相关,温度与短期分量呈正相关、与季节分量的变化呈负相关;经逐步回归消除气象影响的PM10的长期分量有波动下降的趋势,PM2.5浓度在2017年年初有所上升,其余部分有下降趋势,O3长期分量浓度有所上升;这几年间颗粒物污染控制措施的效果较为显著,O3污染有所加重.  相似文献   

2.
姚青  丁净  杨旭  蔡子颖  韩素芹 《环境科学》2024,45(5):2487-2496
京津冀区域大气污染分布呈现明显的空间差异,厘清不同时间尺度下PM2.5和O3浓度分布有助于制定科学有效的污染防控措施.采用STL方法分解PM2.5和O3浓度,获取长期分量、季节分量和短期分量,研究其变化趋势与空间分布特征.结果表明,2017~2021年京津冀区域PM2.5浓度下降幅度高于O3,春、夏季PM2.5和O3浓度呈正相关,秋、冬季呈现负相关,短期分量和季节分量分别对PM2.5和O3浓度的贡献最大. PM2.5的季节分量、短期分量以及O3的长期分量和短期分量均存在2个主成分,对应河北省中南部和京津冀区域北部,在不同时间尺度上京津冀区域PM2.5和O3均存在次区域分布.与原始序列相比,长期分量能够更好地反映PM2.5和O3浓度的演变趋势...  相似文献   

3.
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(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)及粗颗粒物(PM2.5~10)趋势变化的贡献.结果表明,2015—2021年,PM2.5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PM2.5、PM10和PM2.5~10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...  相似文献   

4.
为了解《打赢蓝天保卫战三年行动计划》期间(2018—2020年)以及之后(2021年)我国重点污染区域空气质量情况,并区分排放源控制与气象条件的贡献,本文利用逐小时监测的PM2.5、O3浓度以及气象要素数据,研究了2018—2021年京津冀及周边地区“2+26”城市PM2.5与O3污染特征,结合KZ (Kolmogorove Zurbenko)滤波方法定量分析了排放源与气象条件对PM2.5与O3浓度长期趋势的贡献. 结果表明:①2018—2021年“2+26”城市PM2.5浓度年均值与O3-8 h-90th浓度(O3日最大8 h平均浓度的第90百分位数)均呈逐年下降趋势. 2018—2021年PM2.5浓度年均值分别为60、57、51和45 μg/m3,河北省南部、河南省与山东省南部PM2.5浓度年均值均较高;O3-8 h-90th浓度分别为198、195、179和171 μg/m3,2018年保定市、石家庄市、聊城市与晋城市的O3-8 h-90th浓度(>210 μg/m3)均较高,而2021年太原市O3-8 h-90th浓度(192 μg/m3)较高. ②PM2.5与O3-8 h浓度(O3日最大8 h平均浓度)的长期分量在大部分城市受气象条件影响较为明显. 受气象条件影响的PM2.5浓度长期分量在2018—2020年无明显趋势,在2021年呈下降趋势;受排放源影响的PM2.5浓度长期分量在2018—2020年呈下降趋势,在2021年无明显趋势. 受气象条件影响的O3-8 h浓度长期分量在2018—2020年呈下降趋势,在2021年呈上升趋势;受排放源影响的O3-8 h浓度长期分量在2018年呈下降趋势,在2019—2021年无明显趋势. ③11个气象因子中,温度和相对湿度对PM2.5与O3-8 h浓度变化的影响较大,当温度与相对湿度均比前一天升高时,更有利于PM2.5与O3-8 h浓度的同时升高. 研究显示,“2+26”城市PM2.5与O3污染受气象条件影响显著,温度与相对湿度的变化对判定PM2.5与O3-8 h浓度同时升高的现象有一定积极意义.   相似文献   

5.
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、PM2.5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PM2.5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. PM2.5浓度呈鲁西地区最高,鲁中、鲁南和鲁北地区次之,鲁东地区...  相似文献   

