廖代強(qiáng)，向波，劉永明

(1.重慶市氣候中心，重慶 401147； 2.重慶市環(huán)境科學(xué)研究院，重慶 401147)

城市是一個(gè)復(fù)雜的綜合體，城市大量的污染源排放和幾乎所有的人群活動(dòng)影響均發(fā)生在城市近地層，產(chǎn)生城市空氣污染的原因是多方面的，影響城市大氣污染水平的主要因子有3個(gè)：特殊的城市下墊面、污染物排放源和氣象條件。從長(zhǎng)期或平均狀態(tài)來(lái)說(shuō)，大氣環(huán)境質(zhì)量取決于城市的能源結(jié)構(gòu)、交通和工業(yè)排放污染物的多少，但從短時(shí)、實(shí)時(shí)狀態(tài)而言，卻主要與大氣背景質(zhì)量以及當(dāng)?shù)?、?dāng)時(shí)的氣象條件和大氣擴(kuò)散能力有關(guān)。前兩者一般相對(duì)穩(wěn)定，而城市邊界層特別是城市近地層的風(fēng)、溫、濕和湍流結(jié)構(gòu)對(duì)城市大量污染物的輸送、擴(kuò)散、化學(xué)轉(zhuǎn)化和干濕清除起著重要的作用[1]。因此，從某種意義上來(lái)說(shuō)，城市污染程度主要取決于城市及周邊地區(qū)的風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)和湍流場(chǎng)；特別是典型的重污染事件總是與城市熱島環(huán)流和邊界層逆溫等現(xiàn)象密切相關(guān)，如“倫敦?zé)熿F事件”[2]，“洛杉磯光化學(xué)煙霧事件”和1999年我國(guó)國(guó)慶70周年期間重慶發(fā)生的嚴(yán)重污染等。

我國(guó)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始關(guān)注氣象對(duì)空氣質(zhì)量的影響。氣象和空氣質(zhì)量的相關(guān)性研究主要集中在兩個(gè)方面：1)空氣質(zhì)量和單個(gè)氣象因子的相關(guān)性；2)空氣質(zhì)量和地面天氣形勢(shì)之間的相關(guān)性。在空氣質(zhì)量和單個(gè)氣象因子的相關(guān)性分析方面研究比較多，如北京市氣象科學(xué)研究所的王淑英等[3]研究認(rèn)為PM10污染狀況的優(yōu)劣變化與氣象條件密切相關(guān)。其濃度的變化在穩(wěn)定天氣時(shí)與相對(duì)濕度呈正相關(guān)，與能見(jiàn)度、風(fēng)速和氣壓呈反相關(guān)；受風(fēng)沙影響時(shí)，其濃度的變化與風(fēng)速和氣壓呈正相關(guān)。孫韌等[4]認(rèn)為天津市空氣質(zhì)量與城市風(fēng)速、降水、霧及大氣逆溫有密切的關(guān)系。空氣中顆粒物濃度和風(fēng)速呈現(xiàn)出較好的負(fù)相關(guān)[5]等。

本研究利用主城區(qū)2010—2012年的氣象要素和大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)氣象條件與大氣環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行相關(guān)性分析，以期為科學(xué)提出重慶主城區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)以及污染防治措施提供必要支持，為重慶藍(lán)天行動(dòng)提供技術(shù)支持。

1 前一日的空氣質(zhì)量的影響

大氣污染具有較穩(wěn)定的持續(xù)性。持續(xù)性表現(xiàn)在某日大氣中的污染濃度不僅與當(dāng)時(shí)的源排放和氣象參數(shù)有關(guān)，而且可能與前幾天或前一天的污染狀況和氣象有關(guān)。因此在研究空氣質(zhì)量和氣象要素的相關(guān)性之前，先對(duì)前一日的空氣質(zhì)量對(duì)當(dāng)日空氣質(zhì)量的影響進(jìn)行研究。

