武漢市氣象因子和下墊面特征與大氣污染物的關(guān)系研究.pdf

1、隨著中國城市化和工業(yè)的迅速發(fā)展，能源消耗帶來的各種污染物高強(qiáng)度排放已導(dǎo)致城市大氣污染日益嚴(yán)重。節(jié)能減排已成為當(dāng)前改善城市大氣環(huán)境的主要措施，而合理的城市用地規(guī)劃與完善的綠地建設(shè)也是削減城市大氣污染的重要途徑。本文利用武漢市主城區(qū)9個國控環(huán)境監(jiān)測點2013年和2014年的監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析了4種大氣污染物（PM10、PM2.5、SO2、NO2）空氣質(zhì)量分指數(shù)（IAQI）的季節(jié)變化規(guī)律；應(yīng)用相關(guān)分析方法研究了氣象因子（平均風(fēng)速X1、相對濕度X2

2、、平均氣溫X3、日照時數(shù)X4、平均地溫X5、蒸發(fā)量X6、累計降水量X7）與4種大氣污染物空氣質(zhì)量分指數(shù)（IAQI）的關(guān)系。以環(huán)境監(jiān)測點半徑1km范圍為研究區(qū)域，探討了該區(qū)域下墊面特征與大氣污染物IAQI值的關(guān)系及綠地的減污作用，以期為改善城市大氣污染狀況的用地規(guī)劃及綠地建設(shè)提供依據(jù)。研究結(jié)果如下：
　?。?）以兩年里的共8個代表季節(jié)的典型月份（1、4、7、10月）的大氣污染物IAQI數(shù)據(jù)分析顯示，武漢市主城區(qū)4種空氣質(zhì)量分指數(shù)（I

3、AQI）在一年的不同季節(jié)中表現(xiàn)為冬季最高、春季下降、夏季最低、秋季上升的總體變化規(guī)律。其中，冬季里，大氣污染物除二氧化硫以外都多次超過國家二級IAQI限值（100），根據(jù)空氣質(zhì)量等級被劃為六級嚴(yán)重污染。春季里，NO2和SO2IAQI值較低，沒有超過限值，而PM2.5和PM10在較少天數(shù)里超過標(biāo)準(zhǔn)限值，PM2.5依然是多次成為主要污染物。夏季的空氣質(zhì)量最佳，PM2.5的IAQI只在少數(shù)天里超過限值。秋季里大部分天數(shù)為中度或輕度污染，主要污

4、染物PM2.5。為可見武漢市主城區(qū)除冬季外，其他季節(jié)里大部分天數(shù)的空氣質(zhì)量處于輕度污染和良好的級別。
　　（2）以兩年里的共8個代表季節(jié)的典型月份里每日的氣象數(shù)據(jù)和大氣污染物IAQI數(shù)據(jù)分析表明，武漢市主城區(qū)內(nèi)的平均風(fēng)速、平均氣溫、平均地溫、蒸發(fā)量和日累計降雨量與4種大氣污染物IAQI呈顯著的負(fù)相關(guān)。其中，NO2與平均風(fēng)速、SO2與平均氣溫、PM2.5與平均地溫和大型蒸發(fā)量、PM10與日累計降水量的相關(guān)性達(dá)極顯著水平，這說明空氣流

5、動（風(fēng)速與湍流）是影響城市大氣污染程度的主要因素。
　　（3）應(yīng)用逐步回歸方法建立了大氣污染物IAQI（Y）與氣象因子（X）間的線性模型：(此處公式省略)
　?。?）9個國控環(huán)境監(jiān)測點半徑1km范圍為的下墊面特征與大氣污染物IAQI的主成分分析顯示，建筑率X8、道路率X9、綠地斑塊破碎度指數(shù)X6、景觀形狀指數(shù)X4、斑塊數(shù)量X3、空地率X11對大氣污染物IAQI值為正載荷，景觀多樣性指數(shù)X2、水體率X10、綠地率X7、最大斑塊

6、指數(shù)X1、建筑斑塊破碎度指數(shù)X5對大氣污染物IAQI值為負(fù)載荷，表明規(guī)模性水體和綠地斑塊、建筑斑塊破碎化對大氣污染物可起到削減作用，而規(guī)?；缆泛徒ㄖ?、綠地斑塊破碎化則不利于空氣質(zhì)量的改善。
　?。?）以主成分的初始特征值和成分矩陣算出主成分的特征向量矩陣（主成分載荷矩陣），再由每個主成分載荷矩陣?yán)锔饕蜃拥南禂?shù)加權(quán)算出所有因子的綜合模型，其結(jié)果為（此處公式省略）。最后對每個影響因子歸一化算出結(jié)果，其中在下墊面特征中綠地這一因子對大