风速对郑州空气污染的可能影响

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1、风速对郑州市空气污染的可能影响王贵军1，姬兴杰1，申占营1，李凤秀1（1.河南省气候中心，河南郑州450003）所属会场：S11摘要：本文分析了郑州大气成分站2006~2015年的观测资料，结果表明：PM10、PM2.5和PM1浓度有从春天到夏天逐渐降低，秋季到冬季污染逐渐加重的规律，按年有波动变化的趋势。利用2014~2015年的重污染过程，研究表明：日均风速与PM10、PM2.5明显呈现反相关，得出了风速相对于PM10、PM2.5降低作用的理论阈值分别为1.11m/s和1.97m/s。通过统计不同风速等级区间的污染和非污染的比例，得到

2、了风速相对于PM10和相对于PM2.5的统计阈值均为3.3m/s。统计了1961~2015年风速阈值指标以上的日数，表明风速阈值指标以上日数逐渐减少，这可能是导致郑州市空气污染加剧的原因之一。引言空气污染问题已经引起各国政府的高度重视，大气环境保护问题也引起社会各界的普遍关注。国内对空气污染的研究有很多，如李龙凤等研究了广州市街道环境PM10和PM2.5质量浓度的变化特征[1]。杨荣师、李金娟等,分析了贵州大学蔡家关校区的PM10的污染特征,并探讨了PM10与主要气象因素的关系[2]。周昂、韩晓非等研究了上海西南郊区PM2.5污染特征[3

3、]。本文在吸取前人经验的基础上，主要分析风速对郑州市空气污染的可能影响，对污染物的浓度预报以及污染物的防治都具有重要的参考意义。1.郑州市概况1.1地理位置及气候特点郑州市地处中原腹地，是中原城市群的中心。在气候上，郑州属于暖温带大陆性气候，四季分明，雨热同期，干冷同季。随着四季更替，依次呈现春季干旱少雨，夏季炎热多雨，秋季晴朗日照长，冬季寒冷少雨雪的基本气候特征[4]。1.2郑州市大气污染现状近20年来，随着工业发展水平的迅猛提高，郑州市环境污染物的排放量不断增加，大气环境污染问题日趋严重。郑州市在2014年空气优良达标天气163天，比

4、2013年多了35天，在全国污染城市排名中位居前十名左右[5]。2.资料来源与技术方法2.1资料来源郑州市区空气污染资料（质量浓度PM10、PM2.5和PM1）来源：郑州大气成分站GRIM180空气颗粒物监测仪器；相关风速资料来源：河南省气候中心数据库。2.2技术方法利用郑州大气成分站2006~2015年的PM10、PM2.5和PM1资料对郑州市大气污染物的月、季、年特征进行初步分析；根据河南省环保厅资料，结合郑州大气成分站数据，选取2014~2015年的重污染天气过程，将各个过程前后各推1天，对应的风速和PM10、PM2.5资料做相关散

5、点图，得到风速和PM10、PM2.5的相关关系，从而得到风速对PM2.5、PM10降低作用的理论阈值；根据风力等级的划分标准，统计不同风速等级的污染和非污染的对应百分比，从而得到风速对PM10、PM2.5的统计阈值；统计1961~2015年各年阈值指标以上的日数，得到风速对郑州市空气污染的可能影响。3.郑州大气成分站PM10、PM2.5和PM1污染特征3.1PM10、PM2.5和PM1的月、季变化特征从郑州大气成分站污染监测资料的月变化看：PM10、PM2.5和PM1浓度从春天到夏天逐渐降低，秋季到冬季污染逐渐加重的规律。3.2PM10、

6、PM2.5和PM1的年变化特征郑州PM10、PM2.5和PM1按年污染有波动变化的趋势。4.风速对PM10、PM2.5影响阈值的确定4.1过程选取根据河南省环保厅公布的郑州市2014~2015年重污染过程，结合环保部的二级空气质量标准，共选出2014~2015年典型污染时段30个，共计296天。4.2风速与PM10、PM2.5相关分析根据所选污染过程，将各个过程向前、向后各推一天，得到2014年和2015年的风速与PM10、PM2.5的对应序列，将风速与PM10、PM2.5制作相关散点图，得到图1、图2。图1.PM10与风速相关散点图图2

7、.PM2.5与风速相关散点图由图1和图2可知:风速与PM10、PM2.5呈现明显的反相关，相关系数分别为-0.3481和-0.5473，两个拟合曲线均通过了显著性水平为0.01的相关检验。利用，令y=150，得到PM10的理论阈值为x1=1.11m/s。利用，令y=75，得到PM2.5的理论阈值为x2=1.97m/s。4.污染过程中，风速与PM10、PM2.5统计分析参考风力等级标准（GB/T28591-2012），统计不同风速等级区间内，PM10和PM2.5污染与非污染的频率，得到统计表1、2。表1.PM10不同风速区间污染与非污染频率

8、统计风力等级风速W样本数（PM10）污染数非污染数污染百分比非污染百分比00.0≤W≤0.20000.000.0010.3≤W≤1.5157728520.9924.7821.6≤W≤3.317