用前一日的污染指數(shù)作為持續(xù)性的度量，進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見(jiàn)表1。前一日污染指數(shù)均與當(dāng)日污染指數(shù)呈高度顯著正相關(guān)，且相關(guān)系數(shù)甚高，表明某日大氣中的污染濃度不僅與當(dāng)時(shí)的源排放和氣象參數(shù)有關(guān)，而且可能與前一天或前幾天的污染狀況和氣象有關(guān)。其原因有兩個(gè)方面：一是氣象條件具有一定的持續(xù)性；二是污染物本身存在一定的持續(xù)性，并會(huì)日復(fù)一日地積累(據(jù)其在大氣中的生命周期而定)，且污染物的存在也會(huì)使某些氣象條件得以維持。例如在霧日里，污染物的存在會(huì)阻礙到達(dá)地面的日照，因此限制了熱力對(duì)流而使霧難以消散。

2 氣象要素之間的自相關(guān)性分析

各氣象要素之間并非完全獨(dú)立，而是存在復(fù)雜的協(xié)變關(guān)系。因此，有必要分析各氣象要素之間的相互關(guān)系。在進(jìn)行氣象要素間的相關(guān)分析時(shí)，由于不需要考慮不同年份間的污染源變動(dòng)因素，將2010—2012這3年的氣象數(shù)據(jù)作為整體以增大樣本量，使得統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果更為可靠。經(jīng)分析各氣象要素間的簡(jiǎn)單相關(guān)關(guān)系，可以得到：

1)風(fēng)速與降雨量、溫度、水汽壓、混合層高呈顯著正相關(guān)，與相對(duì)濕度、氣壓、總/低云量呈顯著負(fù)相關(guān)。其中，風(fēng)速與混合層高、溫度、相對(duì)濕度、氣壓的相關(guān)性較好，尤其是風(fēng)速與混合層高相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.725。

2)降雨量與風(fēng)速、溫度、相對(duì)濕度、水汽壓、總/低云量、混合層高呈顯著相關(guān)，與氣壓、穩(wěn)定度呈顯著負(fù)相關(guān)，但各相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值均較小。

3)溫度與風(fēng)速、降雨量、水汽壓、混合層高呈顯著正相關(guān)，與相對(duì)濕度、氣壓、總/低云量呈顯著負(fù)相關(guān)。其中，溫度與氣壓、水汽壓的相關(guān)性最好，相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值在0.85以上。

4)相對(duì)濕度與降雨量、氣壓、總/低云量呈顯著正相關(guān)，與風(fēng)速、溫度、水汽壓、穩(wěn)定度、混合層高呈顯著負(fù)相關(guān)。其中，相對(duì)濕度與總/低云量相關(guān)性較好，相關(guān)系數(shù)在0.5以上。

5)氣壓與相對(duì)濕度、總/低云量呈顯著正相關(guān)，與風(fēng)速、降雨量、溫度、水汽壓、混合層高呈顯著負(fù)相關(guān)。其中，氣壓與溫度、水汽壓的相關(guān)性最好，相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值在0.8以上。

6)水汽壓與風(fēng)速、降雨量、溫度、混合層高呈顯著正相關(guān)，與相對(duì)濕度、氣壓、總/低云量呈顯著負(fù)相關(guān)。其中，水汽壓與溫度、氣壓的相關(guān)性最好，相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值在0.8以上。

7)總/低云量與降雨量、相對(duì)濕度、氣壓呈顯著正相關(guān)，與風(fēng)速、溫度、水汽壓、穩(wěn)定度、混合層高呈顯著負(fù)相關(guān)。其中，總/低云量與相對(duì)濕度的相關(guān)性較好，相關(guān)系數(shù)在0.5以上。

8)穩(wěn)定度與降雨量、相對(duì)濕度、總/低云量、混合層高呈顯著負(fù)相關(guān)，其中與總/低云量、混合層高相關(guān)性較好，但各系數(shù)均在0.5以下。

