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        日照2016-2017年P(guān)M2.5時(shí)空分布特征[1]

        2019-10-18 03:01:28
        資源節(jié)約與環(huán)保 2019年9期
        關(guān)鍵詞:橫坐標(biāo)日照市日照

        李 斌 董 靜

        (山東省日照市氣象局 山東日照 276826)

        引言

        大氣成分觀測是綜合氣象觀測的組成部分,是對(duì)一定范圍內(nèi)大氣化學(xué)成分和相關(guān)物理特性等進(jìn)行長期、穩(wěn)定、持續(xù)的觀察和測定,為評(píng)估研究大氣成分變化對(duì)天氣、氣候、環(huán)境以及人體健康的影響等提供可靠的基礎(chǔ)資料。大氣成分觀測業(yè)務(wù)可分為大氣本底觀測業(yè)務(wù)、基本大氣成分觀測業(yè)務(wù)和環(huán)境氣象觀測業(yè)務(wù)三類。大氣氣溶膠觀測是環(huán)境氣象觀測的一種,是指懸浮在大氣中固態(tài)和液態(tài)微粒共同組成的多相體系,實(shí)際工作中,也將大氣中粒徑小于100μm 的懸浮固態(tài)或液態(tài)微粒稱為氣溶膠,大氣中氣溶膠測量內(nèi)容一般包括:氣溶膠的質(zhì)量濃度、數(shù)濃度及其它們的粒徑分布、氣溶膠單顆粒的形態(tài)等物理特性參數(shù)。氣溶膠質(zhì)量濃度是單位體積大氣中所含氣溶膠的質(zhì)量,單位為毫克每立方米(mg/m3)。根據(jù)中國氣象局觀測司《關(guān)于新建氣溶膠質(zhì)量濃度觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)上傳的函》(氣測函〔2015〕30 號(hào))要求,自2015 年4 月1 日00 時(shí)(世界時(shí))開始,日照國家基本氣象站(以下簡稱日照站)等山東省新建的11 個(gè)氣溶膠質(zhì)量濃度觀測站開始運(yùn)行并上傳觀測數(shù)據(jù)。

        瞿德業(yè)[1]等人對(duì)蘭州市城區(qū)空氣氣溶膠中PM2.5 和PM10 污染狀況進(jìn)行了分析,朱倩茹[2]等人對(duì)廣州PM2.5 污染特征及影響因素進(jìn)行分析,李云婷、胡浩偉、蔡坤等[3-14]人也根據(jù)各地PM2.5觀測數(shù)據(jù)對(duì)空氣質(zhì)量狀況進(jìn)行分析。本文根據(jù)日照國家基本氣象站氣溶膠觀測數(shù)據(jù),對(duì)日照市2016-2017 年P(guān)M2.5 時(shí)空分布特征進(jìn)行分析,并和日照市環(huán)保局所屬監(jiān)測點(diǎn)觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。

        1 日照PM2.5 質(zhì)量濃度觀測資料與方法

        1.1 日照PM2.5 質(zhì)量濃度觀測地點(diǎn)

        日照市地處山東東南沿海,屬魯東丘陵,總的地勢(shì)背山面海,略向東南傾斜,山地、丘陵和平原相間分布。近年來日照經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,城市化進(jìn)程加快,能源結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整,大量各行業(yè)企業(yè)上馬,PM2.5 數(shù)據(jù)不斷變化。

        日照站新站址位于日照市東港區(qū)秦樓街道辦事處陶家村西(郊區(qū)),經(jīng)度為119°33′E,緯度為35°28′N,2015 年遷站,觀測場拔海高度為64.4m,四周有綠色植被,北邊有小山,無明顯建筑物遮擋,視野開闊,觀測場探測環(huán)境符合國家規(guī)范要求。使用的觀測儀器為安徽藍(lán)盾公司生產(chǎn)的β 射線法氣溶膠質(zhì)量濃度監(jiān)測儀。日照環(huán)保局PM2.5 觀測數(shù)據(jù)監(jiān)測點(diǎn)位于日照市區(qū)市政府廣場、日照環(huán)境監(jiān)測站、日照港務(wù)局三個(gè)地方。

        1.2 資料和方法

        所用的資料為2016-2017 年日照國家基本氣象站PM2.5 觀測資料和日照環(huán)保局所轄監(jiān)測站監(jiān)測數(shù)據(jù)。日照站共收集17544個(gè)觀測樣品。采用統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)日照2016-2017 年P(guān)M2.5 數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出結(jié)論。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 日照PM2.5 最小值分析

        圖1 日照2016-2017 年P(guān)M2.5 最小值出現(xiàn)次數(shù)

        圖1 為日照2016-2017 年P(guān)M2.5 最小值出現(xiàn)次數(shù),橫坐標(biāo)為時(shí),縱坐標(biāo)為出現(xiàn)次數(shù)。觀測結(jié)果顯示,日照2016-2017 年P(guān)M2.5 最低值為1mg/m3,共出現(xiàn)371 次,從圖1 中可以看出,最小值分布規(guī)律性不強(qiáng),雜散分布,一天中每個(gè)時(shí)間段都出現(xiàn)過最小值,以清晨7 時(shí)左右和傍晚19 時(shí)左右為最多,分別為22 次、20次,夜里2 時(shí)左右和中午13 時(shí)左右為最少,分別為11 次、10 次。

        2.2 日照PM2.5 最大值分析

        圖2 日照2016-2017 年P(guān)M2.5 最大值出現(xiàn)次數(shù)

