雾霾时空分布研究(论文)(河科大)

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1、承诺书我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国人学生数学建模竞赛参赛规则》（以下简称为“竞赛章程和参赛规则”，可从全国大学生数学建模竞赛网站下载）。我们完全明口，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的，如果引用別人的成果或其他公开的资料（包括网上杳到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在止文引用处和参考文献中明确列岀。我们郑重承诺，严格遵守竞赛章程和参赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛章程和参赛规则的行为，我们将受到严肃处

2、理。我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D'

3、•选择一项填写）：C我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话人所屈学校（请填写完整的全名）：河南科技大学参赛队员（打印并签名）：1.2.3.指导教师或指导教师组负责人（打印并签名）：（论文纸质版与电子版中的以上信息必须一致，只是电子版中无需签名。以上内容请仔细核对，提交后将不再允许做任何修改。如填写错误，论文可能被取消评奖资格。）H期：年—月—H赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：编号专用页赛

4、区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）:赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：评阅人评分OOOOOOOOOO备注OO■OLO■O全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）:雾霾时空分布研究摘要雾霾天气不仅对环境造成了污染，给人们出行带来了不便，长时间吸入也会对人的身体带来不利影响。在雾霾天气中，PM2.5是“罪魁祸首”，本文重点研究了与PM2.5有关的一系列问题。针对问题一，我们首先利用SPSS软件分析六个指标（含量）的Pearsonffl关系数,从中我们重点研究了PM2.5（含量）与其他五项指标（含量）的Pearson相关系数，结果发现PM2

5、.5（含量）与PM10（含量）、CO（含量）极强相关，与S02（含量）、N02（含量）强相关，与O3（含量）弱相关II为负相关。I大I为在多变量的情况下，变量之间的相关关系是很复杂的，所以我们利用SPSS软件又分析出了PM2.5（含量）与其他五项指标（含量）偏相关系数，结果同样发现结果发现PM2.5（含量）与PM10（含量）、CO（含量）相关性较强，与SO?（含量）、N02（含量）和O3（含量）相关较弱。为了更直观的得到PM2.5（含量）与其他五项指标（含量）的关系，我们用SPSS做出了PM2.5（含量）与其他五项指标（含量）的散点图，通过散点图发现，除了O3外，其他四项指标与PM2.5

6、均貝•有较强的相关性。所以，通过综合分析，我们采用多元线性回归分析方法建立了PM2・5（含量）与PM1O、CO、SO?和NO?（含量）的预测模型，回归方程为：Y=0」98X“+3.081*口一0.249%畑+1.035^/

7、0-35.2750针对问题二，首先根据武汉市地图,确定了11个监测点的相对坐标，再通过实际距离测定，利用Solidworks三维绘图软件将其转化为实际坐标，之后利用spss软件绘制出各不同检测点PM2.5随时间变化曲线，分析了武汉地区PM2.5的时空分布及其相关规律。然后我们利用主成分分析法和爛值加权法，建立了空气质量评估模型，并结合环境保护部新修订的《坏境空气质量标

8、准》对11个监测地区分别进行了污染评估，最终得出汉阳月湖地区的污染最为严重。针对问题三，在PM2.5发生和演变分析上，本文建立了适应性强且考虑衰减的偏微分扩散模型。首先，假设11个监测点即为污染源，并将模型屮的污染源质量分为发生和演变两部分，演变部分为：将整个区域PM2.5的质量加权分配到11个监测点上。发生部分则为变量，且在某一季度内不随时间变化。进而建立偏微分扩散模型，并得到其Cauchy解。之后，不考虑PM2.5的垂直分布，将三维问题扁平化成二维问题。并考虑风向与降水的影响，对模型进行修正。同时，考虑到11个污染源叠加而导致计算的复杂性，根据点与点的距离，将11个点赋予权重，出此可

9、以无需叠加而求得最终结果。进而通过选取已知数据，通过多元线性回归的方法，求得各个参数变量，确定最终模型。在最后，利用真实数据对其进行了定性与定量分析。关键词：PM2.5SPSS软件相关系数多元线性冋归主成分分析法爛值加权法偏微分方扩散模型一、问题重述大气为地球上生命的繁衍与人类的发展提供了理想的环境。它的状态和变化，直接影响着人类的生产、生活和生存。空气质量问题始终是政府、环境保护部门和全国人民关注的热点问题。在祈陥《坏境空气质量标