9)混合層高與風(fēng)速、降雨量、溫度、水汽壓呈顯著正相關(guān)，與相對(duì)濕度、氣壓、總/低云量、穩(wěn)定度呈顯著負(fù)相關(guān)。其中，混合層高與風(fēng)速相關(guān)性最好，相關(guān)系數(shù)為0.725。

3 空氣質(zhì)量和不同氣象要素之間的相關(guān)性分析

本研究選擇2010—2012年重慶主城日平均污染指數(shù)資料與沙坪壩氣象觀測(cè)站同期的氣象要素觀測(cè)資料進(jìn)行相關(guān)性分析，以逐年分析為主。由于氣象日(0～23點(diǎn))和空氣質(zhì)量日(前日13時(shí)到次日的12時(shí))不一致，相關(guān)分析前，預(yù)先把氣象數(shù)據(jù)整理成與空氣質(zhì)量日一致的日氣象數(shù)據(jù)。

3.1 與風(fēng)的關(guān)系

風(fēng)是邊界層內(nèi)影響污染物稀釋擴(kuò)散的重要因子，而風(fēng)速是造成快速水平輸送或平流的主要原因，風(fēng)向決定大氣污染物濃度分布。由于本研究的污染指數(shù)資料采用的是重慶市主城各測(cè)點(diǎn)的平均數(shù)據(jù)，而氣象數(shù)據(jù)為沙坪壩氣象站的觀測(cè)數(shù)據(jù)。由于風(fēng)向是一個(gè)非連續(xù)的無(wú)序變量，這里暫不考慮風(fēng)向?qū)ξ廴疚锏姆植加绊憽?/p>

排入大氣中的污染物在風(fēng)的作用下，會(huì)被輸送到其他地區(qū)，風(fēng)速的大小與大氣稀釋擴(kuò)散能力的大小之間存在直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。重慶市常年的氣象特征是平均風(fēng)速小、靜風(fēng)頻率高，出現(xiàn)浮塵、沙塵暴天氣概率小，一般情況下也不會(huì)出現(xiàn)因強(qiáng)風(fēng)而形成的次生效應(yīng)現(xiàn)象(即強(qiáng)風(fēng)使上升煙云彎曲提早抵達(dá)地面或使煙云在建筑物背風(fēng)側(cè)造成下洗，引起地面濃度大幅增加的現(xiàn)象)。因此，理論上來(lái)說(shuō)，對(duì)于重慶市，平均風(fēng)速越大，越有利于污染物的水平擴(kuò)散，污染物指數(shù)應(yīng)越低。圖1為全部研究時(shí)段逐日API指數(shù)與平均風(fēng)速的散點(diǎn)分布，隨風(fēng)速的增大，空氣流動(dòng)加劇，API值降低；當(dāng)風(fēng)速在2 m/s以上，API值很少超過(guò)100，即很少出現(xiàn)Ⅲ級(jí)污染日(只有2次)。表2為地面風(fēng)速與各污染指數(shù)的簡(jiǎn)單相關(guān)分析結(jié)果，無(wú)論是分季節(jié)還是全年，地面風(fēng)速與各污染指數(shù)相關(guān)性均較好，呈負(fù)相關(guān)，與預(yù)期結(jié)果一致；其中，從逐年全年分析結(jié)果來(lái)看，各污染指數(shù)均與地面風(fēng)速呈顯著負(fù)相關(guān)。偏相關(guān)分析結(jié)果也顯示(表3)，在控制混合層高、相對(duì)濕度、氣壓等協(xié)變量的條件下，各污染指數(shù)仍與地面風(fēng)速呈顯著負(fù)相關(guān)。

圖1 2010—2012年逐日API與地面平均風(fēng)速的散點(diǎn)分布圖Fig.1 Scatter distribution diagram of daily API and average surface wind speed from 2010 to 2012

