陳 漾，張金譜，黃祖照

廣州市環(huán)境監(jiān)測中心站，廣東 廣州 510030

廣州市近地面臭氧時空變化及其與氣象因子的關(guān)系

陳 漾，張金譜，黃祖照

廣州市環(huán)境監(jiān)測中心站，廣東 廣州 510030

利用2012年1月至2016年2月廣州市環(huán)境空氣自動監(jiān)測數(shù)據(jù)和氣象觀測數(shù)據(jù)，對廣州市近地面臭氧的時空分布特征及其與氣象因子的關(guān)系進行分析。結(jié)果表明：2012—2015年廣州市臭氧日最大8 h滑動平均值的第90百分位數(shù)波動變化，年變化率依次為-14.3%、5.8%、-12.1%；廣州市臭氧濃度呈現(xiàn)夏、秋季高，春、冬季低的顯著季節(jié)變化特征；臭氧日最大8 h平均值的月均值和第90百分位數(shù)最高的月份一般分別出現(xiàn)在10月和7—8月；臭氧濃度的日變化曲線為單峰型，最大值一般出現(xiàn)在14:00或15:00；臭氧濃度隨垂直高度的升高而增大，從低層(6 m點位或地面站)到中層(118 m和168 m點位)、中層到高層(488 m點位)臭氧日最大8 h滑動平均值的增長率分別為18.3%和39.1%；廣州市中心城區(qū)臭氧濃度低于南北部城郊，夏、秋季高值區(qū)與夏、秋季主導(dǎo)風(fēng)向相對應(yīng)；臭氧濃度受降水、氣溫、相對濕度和風(fēng)速等氣象因子影響，臭氧濃度的超標(biāo)是多種因素綜合作用的結(jié)果。

臭氧;時空變化;氣象因子;廣州

臭氧(O3)是自然大氣中一種重要的微量成分，其中90%分布在平流層，10%分布在對流層。O3對人類來說是把“雙刃劍”，平流層的O3吸收來自太陽的強紫外輻射，保護人類健康，對流層適量的O3在一定程度上起到清潔大氣的作用，但是如果O3濃度增加到一定程度，就會威脅人類健康[1-4]，而近地面的O3本身就是一種重要的氣態(tài)污染物，同時也是能使低層大氣增溫的重要“溫室氣體”之一[5]，是光化學(xué)煙霧的主要標(biāo)識物[6]。近地面O3污染主要來源于當(dāng)?shù)嘏欧派珊蛥^(qū)域輸送，其形成和維持的機制十分復(fù)雜，涉及化學(xué)、氣象和環(huán)境等領(lǐng)域[7]。廣州作為珠三角地區(qū)的中心城市，自改革開放以來工業(yè)發(fā)展迅速，火力發(fā)電廠激增，機動車使用量大幅增長，導(dǎo)致?lián)]發(fā)性有機化合物(VOCs)和氮氧化物(NOx)等O3前體物的大量生成，O3污染問題凸顯。

本文基于近年來廣州市環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測點位所觀測的O3小時濃度數(shù)據(jù)，研究O3濃度的年、季、月、日的時間變化特征以及垂直和水平的空間分布特征，探討O3濃度與部分氣象因子(降水、氣溫、相對濕度和風(fēng)速)的關(guān)系，為客觀地掌握廣州市O3污染特征提供參考和依據(jù)。

1 實驗部分

本研究所使用的O3小時濃度數(shù)據(jù)源自廣州市36個城市環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測點位，包括10個國控點、1個對照點和25個市控點。廣州市O3的時間分布特征均采用10個國控點的O3小時濃度數(shù)據(jù)，其中季節(jié)和日變化特征的分析時間段為2012年3月至2016年2月，年變化和月變化特征的分析時段為2012年1月至2015年12月；空間的水平分布特征取2015年3月至2016年2月36個點位的O3小時濃度數(shù)據(jù)，空間的垂直分布特征則采用廣州塔空氣質(zhì)量垂直梯度觀測系統(tǒng)2015年1—12月的O3小時濃度數(shù)據(jù)。36個城市環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測點位和廣州塔空氣質(zhì)量垂直梯度觀測系統(tǒng)的具體位置見圖1。采用國控點麓湖點位的O3數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)分析O3濃度與氣象因子的關(guān)系，其中降水、氣溫、相對濕度和風(fēng)速的數(shù)據(jù)時間段為2013年1月至2015年12月。