6.
采用统计学方法、Pearson相关系数法和线性回归法研究分析了2018年吉林市大气污染物SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO和O3浓度的变化特征、污染物浓度之间的相关性以及污染物与气象因素的相关性。结果表明:1)吉林市大气环境中O3、PM10和PM2.5日均值超标率分别为1.06%、3.27%和7.14%,颗粒物、O3及其前体物质为治理重点;CO、SO2、NO2、PM10和PM2.5春、冬季污染较重,夏季污染最轻;大气环境中的污染物浓度随季节、时刻及人类活动发生周期性变化;2)PM10和PM2.5、PM2.5和CO、NO2和CO浓度之间高度相关(相关系数r均>0.8),并建立了其预测线性模型;3)污染物(O3除外)浓度与温度、风速和混合层高度呈负相关,与气压呈正相关;降水对SO2、PM10和PM2.5浓度具有一定的削减作用,降水后其浓度减少的次数占总降水次数的68.75%、84.38%和78.13%;吉林市污染最严重的颗粒物受气象因素中混合层高度、风速和降水影响较大。该研究成果可为日后吉林市开展大气污染治理、区域大气环境容量测算、空气污染潜势预报等研究提供参考。  相似文献   

7.
选取2015~2021年长三角地区4个代表性城市污染物浓度,利用机器学习的气象归一化方法解耦气象因素对污染物的影响,量化气象和排放对污染物浓度变化的贡献.结果表明,长三角地区PM2.5、 NO2和SO2排放下降影响贡献较大(57.2%~68.2%、 80.7%~94.6%和81.6%~96.1%),抵消了气象因素带来的不利影响,致使污染物浓度降低.而气象条件对于臭氧日最大8 h(MDA8_O3)的贡献强于其他污染物(23.5%~42.1%),其中气象因素促进污染物浓度上升(4.7%),排放变化促进污染物浓度下降(-3.2%). NO2和MDA8_O3在2019~2021年降幅更快,主要原因是2019~2021年排放起到较2015~2018年更强的促进污染物浓度降低作用.PM2.5和SO2在2019~2021年的降幅较2015~2021年整体有所减弱.基于机器学习的气象归一化方法可以解耦气象对污染物的影响,量化排放...  相似文献   

8.
为全面认识减排过程中华北平原城市大气复合型污染变化特征,本文利用最近6年(2017—2022)山东省德州市环境-气象监测资料,分析关键大气复合污染物PM2.5和O3的季节特征及其相互作用,探究东亚季风气候背景下冬夏季PM2.5和O3的相互作用机理.德州市近6年城市环境PM2.5和O3超标率分别为20.22%和23.56%,O3污染凸显.环境大气PM2.5和O3在夏季表现为显著正相关,相关系数高达0.53(p<0.01),而冬季则呈显著负相关,相关系数为-0.30 (p<0.01),两者具有明显“夏正冬负”的相反季节变化特征.环境气象机理分析表明,夏季高温及强太阳辐射的气象条件促进光化学反应生成O3,加大大气氧化性的增强二次颗粒物生成,导致PM2.5浓度升高;冬季低温及弱太阳辐射气象背景下,高浓度PM2.5的局地累积...  相似文献   

9.
通过2013~2017年徐州市环境监测资料分析季风影响下主要大气复合污染物PM2.5和O3的相关性,并基于气象观测资料进一步探究PM2.5和O3相互作用机制的季节变化特征.结果表明:夏季风季节,PM2.5和O3呈正相关,相关系数高达0.56;冬季风季节,PM2.5和O3呈负相关,相关系数为-0.34,均通过了99%的置信检验,表明徐州市PM2.5和O3相互作用呈现相反的季节变化.夏季风季节,太阳辐射强,气温较高,大气氧化性较强,O3主导大气氧化性,大气氧化性通过促进二次颗粒物生成使得PM2.5浓度升高,夏季风季节以O3对PM2.5的促进作用主导城市大气复合污染变化;冬季风季节,太阳辐射弱,气温较低,大气氧化性较弱,高浓度的PM2.5削弱太阳辐射抑制大气光化学,导致O3生成率降低,冬季风季节以PM2.5对O3的抑制作用主导城市大气复合污染变化.  相似文献   