表2 2010—2012年地面風(fēng)速與各污染指數(shù)的相關(guān)系數(shù)

表3 2010—2012年地面風(fēng)速與各污染指數(shù)的偏相關(guān)系數(shù)

3.2 與降雨的關(guān)系

降雨對(duì)空氣質(zhì)量的影響主要在于兩個(gè)方面：一是云內(nèi)的雨滴對(duì)污染物的吸附、吸收作用，二是云下的雨水對(duì)污染物的沖刷、洗脫等作用。眾多研究表明，降雨與空氣質(zhì)量關(guān)系密切，雨水能夠有效地吸收、淋洗空氣中的各種污染物，使空氣中的污染物得到自然凈化，降雨過(guò)程一般會(huì)帶來(lái)空氣質(zhì)量的好轉(zhuǎn)。為充分了解降雨對(duì)空氣質(zhì)量的影響，本研究對(duì)降雨量、降雨歷時(shí)以及有無(wú)降水與各空氣污染物指數(shù)的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。

表4給出了2010—2012年降雨量、降雨歷時(shí)以及有無(wú)降水與各污染指數(shù)的逐年簡(jiǎn)單相關(guān)分析結(jié)果。從中可以看出，各污染指數(shù)均與降水量、降雨歷時(shí)以及有無(wú)降水呈顯著負(fù)相關(guān)，表明降雨過(guò)程可帶來(lái)空氣質(zhì)量好轉(zhuǎn)，與其他研究結(jié)果一致。其中，降雨歷時(shí)、有無(wú)降雨這兩個(gè)因子與各污染指數(shù)的相關(guān)性均好于降雨量，更能反映降雨對(duì)大氣污染物的凈化作用。在PM10、SO2和NO2這3個(gè)污染分指數(shù)中，PM10、SO2指數(shù)與降雨指標(biāo)的相關(guān)性明顯好于NO2，表明降雨對(duì)大氣中的PM10、SO2的凈化作用要強(qiáng)于NO2。從表5中降雨日與無(wú)降雨日的三大污染物濃度描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果可得：與無(wú)降雨日相比，降雨日各污染物濃度均有所下降，從年均值比較來(lái)看，3種污染物中，可吸入顆粒物PM10濃度的下降幅度最大，降雨日比無(wú)降雨日平均下降36%左右。

表4 降雨與各污染指數(shù)的相關(guān)系數(shù)

表5 2010—2012年各季度降雨分布及空氣質(zhì)量變化情況

從API與日降水量的散點(diǎn)分布圖(圖2)也可直觀地看出：2010-2012年中，API超過(guò)Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(>100)的時(shí)間主要集中在無(wú)降雨日，其比例為78%左右；當(dāng)降雨量大雨10 mm時(shí)，API值基本在100以下，只有5.8%的時(shí)長(zhǎng)API值>100(表5)。

圖2 2010—2012年逐日API與日降水量的散點(diǎn)分布圖Fig.2 Scatter distribution diagram of daily API and daily rainfall from 2010 to 2012

從表6可以看出，空氣質(zhì)量為I級(jí)時(shí)絕大部分為降雨天，降雨的平均概率為94.8%，空氣質(zhì)量為II級(jí)時(shí)46.7%的時(shí)間為降雨天，而空氣質(zhì)量為III級(jí)及以上時(shí)降雨的概率比較低，為16.3%～29.8%。這從另一個(gè)方面說(shuō)明了降雨和空氣質(zhì)量的高度相關(guān)性。

表6 API在各等級(jí)下的降水概率(%)

雖然空氣質(zhì)量與降雨的相關(guān)性非常密切，但常常存在降雨量小而空氣質(zhì)量比較好的情況，本研究特別對(duì)降雨量少的情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。

