气象条件对空气质量的影响因素分析

气象条件对空气质量的影响因素分析

作者：张玉翠

来源：《科技资讯》2021年第33期

摘要：研究气象因素对空气质量的影响，可以为空气污染的防治提供有力的气象支撑，有利于大气污染的预测和治理。该文利用2015—2020年环保部门提供的襄阳空气质量指数历史数据和襄阳国家站的地面观测资料，利用统计分析的方法，分析得出， 2015—2020年襄阳AQI指数与月降水量总体呈镜像对称，降水越少，AQI指数越高，反之则越低。气温越高，空气质量总体趋势越好，AQI指数越小;相反的气温越低，空气质量总体趋势差，AQI指数越大。最小相对湿度区间跨度越小的月份，则空气质量越差;最小相对湿度区间跨度越大的月份，空气质量越好;风速越大，空气质量越好。

关键词：气象条件空气质量影响因素政策建议

中图分类号：P49文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2021）11（c）-0000-00

Abstract： The study of the impact of meteorological factors on air quality can provide strong

meteorological support for the prevention and control of air pollution and is conducive to the

prediction and control of air pollution. Based on the historical data of Xiangyang air quality index

provided by the environmental protection department in 2015-2020 and the ground observation data of

Xiangyang national station， and using the method of statistical analysis， this paper concludes that

the AQI index of Xiangyang in 2015-2020 is generally mirror symmetrical with the monthly

precipitation. The less the precipitation， the higher the AQI index， and vice versa. The higher the temperature， the better the overall trend of air quality and the smaller the AQI index; On the

contrary， the lower the temperature， the worse the overall trend of air quality， and the greater the

AQI index. The smaller the span of the minimum relative humidity interval， the worse the air quality;

The larger the span of the minimum relative humidity range， the better the air quality; The higher the

wind speed， the better the air quality.

Key Words： Meteorological conditions; Air quality; Influencing factors; Policy suggestion

随着社会的发展和人类生活生产排放的废物，空气污染事件时有发生[1]，空气质量与人类的生活息

息相关，影响人的身体健康。空气污染包括区域输送、本地污染物排放，还受天气形势的影响，区域空气污染与天气过程密切相关[2-4]。为了给大气防治提供科学依据，很多学者对空气质量和空气污染情况进行了研究，降水对空气质量的转好作用最明显，降水强度越大，空气质量越好[5];工业生产废气排放，汽车尾气等是空气污染物的重要来源;过年期间的烟花爆竹燃放和麦收时节的秸秆燃烧等对空气质量有阶段性的影响。

该文从气象角度出发，以襄阳市为例，研究气象因素对空气污染的影响和预测，以期为襄阳市大气污染防治提供更为科学的依据，并给出了相关的政策建议。

1 资料选取

该文所用数据为环保部门提供的2015—2020年襄阳空气质量指数历史数据和襄阳国家站的2015—2020年的气温、降水、相对湿度，风向风速资料，针对襄阳市进行了气象条件和空气质量相关性分析。

2空气质量变化特征

2.1 AQI指数变化特征

2015—2020年襄阳AQI整体呈W型震荡，有规律的分布在年AQI均值的上下，也即AQI指数有明显的季节性变化。01月、02月、11月、12月襄阳市空气质量较差，AQI指数均高于年平均值，AQI指数由高到低分别为01月、12月、02月和11月;其他月份AQI指数迅速减小，且明显低于年平均值，AQI指数最低的月份为07月。由AQI指数趋势线可以看出，AQI指数年初至年末呈由高到低的趋势。

2015—2020年襄阳空气质量为优级的月份有1个月;空气质量为良级有47个月，占比65%;轻度污染有16个月，占比22%;中度污染有8个月，占比11%;无重度污染月份。由此分析可知，襄阳空气质量总体良好。 2.2空气污染物含量变化特征

影响襄阳空气质量的污染物以O3和PM10居首，分别占比32.0%和30.4%;其次是PM2.5，占比21.4%;NO2、SO2、CO所占比例较少，依次为10.9%、4.9%和0.3%。臭氧污染是指对流层中具有强氧化性和刺激性的光化学污染物。長时间直接接触高浓度臭氧，就会出现咳嗽、疲劳、胸闷、头痛、恶心等不适症状，此外臭氧还会影响甲状腺功能等等。PM10是指直径≤10μm的可吸入颗粒物，通常来自各种工业生产过程排放的超细颗粒物，以及大气中二次形成的超细颗粒物和气溶胶等。由此可见，襄阳地区应注重臭氧污染的防治和工业生产废气排放的管控。襄阳作为一座工业城市，保护环境和提升工业生产排放物的排放标准势在必行，也是改善空气质量的有效手段。