2 結(jié)果與討論

2.1時間分布

2.1.1 O3濃度的年際變化特征

以廣州市10個國控點的O3小時濃度數(shù)據(jù)統(tǒng)計年際變化，結(jié)果見圖2。2012—2015年，O3日最大8 h滑動平均值的第90百分位數(shù)(以下簡稱為“O3-8 h-90per”)和O3日最大8 h滑動平均值(以下簡稱為“O3-8 h”)的超標(biāo)率波動變化、O3-8 h-90per的年變化率依次為-14.3%、5.8%和-12.1%，O3-8 h超標(biāo)率的年變化率依次為-43.4%、27.8%和-40.9%。此外，2012—2015年O3-8 h-90per的年均值均維持較高水平，接近國家新標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095—2012)中規(guī)定的二級標(biāo)準(zhǔn)限值(160 μg/m3)。除2013年以外，O3超標(biāo)天數(shù)占全年超標(biāo)天數(shù)的比例接近50.0%，首要污染物為O3的天數(shù)占全年有效天數(shù)的比例均超過20.0%。

1.荔海西村；2.海珠寶崗；3.公園前；4.體育西；5.麓湖；6.海珠赤沙；7.黃埔大沙地；8.番禺市橋；9.花都新華；10.蘿崗鎮(zhèn)龍；11.帽峰山；12.從化街口；13.白云竹料；14.增城荔城；15.白云嘉禾；16.蘿崗永和；17.蘿崗科學(xué)城；18.天河龍洞；19.奧體中心；20.增城新塘；21.黃埔文沖；22.海珠沙園；23.荔灣芳村；24.荔灣西區(qū)；25.番禺大石；26.番禺沙灣；27.南沙黃閣；28.南沙蒲州；29.南沙新墾；30.楊箕路邊站；31.黃沙路邊站；32.增城派潭；33白云山；34.海珠湖；35.亞運城；36.大夫山。圖1 36個城市環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測點位和廣州塔空氣質(zhì)量垂直梯度觀測系統(tǒng)的位置Fig.1 Location of 36 urban environment air quality automatic monitoring stations and vertical gradient observation system of Guangzhou air quality

圖2 2012—2015年O3-8 h-90per及相關(guān)情況統(tǒng)計Fig.2 90th percentile concentrations of daily maximum of 8-h ozone moving averages and the related statistics during the years of 2012-2015

2.1.2 O3濃度的季節(jié)變化特征

2012—2015年廣州市O3-8 h和O3-8 h-90per的季節(jié)變化(圖3)均呈現(xiàn)“夏、秋季高，春、冬季低”的季節(jié)變化特征。從4年的平均情況(表1)來看，夏、秋季O3-8 h接近，O3-8 h-90per則夏季明顯高于秋季，說明每年O3濃度的極高值多集中在夏季。

圖3 2012—2015年O3-8 h和O3-8 h-90per的季節(jié)變化Fig.3 Seasonal changes of daily maximum of 8-h ozone moving averages and 90th percentile during the years of 2012-2015

季節(jié)O3-8h/(μg/m3)O3-8h-90per/(μg/m3)春72139夏111187秋111178冬59101

不少研究報告[8-10]表明，高溫、低濕、長日照、低降水量等氣象條件更有利于O3的生成。根據(jù)2013—2016年《廣州統(tǒng)計年鑒》4年的部分氣象條件統(tǒng)計顯示(表2)，夏季的平均日照時間和平均氣溫全年最高，O3極高值經(jīng)常出現(xiàn)，導(dǎo)致O3-8 h-90per全年最高。秋季的日照時間和氣溫均僅次于夏季，也是O3濃度較高的季節(jié)。但由于夏季降水量大(為秋季的3.0倍)，對O3有一定的吸收和清除作用，且濕度較大，導(dǎo)致的O3極低值也多，拉低了平均濃度，因此這4年平均的夏季O3-8 h與秋季接近。