表7所示為2010—2012年降雨量小于10 mm情況下其他氣象要素對(duì)空氣質(zhì)量的影響。在降雨量小于10 mm的情況下，空氣質(zhì)量明顯受到風(fēng)速和飽和水汽壓等氣象要素的影響。也就是說(shuō)，在由于降雨量小而對(duì)空氣質(zhì)量影響不甚顯著的情況下，風(fēng)速和飽和水汽壓的變化對(duì)空氣質(zhì)量的影響相對(duì)比較顯著。進(jìn)一步說(shuō)明了空氣質(zhì)量的變化是多氣象要素協(xié)同作用的結(jié)果。

表7 2010—2012年降雨量小于10 mm情況下其他氣象要素對(duì)空氣質(zhì)量的影響

在無(wú)降雨(降雨量<1 mm)的情況下，API≤50的時(shí)長(zhǎng)主要與風(fēng)速較大和良好擴(kuò)散的天氣形勢(shì)有關(guān)。無(wú)降雨且API≤50的時(shí)長(zhǎng)中，平均風(fēng)速在2 m/s以上，天氣形勢(shì)主要為有利于擴(kuò)散的回流型、鋒后型及強(qiáng)低壓等。

3.3 與溫度的關(guān)系

溫度本身對(duì)大氣擴(kuò)散沒(méi)有直接的物理上的影響，主要通過(guò)與其他氣象要素的協(xié)變作用以及對(duì)大氣化學(xué)反應(yīng)條件的改變來(lái)間接改變污染物濃度。此外，溫度還可能與1年之內(nèi)的排放量波動(dòng)有關(guān)，譬如某些地區(qū)冬季會(huì)由于采暖而使得SO2、煙塵排放量增加，高溫時(shí)期也可能因用電負(fù)荷激增而使得電廠的SO2、煙塵排放量增加，這些都可在一定程度上間接影響大氣中的SO2、PM10等污染物濃度。由表8所示相關(guān)分析結(jié)果可知，日均溫度與污染指數(shù)的關(guān)系相對(duì)比較復(fù)雜，既有正相關(guān)也有負(fù)相關(guān)，這也體現(xiàn)了溫度可從多方面影響大氣中的污染物濃度。從全年分析結(jié)果來(lái)看，各污染指數(shù)與日均溫度均呈負(fù)相關(guān)，且除2010年外相關(guān)系數(shù)均達(dá)到顯著性水平(置信度為0.05)，反映了我市冬季大氣污染普遍比較嚴(yán)重的實(shí)際情況。但若控制與溫度相關(guān)性較強(qiáng)的氣壓、水汽壓以及風(fēng)速因子后，溫度與污染指數(shù)呈顯著正相關(guān)(表9)。從另一方面說(shuō)明：在全年分析中，溫度之所以與各污染指數(shù)呈負(fù)相關(guān)，可能原因主要在于它對(duì)水汽壓、風(fēng)速等重要?dú)庀笠蜃拥膮f(xié)變作用。

表8 2010—2012年日均氣溫與各污染指數(shù)的相關(guān)系數(shù)

表9 2010—2012年日均氣溫與各污染指數(shù)的偏相關(guān)系數(shù)

3.4 與相對(duì)濕度的關(guān)系

相對(duì)濕度是指空氣中的水汽壓與同一溫度下的飽和水汽壓之比，其大小表示空氣接近飽和的程度，反映空氣中水汽含量的多少。相對(duì)濕度的大小，不但取決于水汽壓，而且取決于溫度，是溫度與水汽壓綜合反映的結(jié)果。從全年相關(guān)分析結(jié)果來(lái)看，相對(duì)濕度和各污染指數(shù)均呈負(fù)相關(guān)，且除2010年外，各相關(guān)系數(shù)均能通過(guò)置信度為0.05的顯著性檢驗(yàn)。然而，若進(jìn)一步將降雨天氣(經(jīng)常為高濕天氣)與無(wú)降雨天氣分開(kāi)考慮，相對(duì)濕度與各污染指數(shù)并非全為負(fù)相關(guān)；尤其是在無(wú)降雨日天氣下，相對(duì)濕度與各污染指數(shù)總體上呈正相關(guān)，其原因可能是由于無(wú)降雨高濕天氣常與霧日天氣聯(lián)系在一起，伴隨著逆溫和穩(wěn)定的天氣系統(tǒng)，導(dǎo)致大氣擴(kuò)散條件較差，污染物濃度升高。