10.
统计分析了深圳市罗湖区2019年主要空气污染物的浓度,探究了罗湖区常规大气污染物浓度的变化趋势,及其与气象因素间的相关性,对2019年罗湖区2次污染事件进行了潜在源分析,并对臭氧(O3)进行了主成分分析。结果表明,2019年罗湖区各大气污染物浓度受季节影响较大,且出现“周末效应”,全年348 d有效数据中,主要污染物为O3的天数为225 d,占比64.66%,2019年罗湖区的主要污染物为O3。罗湖区颗粒物浓度与其他污染物之间相关性较为显著,大气环境中各污染物浓度与气温、风力和相对湿度呈较显著相关。2次大气污染事件的潜在源分析结果表明,东北方向(如东莞市等)为罗湖区O3和PM2.5的潜在输入源。通过对O3浓度的主成分分析解析出了4个主成分,影响罗湖区大气O3浓度的主要因素为风力、湿度、PM2.5、PM10和SO2。研究结果为罗湖区大气污染污染控制与治理提供了参考。  相似文献   

11.
基于2015~2019年广州4个不同国控站点类型的大气污染物监测数据,研究了广州各站点类型颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)的污染特征,并分析了O3污染季节和PM2.5污染季节PM2.5和O3的相关性及相互作用.结果表明:2015~2019年广州各站点类型PM2.5浓度总体呈下降趋势,O3浓度呈上升趋势.不同污染季节PM2.5与O3浓度均呈正相关.O3污染季节二次PM2.5的生成对颗粒物的影响显著大于一次PM2.5,随着光化学水平的升高,一次PM2.5的贡献浓度基本不变(均在21.03~31.37μg/m3范围内),贡献率逐渐下降;而二次PM2.5的贡献浓度逐渐升高(3.51~7.72 μg/m3升高到16.04~18.45μg/m3),贡献率也逐渐升高(11%~27%升高到34%~44%),且呈倍数增加.不同站点类型贡献差异明显,背景站点二次PM2.5的贡献最大,城区站点在中和高光化学水平下二次PM2.5的贡献最小;PM2.5污染季节各站点类型在不同PM2.5污染水平下O3浓度均具有差异性,总体上均呈现背景站点>郊区站点>城区站点的特点.气溶胶的消光作用和非均相反应均显著促进O3生成,随着PM2.5浓度升高,各站点类型的O3浓度峰值逐渐升高,由62.12~83.82μg/m3升高到92.49~135.4μg/m3;O3变化率峰值也逐渐升高,由8.42~10.02μg/(m3·h)升高到21.33~27.04μg/(m3·h).进一步促进了广州PM2.5和O3浓度的协同增长.  相似文献   

12.
为探究云浮市颗粒物和臭氧(O3)污染特征,利用多元统计分析方法分析了云浮市2018—2020年6项环境空气污染物浓度、气象因子等监测数据,并对2020年12月25—29日冬季PM2.5和O3污染过程进行了研究. 结果表明:①PM2.5、PM10、NO2、CO月均浓度呈夏季低、冬季高的变化特征;O3-8 h第90百分位数呈夏秋季高、冬春季低的变化特征. ②PM10、PM2.5和CO小时浓度日变化呈波浪型变化特征,PM2.5、CO小时浓度最大值均出现在09:00,PM10小时浓度最大值出现在02:00. O3、SO2小时浓度日变化呈单峰型变化特征,O3、SO2小时浓度最大值分别出现在16:00、10:00. NO2小时浓度日变化呈单谷型变化特征,最小值出现在14:00. ③PM2.5-10、SO2、NO2、O3小时浓度与PM2.5小时浓度均呈正相关,说明PM2.5-10、SO2、NO2、O3与PM2.5具有一定程度的同源性. O3小时浓度与NO2、CO小时浓度呈负相关,且O3小时浓度与NO2小时浓度相关性更强. 夏秋季NO2、CO、O3、PM2.5小时浓度与气温的相关性比冬春季的更强. SO2、PM10、PM2.5、O3小时浓度均与湿度呈负相关,其中O3小时浓度与湿度的相关性最强,相关系数为?0.586. ④2020年12月25—29日云浮市城区PM2.5污染受到静稳天气影响,O3污染与28日午后太阳高温辐射以及来自珠三角地区O3污染气团的输入影响有关. 利用ART-2a对该时段采集的颗粒物进行成分分析,得到K、EC、OC、ECOC、HM、LEV、Na、SiO3这8种单颗粒物. 整个时段EC、OC、ECOC谱图中都存在明显的硫酸盐峰和硝酸盐峰. PM2.5小时浓度与硫酸盐离子、硝酸盐离子、硅酸盐离子、铵离子、氯离子的数量均呈显著正相关,二次反应和老化过程对PM2.5污染有显著影响. 研究显示,云浮市PM2.5和O3复合污染防控需要关注本地污染物变化特征和排放源影响,也需关注外来污染气团特别是来自珠三角地区污染气团输入的影响.   相似文献   

