探究气象因素与北碚区臭氧浓度的关联程度

2020-04-20 300 上传者：管理员

摘要：本文基于2017年北碚区臭氧浓度监测数据与气象条件数据，通过皮尔逊相关系数法对臭氧浓度与平均气温、相对湿度、平均风速和日照时间气象因素之间的关联程度进行了探讨和分析，结果显示，平均气温与臭氧浓度呈正相关，随着平均气温的升高，臭氧浓度逐渐升高，且变化率逐渐变大；日照时间与臭氧浓度呈正相关；臭氧在低湿的条件下容易积累，臭氧浓度随着相对湿度的增加逐渐减小；平均风速与北碚区臭氧浓度为弱正相关。

关键词：
平均气温
气象因素
相关性
相对湿度
臭氧浓度
加入收藏

臭氧作为现阶段一种重要的空气污染物指标，受其自身的性质影响，具有较为复杂的形态与组成，直接对人类的身体健康造成威胁，因此，积极对当前的臭氧进行研究已经成为当前环境保护的重点工作内容。

1、臭氧概述气候学论文

在常温常压下，臭氧稳定性较差，可自行分解为氧气。虽然臭氧在平流层起到了保护人类与环境的重要作用，但若其在对流层浓度增加，则会对人体健康产生有害影响。本文基于2017年北碚区臭氧浓度监测数据与气象条件数据，采用皮尔逊相关系数法来研究臭氧浓度与平均气温、相对湿度、平均风速和日照时间气象因素的相关性。

2、臭氧浓度与气象因素的相关性

本文以北碚区的环境空气自动监测站的监测数据为基础，与其气象因素的相关性进行合理的分析，以期为辖区内臭氧污染防治和预警提供数据支撑。

2.1 平均气温与臭氧浓度的关系

根据数据分析，平均气温与臭氧浓度呈正相关，随着平均气温的升高，臭氧浓度逐渐升高，且变化率逐渐变大。当平均气温21℃以上时，臭氧浓度超过《环境空气质量标准》（GB3095—2012）二级标准的概率逐渐增大，出现率为18.5%；当平均气温21℃以下时，臭氧浓度均达标。根据数据分析，夏季和秋季臭氧浓度明显高于春季和冬季，因为北碚区属亚热带季风湿润气候，雨量充沛，有春早、夏热、秋短、冬迟特征，夏秋季气温明显高于春冬季且高温持续时间长，臭氧浓度超标主要集中在4月-9月。因为温度是太阳辐射的重要指标，臭氧发生光化学反应速度取决于太阳辐射强度，太阳辐射强度越大，光化学反应越明显，臭氧越容易积累，浓度会明显升高。

2.2 相对湿度与臭氧浓度的关系

根据数据分析，臭氧在低湿的条件下容易积累，臭氧浓度随着相对湿度的增加逐渐减小。在相对湿度为44-80%时，臭氧浓度超过二级标准概率增加，概率为27.3%；在相对湿度为80%以上时，臭氧浓度均达标。根据数据分析，夏季和秋季臭氧浓度明显高于春季和冬季，因为北碚区属亚热带季风湿润气候，雨量充沛，夏秋季气温炎热相对湿度明显低于春冬季节。

2.3 平均风速与臭氧浓度的关系

北碚区属于典型的山地城市，常年风速较小，静风频率高。根据数据分析，平均风速大小对臭氧浓度的影响是复杂的，相关性较弱小，随着平均风速的增加，臭氧浓度增加。但是高浓度臭氧仍集中出现在稳定小风的情况下，在平均风速1.1-2.0m/s下容易积累，臭氧浓度超过二级标准概率为14.8%。在平均风速超过2.5m/s时，臭氧不易积累。因为当风速较小时，垂直输送和混合作用站主导地位，臭氧在近地面不断积累；当风速较大时，水平扩散作用逐渐占主导，对臭氧有扩散作用，因此臭氧浓度有下降趋势。

2.4 日照时间与臭氧浓度的关系

根据数据分析，日照时间与臭氧浓度呈正相关，随着日照时间的增加，臭氧浓度逐渐升高，且变化率逐渐变大。当日照时间在6-12h时，臭氧浓度超过二级标准概率为37.3%。日照时间越长，太阳辐射越多，光化学反应越明显，臭氧浓度越容易积累。根据数据分析，夏季和秋季臭氧浓度明显高于春季和冬季，因为北碚区属亚热带季风湿润气候，夏秋季日照时间明显长于春冬季节，夏季容易出现臭氧浓度超标，而1-3月和10-12月日照时间大部分为0小时，臭氧浓度较低。

2.5 臭氧浓度与气象因素的相关系数

根据数据分析，北碚区臭氧浓度与气象因素具有一定相关性，臭氧浓度与平均气温和日照时间呈强的正相关，与相对湿度呈强的负相关，与平均风速呈弱的正相关。

3、结语

气象因素在臭氧形成与转化过程中起着非常重要的作用，它通过影响前体物的扩散、大气环流、光化学环境等影响臭氧浓度的变化。本文以2017年北碚区臭氧浓度监测数据与气象条件数据进行分析，得出以下结论：

(1)北碚区臭氧浓度与平均气温和日照时间呈强的正相关，与相对湿度呈强的负相关，与平均风速呈弱的正相关。

(2)北碚区属亚热带季风湿润气候，雨量充沛，有春早、夏热、秋短、冬迟特征，夏秋季臭氧浓度明显高于春冬季，臭氧浓度超标主要集中在4月-9月。

(3)高浓度臭氧污染易出现在太阳辐射强度大、微风、相对湿度低且气温较高的天气。当平均气温21℃以上、相对湿度为44-80%、平均风速1.1-2.0m/s、日照时间在6-12h时，北碚区易出现臭氧浓度超标。

参考文献:

[1]王磊,刘瑞阳,韩桂荣,王易,庆涛,姜麟.南京地区近地面臭氧浓度与气象条件关系研究[J].环境科学学报,2018,38(04):1285-1296.

刘美玲,罗克菊,陈诚,等.北碚区臭氧浓度与气象因素相关性分析研究[J].资源节约与环保,2020,(1):34.