長(zhǎng)三角城市大氣復(fù)合污染變化及其統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)模式建立.pdf

1、近年來(lái)長(zhǎng)三角地區(qū)由于人為活動(dòng)和氣象條件的共同作用，大氣復(fù)合污染事件頻發(fā)，受到了國(guó)內(nèi)外各界的廣泛關(guān)注。本文利用2013-2015年長(zhǎng)三角主要城市南京PM10、PM25、O3濃度資料，分析了大氣污染物的季節(jié)變化、日變化特征;利用WRF模式模擬的精細(xì)氣象場(chǎng)重點(diǎn)分析了氣溫、氣壓、比濕、風(fēng)速、降水、邊界層高度等對(duì)空氣污染的影響，探討了污染物濃度變化的成因;重點(diǎn)分析了大氣主要復(fù)合污染物PM2.5與O3在不同季節(jié)的相互作用機(jī)制;在此基礎(chǔ)上利用逐步回歸

2、統(tǒng)計(jì)方法和基于主成分的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)長(zhǎng)三角主要城市南京、上海、杭州、合肥，建立了不同季節(jié)空氣質(zhì)量濃度預(yù)報(bào)模型，并對(duì)這兩種預(yù)報(bào)模型分別進(jìn)行了效果檢驗(yàn)。結(jié)果表明:
　　(1)南京主要大氣污染物變化特征及氣象作用
　　大氣顆粒物PM10和PM2.5季節(jié)變化均為夏低冬高，具有良好的一致性，兩種粒子8月最低，粗細(xì)粒子分別在12月和1月達(dá)到最高值，冬季是南京大氣顆粒物污染最嚴(yán)重的季節(jié)。四季PM10、PM2.5-10、PM2.5的日變

3、化趨勢(shì)基本一致，冬季日變化最明顯，夏季最弱，春季居中，且冬季上午峰值均比其余三季延后1-2小時(shí)。
　　全年大氣顆粒物PM10中細(xì)粒子PM25所占質(zhì)量濃度比為0.59，南京大氣可吸入顆粒物中細(xì)粒子占大氣顆粒物PM10的較多數(shù)，并呈現(xiàn)春秋低，冬夏高的特征。PM25主導(dǎo)四季AQI的變化，尤其是在重污染的情況下，并且PM25是影響南京地區(qū)空氣質(zhì)量的首要污染物。O3濃度呈現(xiàn)春夏高、秋冬低的變化特征，春末夏初達(dá)到最大值，秋末冬初達(dá)到最小值。四

4、季O3質(zhì)量濃度日變化均呈現(xiàn)白天高，夜間低的單峰式變化特征，最小和最大值出現(xiàn)在07-08時(shí)和14-16時(shí)。
　　(2)南京主要大氣復(fù)合污染物PM2.5和O3相互作用機(jī)制
　　通過分析南京2013-2015年空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)大氣主要復(fù)合污染物PM2.5與O3之間在冷季（12-2月）和暖季（6-8月）相關(guān)性相反，相關(guān)系數(shù)分別為-0.16和0.40，均通過99％顯著性檢驗(yàn)?；诃h(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，從大氣氧化性和太陽(yáng)總輻射角

5、度討論P(yáng)M2.5和O3之間相互作用的機(jī)制。研究表明，大氣氧化性的增強(qiáng)促進(jìn)二次氣溶膠的生成，最高占PM25總量的26.76％。暖季較高的O3顯著促進(jìn)二次氣溶膠的生成，使得PM2.5和O3呈顯著正相關(guān)。冷季大氣氧化性較弱，高濃度的PM25對(duì)地表太陽(yáng)輻射起削弱作用。隨著PM2.5上升，O3小時(shí)濃度變化率下降，峰值時(shí)間延遲。當(dāng)PM2.5超過115μg·m-3，環(huán)境大氣O3被顯著抑制，峰值下降到12.7μg·m-3，PM2.5和O3呈顯著負(fù)相關(guān)。

6、此次觀察研究有助于對(duì)大氣環(huán)境季節(jié)變化的深入理解。
　　(3)長(zhǎng)三角地區(qū)空氣質(zhì)量統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)模型的建立
　　通過相關(guān)系數(shù)分季節(jié)篩選的氣象要素，與前一（幾）日的污染物濃度共同作為預(yù)報(bào)因子，利用逐步回歸和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立空氣質(zhì)量統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)模型，并應(yīng)用于獨(dú)立樣本，進(jìn)行預(yù)報(bào)效果檢驗(yàn)。結(jié)果表明逐步回歸預(yù)報(bào)模型對(duì)于PM2.5，PM10和O3的擬合優(yōu)度為40％-65％，準(zhǔn)確率為43％-55％。BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)未來(lái)72小時(shí)預(yù)報(bào)平均準(zhǔn)確率為61％-7