13.
通过对2013—2020年邯郸市的大气污染物浓度及气象参数进行统计分析,探究了大气污染物的浓度变化特征,运用轨迹聚类分析和潜在源贡献因子法(PSCF)研究了邯郸市复合污染日PM2.5和O3的传输路径及潜在源区.结果表明:邯郸市PM2.5-O3复合污染出现在3—10月,与单O3污染相比,PM2.5-O3复合污染时的O3峰值浓度和平均浓度较高,当温度为19.1~25.7℃,湿度为32%~63%,风速较低时,最有利于PM2.5-O3复合污染发生;单O3污染和复合污染期间的O3主要来自邯郸周围的短距离传输,单PM2.5污染主要来自西北气流的长距离运输和邯郸周围的短距离传输,而复合污染日期间的PM2.5主要来自西北气流的长距离运输;相较于单O3污染,2013、2014、2...  相似文献   

14.
近年来,我国面临着细颗粒物(PM2.5)污染形势依然严峻以及臭氧(O3)污染日益凸显的双重压力.为进一步准确预测郑州市大气PM2.5与O3浓度并探明气象因子的影响,本研究使用2018-2022年郑州市大气污染物和气象因子逐时数据,结合统计学单因素分析和机器学习LightGBM模型多因素分析,建立了一种基于长时间序列数据的PM2.5与O3浓度预测及气象因子影响分析的综合分析方法.结果表明:(1)训练后的LightGBM模型能够较好地预测PM2.5污染,准确率达80.8%;对O3污染预测的准确率为52.5%.(2)郑州市大气PM2.5浓度与气压呈正相关,与比湿和环境温度均呈负相关;大气O3 8 h滑动平均浓度(O3-8 h浓度)与比湿和太阳辐射均呈正相关,与气压呈负相关.(3)有利的气象条件可能是2021年PM2.5年均浓度得到显...  相似文献   

15.
采用随机森林算法剥离了排放和气象对6种大气污染物(SO2、 NO2、 CO、 PM10、 PM2.5和O3)浓度的贡献,识别了疫情前后武汉市中心城区、郊区、工业区、三环线交通点和城市背景点这5种类型点位的大气污染物浓度变化.结果表明,与管控前相比,管控期间PM2.5/CO、 PM10/CO和NO2/CO分别减小了10.8~21.7、 9.34~24.7和14.4~22.1倍,表明排放对PM2.5、 PM10和NO2贡献减小;O3/CO增加了50.1~61.5倍,表明二次生成增加明显.解除管控后排放对各类污染物的贡献均增加.管控期间,受一些不可间断工序的运行影响,工业区PM2.5降幅最小(20.5%).与管控期间相比,解除管控后居民生活、交通出行和工业生产等基本恢复,使5种类型站点PM2.5  相似文献   