表2 2012—2015年各季節(jié)平均降雨量、日照時間、溫度及相對濕度

2.1.3 O3濃度的月變化特征

2012—2015年廣州市O3-8 h月均值和O3-8 h-90per變化如圖4所示。從圖4可見，每年O3-8 h最高的月份和O3-8 h-90per最高的月份并不一致，前者多出現(xiàn)在10月，后者一般出現(xiàn)在7、8月。結(jié)合《廣州統(tǒng)計年鑒》的部分氣象數(shù)據(jù)來分析原因(見圖5)，由于平均氣溫最高的月份經(jīng)常出現(xiàn)在7、8月，且期間日照時間長，成為O3極高值比較集中的時間段，但由于降水量多、相對濕度大，導(dǎo)致O3的低值也多，因此拉低了平均濃度，而10月平均氣溫雖然沒有7、8月高，但是日照時間長，降水量少，相對濕度較低，O3容易生成，而且靜穩(wěn)天氣多，O3不易擴散，容易積累，使得平均濃度比7、8月高。另外，我們還發(fā)現(xiàn)，2015年10月O3-8 h月均值不高，可能是當(dāng)月的降水比往年多的緣故。1、2、12月正值廣州的冬季，期間太陽輻射弱，平均氣溫低，O3不易快速生成和積累，因此這3個月的O3濃度維持較低水平。

2.1.4 O3濃度的日變化特征

廣州市O3濃度的日變化曲線呈現(xiàn)單峰型分布，白天濃度明顯高于夜間，這與許多城市和地區(qū)的日變化特征一致[11-14]；峰值出現(xiàn)在午后14:00或15:00，夜間21:00至次日早上08:00一直維持在較低水平，最低值出現(xiàn)在06:00—08:00。由于夜間一切光化學(xué)反應(yīng)被關(guān)閉，白天形成的O3開始氧化NO為NO2而消耗，NO2可能被O3進一步氧化[15]。日出后，光化學(xué)反應(yīng)被打開，O3體積分?jǐn)?shù)迅速增加，在午后達到極大值。

分季節(jié)觀察O3濃度的日變化特征發(fā)現(xiàn)(圖6)：①從O3濃度的最高值和最低值看，冬季一天的最高值出現(xiàn)的時間相對春、夏、秋3個季節(jié)滯后1 h，可能是冬季太陽輻射相對最弱導(dǎo)致；夏季則在早上06:00達到一天的最低值，此后濃度開始上升，比春、秋、冬季提早了1 h，可能是因為夏季太陽輻射較早到達地面，日長夜短，日照時間最長，早上O3濃度較早上升。②從各季節(jié)O3日變化曲線的交叉重疊程度看，夏、秋季的曲線基本重合；春、冬季的曲線部分重合，低值區(qū)間春、冬季的曲線重合程度高，高值區(qū)間春季明顯高于冬季。③從日變化幅度看，夏、秋季大于春、冬季，季節(jié)性差異較為顯著。

圖4 2012—2015年O3-8 h月均值和O3-8 h-90per變化Fig.4 Monthly changes of daily maximum of 8-h ozone moving averages and 90th percentile during the years of 2012-2015

圖5 2012—2015年月平均降雨量、日照時間、氣溫及相對濕度Fig.5 Monthly means of precipitation, sunshine hours, temperature and humidity during the years of 2012-2015

圖6 分季節(jié)O3濃度日變化Fig.6 Diurnal changes of ozone concentrations according to seasons