3.5 與云量的關(guān)系

云量的多少與降水有密切關(guān)系，而降水沖刷和云內(nèi)吸附能使大氣中污染物顯著減少；另一方面，云對(duì)太陽(yáng)輻射有反射作用，它的存在會(huì)減少到達(dá)地面的太陽(yáng)直接輻射，同時(shí)云層又加強(qiáng)了大氣的逆輻射，減少地面的有效輻射，因此云層的存在可以減小氣溫隨高度的變化，增加大氣的穩(wěn)定度，從而減弱大氣污染物的擴(kuò)散，使污染加劇。此外，云層既可作為限制污染物稀釋擴(kuò)散的屏障，又可作為向上擴(kuò)散的通道，根據(jù)大氣穩(wěn)定情況而定。可見(jiàn)，云對(duì)大氣污染物的影響情況比較復(fù)雜，即有正向的影響，也有反向的影響，是多方面綜合作用的結(jié)果。

對(duì)比分析API各級(jí)下的總云量/低云量可知，云量與空氣污染指數(shù)有比較密切的關(guān)系。表現(xiàn)為污染等級(jí)越高，平均云量(總云量、低云量)越少。

從云量與各污染指數(shù)的相關(guān)分析結(jié)果來(lái)看，若不排除降雨日的全年樣本進(jìn)行分析，則無(wú)論總云量還是低云量均與各污染指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，云量越多，大氣污染濃度越低；其中，又以低云量與各污染指數(shù)的相關(guān)性更顯著。若單獨(dú)對(duì)無(wú)降雨日樣本進(jìn)行分析，則總/低云量與各污染指數(shù)相關(guān)性較差，既有正相關(guān)也有負(fù)相關(guān)，且僅有個(gè)別相關(guān)系數(shù)通過(guò)置信度為0.05的檢驗(yàn)。

綜上所述，在進(jìn)行全年樣本分析結(jié)果時(shí)，總/低云量與各污染指數(shù)之所以呈顯著負(fù)相關(guān)，可能主要與降雨日的降雨沖刷和云內(nèi)吸附有關(guān)。

3.6 與穩(wěn)定度、混合層高的關(guān)系

計(jì)算穩(wěn)定度級(jí)別(多分類有序變量，取值分別為1、2、3、4、5、6，分別與A、B、C、D、E、F類穩(wěn)定度級(jí)別相對(duì)應(yīng))、混合層高度與各污染指數(shù)的簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)，得出各類污染指數(shù)與穩(wěn)定度級(jí)別呈正相關(guān)，且基本上都能通過(guò)置信度為0.05的顯著性檢驗(yàn)，表明大氣越穩(wěn)定，污染指數(shù)越高；而混合層高則與污染指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，表明混合層越高，越有利于污染物的擴(kuò)散，污染指數(shù)越低，與理論一致。總體而言，以混合層高度作為穩(wěn)定參數(shù)與污染指數(shù)的相關(guān)性要好，且由于穩(wěn)定度級(jí)別為多分類有序變量，線性相關(guān)假設(shè)并不一定適用，后續(xù)的分析主要以混合層高與各污染指數(shù)的關(guān)系為主。