3气象条件分析

3.1降水量对空气质量的影响

2015—2020年襄阳AQI指数与月降水量总体呈镜像对称，降水越少，AQI指数越高，反之则越低。进行Spearman相关性检验，AQI指数与降水量呈显著负相关关系，相关系数高达-0.618，且通过了置信度（双侧）0.01的显著性检测。说明对襄阳而言，降水可以明显改善空气质量。

3.2气温

襄阳逐月AQI指数与月平均气温、月平均高温、月平均低温变化图总体呈镜像对称。进行Spearman相关性检验，AQI指数与月平均气温、月平均高温、月平均低温呈显著负相关关系，相关系数依次为-0.742、-0.729、-0.763，且通过了置信度（双侧）0.01的显著性检测。说襄阳空气质量受气温影响非常明显，襄阳AQI指数随着气温的升高而减小，随着气温的降低而增大。也即襄阳空气质量有明显的季节性变化，温暖季节的空气质量要明显优于寒冷季节。表1给出了2015—2020年襄阳市不同空气质量等级对应的月平均气温、月平均高温和月平均低温。由此表可知，气温越高，空气质量总体趋势越好，AQI指数越小;相反的气温越低，空气质量总体趋势差，AQI指数越大。

3.3相对湿度

表2给出了2015—2020年襄阳市不同空气质量等级对应的月平均最小相对湿度区间，由此表可知，最小相对湿度区间跨度越小的月份，则空气质量越差;最小相对湿度区间跨度越大的月份，空气质量越好。

3.4风速风向 风速与空气质量呈正相关关系，风速越大，空气质量越好。当月平均风速≥4.1m/s时，空气质量为优级;当月平均风速<2.71m/s时，则空气质量可能出现重度污染。进行Spearman相关性检验，空气质量等级与风速呈正相关关系，相关系数为0.635，且通过了置信度（双侧）0.05的显著性检测。可见，风速增大可以明显改善空气质量。

风向风速对空气质量的改善表现在将本地污染物向下风向区域进行输送，同样的，上风向的污染物也会被输送到本地。所以持续的同一风向或相近风向的风保持一定的风速才能净化当地的空气质量。由襄阳市地面观测资料统计得出，2015—2020年期间，襄阳市01月、02月、10月、11月、12月盛行北风，08月和09月盛行西北风，03～06月盛行南风或西南风。襄阳地处南北通道的过渡地带，北接南阳盆地，由南阳盆地至襄阳呈喇叭口状，特殊的地理位置和地形，北方污染物输送至襄阳后，净化需要的时间也长些。结合风向资料可分析出，空气质量最差的01月、02月、11月、12月，襄阳空气中所含污染物不仅包含本地排放的污染物，北方地区向襄阳地区输送的污染物也是影响襄阳空气质量的重要因素。

4改善空气质量的政策建议

（1）加强部门间的合作，环保部门和气象部门加强沟通交流，实现数据共享和实时监测，是大气环境治理的基础。

（2）气象部门加强空气污染的气象条件预报和预测，空气污染气象条件预报可以指导相关部门和公众对外地污染物向本地输送提前做好防范措施。

（3）控制本地污染源排放。对于本地工业生产排放的废气要设定严格的排放标准，并进行有效的治理，减少其对环境的污染[6]。

（4）建立全民环保的氛围。宣传环保知识和空气污染的危害，建立全民环保的社会氛围对防治大气污染有积极作用。

参考文献

[1] 喻谦花，闵晓桐.2014—2016年开封市空气污染特征及重污染过程气象成因分析[J].气象与环境科学，2020，43（1）：114-122.

[2] 丁婧.绿洲-荒漠过渡带防护体系对沙尘沉降影响研究[D].呼和浩特：内蒙古师范大学，2020.

[3] 刘春琼.基于时间序列分形方法的近地层臭氧生成对其前体物的敏感性研究[D].南京：南京大学，2020. [4] 汪宇，区宇波，陈多宏，等.臭氧污染对广东省2020年空气质量目标影响的探讨[J].环境污染与防治，2020，42（1）：120-123，128.

[5] 黄远盼，黎馨，欧徽宁.广西贺州市城区空气质量与气象条件的关系研究[J].气象研究与应用，2019，40（4）：66-71.