分年度來觀察O3濃度的日變化規(guī)律(見圖7)發(fā)現(xiàn)：O3濃度的日最大值和日最小值均有逐漸推后的現(xiàn)象。2015年O3質(zhì)量濃度的日最大值比2012—2014年推遲了1 h；2012年O3濃度的日最小值出現(xiàn)在06:00—07:00，2013和2014年在07:00，而2015年則在07:00—08:00，也發(fā)生推遲。2012—2015年日最大值與日最小值的差值分別為85、81、81、80 μg/m3，逐年縮小。

2.2空間分布

2.2.1 O3濃度的垂直分布特征

廣州塔空氣質(zhì)量垂直梯度觀測系統(tǒng)于2014年底建成，共由4個監(jiān)測點位組成，離地面高度分別為6、118、168、488 m。本研究選取該系統(tǒng)2015年1—12月O3濃度的觀測數(shù)據(jù)，初步分析廣州市O3濃度的垂直分布特征。

圖7 分年度O3濃度日變化Fig.7 Diurnal changes of ozone concentrations according to years

觀察廣州塔不同垂直高度O3小時濃度日變化情況(見圖8)可知：①不同垂直高度O3濃度的日變化均呈現(xiàn)單峰型分布特征，均在午后14:00達到一天的最高值。②隨著垂直高度的增加，O3濃度有增大趨勢。488 m點位濃度明顯高于其他高度的點位，118 m和168 m點位O3濃度接近且兩者的日變化曲線幾乎重疊，6 m點位O3濃度最低。

對廣州塔不同高度的O31 h質(zhì)量濃度(O3-1 h)和O3-8 h的平均值進行統(tǒng)計分析，結(jié)果見圖9。

從圖9可以看出，O3-1 h和O3-8 h的平均值均隨垂直高度的升高而增大，這與北京[16]、天津[17-18]等城市的研究結(jié)果一致；其中，最低值和最高值均分別出現(xiàn)在6 m點位和488 m點位，118 m和168 m點位濃度接近。原因可能有以下幾點：①近地面排放源(如城市機動車)排放的NO在向上垂直輸送的過程中與O3反應(yīng)生成NO2，而本身被不斷消耗，使NO2在垂直梯度變化上相對NO有一個滯后效應(yīng)，隨著NO和NO2向上輸送，這種滯后效應(yīng)使NO2與NO的濃度比值越來越高，從而表現(xiàn)出O3濃度隨高度升高越來越大的特征[19-20]；②由于高空光化學(xué)反應(yīng)更加充分，夜間殘留層儲存的O3較多，也可導(dǎo)致高層O3濃度較高[21]。

圖8 廣州塔不同高度O3濃度日變化Fig.8 Diurnal variations of ozone concentrations of different altitudes at Guangzhou Tower

圖9 廣州塔不同點位高度的O3-1 h和O3-8 hFig.9 Means of 1-h ozone and daily maximum of 8-h ozone moving averages with different altitudes observed at Canton Tower

統(tǒng)計學(xué)中常用相關(guān)系數(shù)(r)來評估2組數(shù)據(jù)變化趨勢的一致性，用發(fā)散系數(shù)來評價2組數(shù)據(jù)的均一性[22]。若不同垂直高度O3濃度的相關(guān)系數(shù)越大，發(fā)散系數(shù)越小，表明其污染物來源和化學(xué)生成機制越相似[20]。從統(tǒng)計結(jié)果來看，O3-1 h和O3-8 h在118 m和168 m點位的相關(guān)系數(shù)最大(均為0.99)，發(fā)散系數(shù)最小(分別為5.6×10-3、6.6×10-3)，6 m和488 m點位的相關(guān)系數(shù)最小(分別為0.77、0.90)，發(fā)散系數(shù)最大(分別為0.23、0.12)，說明O3在118 m和168 m點位的相似度最高，6 m和488 m點位的相似度最低。

由于O3在118 m和168 m點位的差異極小，為方便描述，將2個點位的濃度均值視為中層濃度進行層間變化率的分析。結(jié)果顯示，從低層到中層，O3-1 h和O3-8 h均有較為顯著的上升，升幅分別為28.3%和18.3%；從中層到高層，O3-1 h升幅達81.4%，而O3-8 h的升幅不及O3-1 h，僅為39.1%。

