风速对郑州空气污染的可能影响

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20062015 年的观测资料，结果表明：PM10、 PM2.5 和PM 1 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 20142015年的重污染过程，研究表明：日均风速与PMio、PM2.5明显呈现反相关，得出了风速相对于PMio、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，得到了风速相对于PMio和相对于PM2.5的统

2、计阈值均为 3.3m/s。统计了 19612015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PMio的污染特征，并探讨了 PM10与主要气象因素的关系。周昂、韩晓非等研究了上海西南郊区PM 2.5污染特征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

3、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 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PM。P

4、M2.5和PMJ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 20062015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20142015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 PM1。、PM2.5资料做相关散点图，得到风速和PM。PM2.5的相关关系，从而得到风速对 PM2.5、PM10降低本文来源于河南省气候中心自立项目。作者简介：王贵军，男，1983 年生，工程师，主要从事大气成分观测与研究。作用

5、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 PMio、PM2.5的统计阈值；统计 19612015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PMi污染特征3.1 PM10、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。3.2 PM10、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

6、 过程选取根据河南省环保厅公布的郑州市20142015年重污染过程，结合环保部的二级空气质量标准，共选出 20142015年典型污染时段 30个，共计296天。4.2 风速与PM10、PM 2.5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年的风速度浓量质PM450400350300250200150100500与PM。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。*.y = 184.6e-0.1868xR2 = 0,12123风速（m/s）图1,PM10与风速相关散点图3503m 300g 2502001501005

7、00* *y = 145.74e -0.3376x £:*;*广 R2= 0.2995II I0123456风速(m/s)图2.PM2.5与风速相关散点图由图1和图2可知:风速与PMio、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y =184.%386",令y=150,得到PM10的理论阈值为x1=1.11m/so利用 y =145.74e-0.3376x,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

8、准(GB/T 28591-2012 ),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统计风力等级风速W(PM10)污染数非污染数污染百分比非污染百分比00.0 VW 0.20000.000.0010.3 VW 1.5157728520.9924.7821.6 VW 3.31735811516.9133.5333.4 VW 5.4130130.003.79表2.PM2.5不同风速区间污染与非污染频率统计风力等级风速W(PM2.5)污染数非污染数污染百分比非污染百分比00.0 VW 0.20000.000.0010.3

9、 VW 1.51571183934.4011.3721.6 VW 3.3173888525.6624.7833.4 VW 5.4130130.003.79综合上述统计结果，得到图 3、图4图3.PM0各风速区间污染与非污染百分比图4.PML.5各风速区间污染与非污染百分比由图3和图4可以看出，当风速3.3m/时，污染物浓度降低最明显，故将 3.3m/s作为风速对PMw PM2.5降低作用的统计阈值。5 .风速阈值指标以上的日数统计统计郑州市19612015年每年超过风速阈值的日数，结果表明：郑州市 19612015年 风速阈值(3.3m/s)指标以上的日数有明显下降的趋势。也就是说郑州市196

10、12015年利于污染物降低的天数逐渐减少，这也可能是郑州市污染物浓度增高的因素之一。6 .结论(1)郑州大气成分站 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。(2)选取20142015年的重污染过程，进行统计分析，结果表明：日均风速与PM。PM2.5明显呈现反相关，对应的相关系数分别为-0.3481和-0.5473,并通过了显著性水平为0.01的相关检验。(3)风速相对于 PM10和PM2.5降低作用的理论阈值分别为1.11m/s和1.97m/s。(4)通过统计不同风速等级区间的污染和非污染的比例，得到了风速相对于PM10和PM2.5的统计阈值均为 3.3m/s。(5)统计了 19612015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。关键词：风速、郑州市空气污染、 PM10和PM2s影响阈值参考文献：1李龙凤，王新明，赵利J容，等.广州市街道环境PM1D PM2.5质量浓度的变化特征 J.地球与环境，vol.33,No.2,2005: 57602杨荣师 , 李金娟 , 徐露，等.贵阳市西郊PM10 污染特征及其与主要气象因素的关系探讨J. 贵州大学学报（ 自然科学版），vol.26， No.