16.
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...  相似文献   

17.
为探究天津市各季节PM2.5与O3污染的非本地源贡献情况,本文以2017—2019年为研究时段,应用HYSPLIT模型,基于MeteoInfo软件对不同季节气流后向轨迹进行聚类分析,通过计算潜在源贡献因子(potential source contribution function, PSCF)、浓度权重轨迹(concentration-weighted trajectory, CWT)对天津市PM2.5与O3污染的外来潜在源区以及可能的污染传输途径进行研究. 结果表明:①天津市PM2.5和O3污染均较为严重,且具有明显季节性特征. 天津市各季节的气流变化明显,春、秋两季以西南方向气流为主,夏季以来自渤海的气流为主,冬季则以西北方向气流为主. ②天津市西南方向气流在各季节对应的污染物浓度均较高,春、秋两季西南方向气流携带的ρ(PM2.5)和O3浓度8 h滑动平均值〔简称“ρ(O3-8 h)”〕均最高;夏季,西南方向气流携带的ρ(O3-8 h)最高;冬季,西南方向轨迹携带的ρ(PM2.5)最高. ③西南方向上河北省南部的邯郸市,山东省西部的菏泽市、聊城市,以及河南省北部的开封市、濮阳市、新乡市均为天津市PM2.5与O3污染的主要潜在源区. 此外,冬季张家口市和唐山市对天津市PM2.5污染的潜在影响也较大. 冬季影响天津市PM2.5污染的外来潜在源区情况较为复杂,除西南气流外,其还受西北部与东部气流的影响. 研究显示,天津市大气污染区域联防联控需重点关注河北省南部、河南省北部以及山东省西部城市的潜在输送影响.   相似文献   

18.
空气质量的变化受人为排放与气象因素的双重影响,但这2个因素的相对贡献并不明确。该研究采用随机森林方法,分析了2020年中国武汉市、南京市和石家庄市人为因素和气象因素对6种大气污染物浓度的影响。与没有封控的情境相比,封控时期人为活动减少导致污染物排放的降低,使1-2月大气中PM2.5、PM10、NO2、CO和SO2的浓度降低27%以上,在4月解除了各个城市封控行动后,各污染物浓度逐渐回升。相反,在封控时期3市O3浓度上升23%~29%。同时,基于2020年实际气象数据和2015-2019年的平均气象数据运用随机森林模型预测结果的对比分析表明,仅冬季石家庄和南京的气象条件不利于污染物的扩散,对除O3外各污染物产生一定影响,总体而言气象因素对于3市全年污染物浓度的影响并不大。  相似文献   

19.
文章系统分析攀枝花市大气污染物时间、空间、季节变化趋势,揭示大气污染物特征及气象因子关系。基于2014-2020年攀枝花市环境空气质量监测数据,采用统计学的方法分析了2014-2020年攀枝花市6种污染物(PM2.5、PM10、NO2、CO、SO2、O3-8 h)的时空变化特征;通过典型相关分析方法,研究了气象因子(气温、湿度、风速、降雨量、气压)对大气污染物浓度的影响。结果表明:从时间来看,攀枝花市PM2.5、PM10、CO、SO2近年来呈下降趋势,NO2浓度呈上升趋势,但均不显著;O3-8 h浓度呈显著上升趋势。从季节来看,PM2.5和PM10浓度表现为冬季>春季>秋季>夏季,SO2浓度四季变化不显著,NO2浓度和CO浓度大小变化顺序为冬季>秋季>春...  相似文献   

20.
为探究大气PM2.5和臭氧(O3)复合污染期间的污染物浓度削峰方案,以上海市2018年4月27—30日PM2.5和O3复合污染时段为研究对象,结合区域多尺度空气质量模型(CMAQ模型),建立上海市O3日最大8小时滑动平均值(MDA8 O3)以及PM2.5浓度与人为源排放的NOx和VOCs之间的响应关系,获得了EKMA (empirical kinetics modeling approach,经验动力学建模方法)曲线.在此基础上,探讨上海市MDA8 O3和PM2.5对前体物排放的敏感性,并进一步量化了本地减排、提前减排和区域减排等不同情景下PM2.5和MDA8 O3的浓度变化.结果表明:(1)上海市PM2.5和O3复合污染期间MDA8 O3的峰值率(PR)为0....  相似文献   

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