2.2.2 O3濃度的水平分布特征

利用MATLAB畫圖軟件初步模擬廣州市全年及各季節(jié)O3-8 h的空間分布結(jié)果見圖10、圖11。2015年3月至2016年2月廣州市O3-8 h的低值區(qū)主要分布在中心城區(qū)，高值區(qū)主要分布在北部城郊區(qū)和南部郊區(qū)，這與國內(nèi)部分城市[23-24]和地區(qū)[25-26]的研究結(jié)論相似；夏、秋季濃度較高，春季次之，冬季濃度整體最低。進一步觀察濃度較高季節(jié)(夏、秋季)的情況發(fā)現(xiàn)，夏季高值區(qū)主要位于北部城郊，秋季高值區(qū)主要位于南部城郊，與夏、秋季主導(dǎo)風(fēng)向有較好的對應(yīng)關(guān)系。分析原因認(rèn)為：當(dāng)夏季廣州盛行偏南風(fēng)時，O3邊生成邊向北輸送，因而處于下風(fēng)向的北部城郊地區(qū)濃度較高；反之，當(dāng)秋季廣州盛行偏北風(fēng)時，南部城郊地區(qū)濃度則相對較高。

圖10 廣州市O3-8 h分布圖Fig.10 Distribution of daily maximum of 8-h ozone moving averages in Guangzhou

圖11 廣州市各季節(jié)O3-8 h分布圖Fig.11 Distribution of daily maximum of 8-h ozone moving averages in different seasons of Guangzhou

O3是二次污染物，是其前體物(NOx和VOCs)在陽光照射下通過光化學(xué)反應(yīng)生成的[27]。當(dāng)前體物隨風(fēng)輸送到源頭下風(fēng)向的地方，O3會形成濃度高峰，導(dǎo)致郊區(qū)的O3濃度高于市區(qū)[26]。此外，市區(qū)的交通量雖然遠(yuǎn)大于郊區(qū)，但機動車排放的空氣污染物NOx(特別是NO)可以與O3產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而消耗掉O3，從而導(dǎo)致O3在市區(qū)的累積比郊區(qū)少[24, 28-29]。

2.3O3濃度與氣象因子的關(guān)系

2.3.1 O3濃度與降水的關(guān)系

按照國家氣象局頒布的降水強度等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，將24 h降水強度分為小雨(0.1～9.9 mm)、中雨(10.0～24.9 mm)、大雨(25.0～49.9 mm)和暴雨(50.0～99.9 mm)。此外，本文中非雨天是指24 h降水量小于0.1 mm，雨天則是24 h降水量大于或等于0.1 mm。表3統(tǒng)計了2013—2015年24 h降水強度及對應(yīng)的O3-8 h和超標(biāo)率(超標(biāo)率為降水強度區(qū)間內(nèi)O3-8 h超標(biāo)天數(shù)除以各降水強度區(qū)間的天數(shù))。

表3 不同氣象因子條件下的O3-8 h及超標(biāo)率

對于O3-8 h，非雨天(96 μg/m3)為雨天(55 μg/m3)的1.7倍，且O3-8 h隨降水強度的增大呈階段性降低。雨天伴隨著云量多、輻射弱、濕度大的天氣情況，云層會吸收來自大氣上界的太陽紫外光的短波輻射，很大程度上遏制了O3的生成。此外，降水對O3有一定的吸收和清除作用，導(dǎo)致O3-8 h總體比非雨天低，這與相關(guān)研究成果[30]一致。經(jīng)統(tǒng)計，O3-8 h與日降水量存在弱的負(fù)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為-0.202。

對于超標(biāo)率，非雨天(10.9%)明顯大于雨天(2.5%)，非雨天的超標(biāo)率為雨天的4.4倍；而雨天的超標(biāo)率隨降水強度的增大呈現(xiàn)先升后降的變化。由于統(tǒng)計期間小雨天樣品量多(分別為中雨天和大雨天的4.0、12.0倍)，而O3超標(biāo)天數(shù)接近(小雨、中雨、大雨的超標(biāo)天數(shù)分別為4、4、1 d)，因此中雨和大雨天的超標(biāo)率較大。