        圖2 為日照2016-2017 年P(guān)M2.5 最大值出現(xiàn)次數(shù),橫坐標(biāo)為時(shí),縱坐標(biāo)為出現(xiàn)次數(shù)。觀測結(jié)果顯示,日照2016-2017 年P(guān)M2.5 最高值為453.4mg/m3,出現(xiàn)在2016 年12 月20 日凌晨3時(shí),次高值為439mg/m3,出現(xiàn)在2016 年12 月20 日凌晨4 時(shí),圖2 為日照2016-2017 年P(guān)M2.5 監(jiān)測值超過300mg/m3的出現(xiàn)次數(shù),共計(jì)46 次,超過400mg/m3有3 次,都出現(xiàn)于2016 年12 月20 日,300—400mg/m3的有43 次,由圖可知,除17 時(shí),每個(gè)時(shí)間段都出現(xiàn)過最大值,下半夜凌晨次數(shù)最多,3-6 時(shí)比較集中,然后空氣質(zhì)量逐漸變好,白天最大值出現(xiàn)次數(shù)減少,傍晚至上半夜最高值出現(xiàn)的次數(shù)較少。

        2.3 日照PM2.5 各月平均值分析

        圖3 日照2016-2017 年P(guān)M2.5 各月平均值

        圖3 為日照2016-2017 年P(guān)M2.5 各月平均值,橫坐標(biāo)為月份,縱坐標(biāo)為平均值(單位為mg/m3)。觀測結(jié)果顯示,日照PM2.5監(jiān)測數(shù)據(jù)全年各月變化規(guī)律明顯,呈現(xiàn)雙峰單谷型,1 月平均值最高,為84.30mg/m3,然后逐漸下降,8 月平均值最低,為27.29mg/m3,而后開始逐漸上升。一年中冬季(包括12 月、1 月、2 月)平均值最高,為76.41mg/m3,夏季(包括6 月、7 月、8 月)最低,為36.43mg/m3。全年平均值為46.21mg/m3,6-10 月平均值均低于全年平均值,其它各月都高于全年平均值。

        圖4 日照2016-2017 年P(guān)M2.5 各月平均值

        圖4 為日照市環(huán)保局所轄環(huán)境監(jiān)測站觀測的日照2016-2017 年P(guān)M2.5 各月平均值,橫坐標(biāo)為月份,縱坐標(biāo)為平均值(單位為mg/m3),觀測結(jié)果顯示,日照PM2.5 監(jiān)測數(shù)據(jù)全年變化規(guī)律明顯,呈現(xiàn)雙峰單谷型,1 月平均值最高,為101.00mg/m3,然后逐漸下降,8 月平均值最低,為23.50mg/m3,而后開始逐漸上升。雖然和日照國家基本氣象站觀測數(shù)據(jù)差異較大,但分析規(guī)律基本相同,都為雙峰單谷型。

        2.4 日照PM2.5 各時(shí)平均值

        圖5 日照2016-2017 年P(guān)M2.5 各時(shí)平均值

        圖5 為日照2016-2017 年P(guān)M2.5 各時(shí)平均值,橫坐標(biāo)為時(shí),縱坐標(biāo)為平均值(單位為mg/m3),觀測結(jié)果顯示,一日中各時(shí)平均值分布規(guī)律明顯,各時(shí)平均值都在47.0mg/m3 以上,9 時(shí)左右平均值最高,逐漸降低,17 時(shí)左右達(dá)到最低,而后逐漸上升,最高平均值和最低平均值差別不是很大。

        結(jié)語

        (1)日照2016-2017 年P(guān)M2.5 最小值為1mg/m3,最大值為mg/m3,,1 月平均值最高,全年月份平均值為46.21mg/m3,各時(shí)平均值超過47.0mg/m3,日照站和環(huán)保局環(huán)測資料分析規(guī)律基本相同,同為雙峰單谷型。

        (2)夜間凌晨出現(xiàn)較高值的概率高,主要與天氣有關(guān),晝夜間的垂直溫差變化明顯,當(dāng)?shù)孛娓叨雀哂诟呖諟囟葧r(shí),地面的空氣容易上升,污染物容易被帶到高空擴(kuò)散,當(dāng)?shù)孛鏈囟鹊陀诟呖諟囟葧r(shí),天空中就形成了逆溫帶,這個(gè)逆溫層就像一個(gè)大蓋子一樣壓在地面上空,使地面空氣不能上升,空氣中的各種污染物就不能擴(kuò)散。一般在夜間,早晨和傍晚也容易出現(xiàn)逆溫層,所以在這些時(shí)間里空氣最污濁,白天太陽出來后,地面溫度迅速上升,逆溫層就會(huì)逐漸消散,于是污染物能很快擴(kuò)散。另外,市區(qū)部分企業(yè)排放污染物也容易提高PM2.5 數(shù)值。

        (3)日照市氣象部門和環(huán)保部門氣溶膠觀測站點(diǎn)少,布局不合理。部分觀測站點(diǎn)附近空氣清新,四周無高污染企業(yè)污染物排放,而空氣質(zhì)量差的日照經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)、嵐山區(qū)臨港企業(yè)集中區(qū)則無觀測站點(diǎn)。觀測儀器設(shè)備、觀測數(shù)據(jù)處理執(zhí)行規(guī)范、觀測方法的不同也引起觀測數(shù)據(jù)的差異。

        (4)由于氣象部門PM2.5 觀測時(shí)間較短,樣本資料少,影響到分析結(jié)果的普遍性,對(duì)于日照市PM2.5 時(shí)空分布特征規(guī)律分析需要進(jìn)一步探討。

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