2.3.2 O3濃度與氣溫的關(guān)系

為排除降水的影響，本文選擇非雨天(日降水量小于0.1 mm)數(shù)據(jù)進行分析。O3濃度與溫度的日變化趨勢大致相似(圖12)，均為單峰型分布，且均于午后達到一天中的最高值，說明O3濃度變化與氣溫關(guān)系密切。O3是在太陽輻射下由一次污染物通過光化學(xué)反應(yīng)生成的，太陽輻射越強，O3濃度越高，而氣溫也是隨太陽輻射增強而升高，很大程度上代表著日間太陽輻射強度的變化，因此兩者的日變化趨勢基本一致。從表3可以看出，O3-8 h和超標(biāo)率隨日最高氣溫的升高而增大。經(jīng)計算，O3-8 h與日最高氣溫均呈正相關(guān)關(guān)系，這與不少學(xué)者的實驗結(jié)論[31-34]一致，相關(guān)系數(shù)為0.542。

圖12 O3濃度與氣溫的日變化規(guī)律Fig.12 Daily variations of ozone concentrations and temperature

2.3.3 O3濃度與相對濕度的關(guān)系

表3顯示了非雨天不同相對濕度范圍內(nèi)O3-8 h和超標(biāo)頻率的變化，可以看出：相對濕度為21%～70%時，O3-8 h變化不大，并有先略微上升后略微下降的趨勢，在41%～50%相對濕度范圍內(nèi)濃度達到最大值，當(dāng)相對濕度大于70%(尤其是71%～80%)時，濃度迅速下降。由于水汽是產(chǎn)生云的先決條件，空氣的相對濕度越大，云出現(xiàn)的幾率越大，云量越多，從而減少到達近地面的太陽輻射，光化學(xué)反應(yīng)減弱，O3濃度降低。以日為尺度，O3-8 h與相對濕度存在弱的負(fù)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為-0.302，這與國內(nèi)外許多城市的情況[33，38-40]相似，例如：MAHAPATRA等[38]通過2009年12月至2010年12月印度布巴內(nèi)斯瓦爾市O3濃度與相對濕度的數(shù)據(jù)分析得出兩者存在顯著的負(fù)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為-0.62；MARKOVIC等[33]也以日為尺度，研究發(fā)現(xiàn)2002年6—12月貝爾格萊德市的相對濕度與O3日均值和O3日最大值均呈明顯負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.73和-0.79。但是，溫彥平[41]研究指出，2013年太原市春、秋季O3-8 h與O3-1 h均與相對濕度呈正相關(guān)，秋、冬季則均為負(fù)相關(guān)，全年均為正相關(guān)。由此推斷，O3濃度與相對濕度的相關(guān)性可能會因時間和地域的不同而有很大差別。

隨著相對濕度的增大，超標(biāo)率先增后減，當(dāng)濕度為51%～60%時超標(biāo)頻率最大，當(dāng)濕度小于31%或大于70%時超標(biāo)率為0。由于統(tǒng)計期間濕度小于31%的天數(shù)僅有5 d，且這5 d的平均氣溫較低(為13.74 ℃)，而日最高氣溫為14.6～26.3 ℃，因此O3-8 h在100 μg/m3以上，卻沒有發(fā)生超標(biāo)現(xiàn)象。

2.3.4 O3濃度與風(fēng)速的關(guān)系

一般來說，風(fēng)速越大，水平擴散能力越強，越有利于空氣中O3的擴散；風(fēng)速越小，O3越容易積累[42]。統(tǒng)計表明(見表3)，風(fēng)速越大，O3-8 h和超標(biāo)率均下降。當(dāng)風(fēng)速增至1.0 m/s以上時，O3-8 h才明顯下降；當(dāng)風(fēng)速再增大時，濃度下降不明顯。當(dāng)風(fēng)速大于1.5 m/s時，超標(biāo)頻率為0。以日為尺度，O3-8 h與風(fēng)速表現(xiàn)為弱的負(fù)相關(guān)關(guān)系，與文獻[38]一致，相關(guān)系數(shù)為-0.189。

3 結(jié)論

1)2012—2015年，O3-8 h-90per波動變化，均維持較高水平，接近國家空氣質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)限值(160 μg/m3)。

2)2012—2015年廣州市O3濃度基本呈現(xiàn)夏、秋季高，春、冬季低的季節(jié)變化特征，這與夏、秋季的平均日照時間長、平均氣溫高有很大的關(guān)系。

3)廣州市全年O3-8 h和O3-8 h-90per最高的月份一般分別出現(xiàn)在10月和7—8月。

4)廣州市O3濃度的日變化曲線均呈現(xiàn)單峰型分布，白天濃度明顯高于夜間，峰值一般出現(xiàn)在14:00或15:00。

5)廣州塔空氣質(zhì)量垂直梯度觀測系統(tǒng)的觀測數(shù)據(jù)說明，O3濃度隨著高度的增大而升高，488 m點位濃度最高，168 m和118 m點位次之，6 m點位濃度最低；O3在118 m和168 m點位的相似度最高，6 m和488 m點位的相似度最低；中層到高層的變化率大于低層到中層。

6)廣州市中心城區(qū)O3濃度低于南北部城郊，夏、秋季O3污染較為嚴(yán)重。夏季高值區(qū)主要位于北部城郊，秋季高值區(qū)主要位于南部城郊，與夏、秋季主導(dǎo)風(fēng)向有較好的對應(yīng)關(guān)系。

7)氣象因子在很大程度上影響著O3濃度和超標(biāo)現(xiàn)象。在本次研究期間，O3-8 h與日最高氣溫呈正相關(guān)關(guān)系，與降水、相對濕度和風(fēng)速呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，其中日最高氣溫與O3-8 h相關(guān)性最高。

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Spatial-temporalVariationofSurfaceOzoneinGuangzhouandItsRelationswithMeteorologicalFactors

CHEN Yang, ZHANG Jinpu, HUANG Zuzhao

Guangzhou Environmental Monitoring Center, Guangzhou 510030, China

The temporal and spatial distribution of surface ozone in Guangzhou and its relations with meteorological factors were analyzed by using the data of ambient airquality monitoring stations and meteorological observation data from January 2012 to February 2016.The results indicated that: 90th percentile concentrations of daily maximum of 8-h ozone moving averages fluctuated during the years of 2012-2015, and the annual rates of change were -14.3%, 5.8% and -12.1% successively; ozone concentration in Guangzhou showed significant seasonal variation characteristic with high concentration in summer and autumn and low in spring and winter; the highest values for monthly means of daily maximum of 8 h ozone moving averages and 90thpercentile were generally seen in October and July-August respectively;diurnal variations of ozone concentrationsexhibitedthe characteristic of single peak, andshowed the peakat around 14:00 or 15:00;ozone concentration increased with increasing vertical height, with increasing rates of 18.3% from the bottom layer (6 m siteor ground site) to the middle layer (118 m and 168 m site), and 39.1% from middle layer to the top layer (488 m site);the concentration of ozone in the central urban area of Guangzhou was lower than that in the north-south suburbs, and the high-value area in summer and autumn correspond to the dominant wind direction in both seasons;ozone concentration was affected by meteorological factors such as precipitation, temperature, relative humidity, and wind speed, and the excessive concentration of ozone was the result of the combination of various factors.

ozone; spatial-temporal variation;meteorological factor; Guangzhou

X823

：A

：1002-6002(2017)04- 0099- 11

10.19316/j.issn.1002-6002.2017.04.13

2017-02-21;

：2017-05-16

廣州市科技計劃項目(201604020006)

陳 漾(1990-)，女，廣東潮州人，碩士，助理工程師。