3.7 與地面氣壓的關(guān)系

氣壓對(duì)空氣污染物的影響比較復(fù)雜，視各地的具體情況而異。孟燕軍等研究指出，北京市地面氣壓場(chǎng)主要受地形條件的影響，不利于污染物擴(kuò)散類地面天氣形勢(shì)以低壓類出現(xiàn)頻率最高；而苗愛(ài)梅等[6]則研究發(fā)現(xiàn)，太原市高壓類天氣以E-F穩(wěn)定性天氣為主，往往平均氣壓高的月份是該市污染最嚴(yán)重的月份；李雄等[7]在南寧的研究也表明，地面平均氣壓與SO2、NO2、PM10污染物濃度呈顯著正相關(guān)。

對(duì)于重慶市，簡(jiǎn)單相關(guān)分析結(jié)果表明地面平均氣壓與各污染指數(shù)均呈顯著正相關(guān)。其可能原因之一是由于重慶市的高壓天氣以冬季出現(xiàn)頻率最高，而冬季地面風(fēng)速小、逆溫頻率高，水平與垂直方向的大氣擴(kuò)散條件均較差，故污染往往比較嚴(yán)重，這與太原的情況基本一致。當(dāng)控制與氣壓相關(guān)性最強(qiáng)的溫度因子后，除2010年外，氣壓與各污染指數(shù)的相關(guān)性基本上呈負(fù)相關(guān)，進(jìn)一步證明氣壓與各污染指數(shù)呈顯著正相關(guān)的原因之一是重慶市的高壓天氣以冬季出現(xiàn)頻率最高。

3.8 與水汽壓的關(guān)系

水汽壓表示大氣中水汽的分壓力，其大小反應(yīng)了大氣中水汽含量的多少。理論上來(lái)說(shuō)，水汽對(duì)污染物有一定的稀釋作用，故水汽壓應(yīng)與污染物濃度成反相關(guān)，因?yàn)樗苯佑绊慡O2、NOX等的吸收以及顆粒狀物質(zhì)轉(zhuǎn)變成水滴的速率。若單獨(dú)只考慮水汽壓與各污染指數(shù)間的關(guān)系，則水汽壓升高，污染指數(shù)降低，與理論一致；除2010年外，水汽壓與各污染指數(shù)的相關(guān)系數(shù)均能通過(guò)置信度為0.05的顯著性檢驗(yàn)。當(dāng)控制溫度與氣壓這兩個(gè)協(xié)變量后，水汽壓仍與各污染指數(shù)呈負(fù)相關(guān)，且各偏相關(guān)系數(shù)的顯著性與否基本上同簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)，進(jìn)一步證明水汽對(duì)污染物有一定的稀釋作用。

4 結(jié)論

本研究根據(jù)重慶主城區(qū)2010-2012年的逐日的氣象要素和大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)氣象條件與空氣污染指數(shù)(API)進(jìn)行相關(guān)性研究，分析氣象條件影響空氣質(zhì)量的機(jī)制及協(xié)同作用，明確顯著影響空氣質(zhì)量的氣象要素，得出以下結(jié)論：

1)當(dāng)天的空氣質(zhì)量與前一天的空氣質(zhì)量相關(guān)性非常顯著，相關(guān)系數(shù)在0.6以上。

2)各氣象要素之間存在明顯的協(xié)同作用，共同影響主城的空氣質(zhì)量。其中風(fēng)速與混合層高度，溫度與氣壓、水汽壓，相對(duì)濕度與云量(總云量和低云量)，氣壓與水汽壓，總云量與低云量之間相關(guān)性較好。

3)主城空氣質(zhì)量與大部分氣象要素之間存在著相關(guān)性。風(fēng)速與空氣污染指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)(風(fēng)速>2 m/s時(shí)，96.7%的時(shí)間API≤100)；降水與空氣污染指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)(降水>10 mm時(shí)，94.2%的時(shí)間API≤100)；總、低云量與空氣污染指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)(低云量對(duì)空氣質(zhì)量的影響高于總云量；非降雨日，相關(guān)性不顯著)；溫度、水氣壓和混合層高度與空氣污染指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)；相對(duì)濕度與空氣污染指數(shù)總體為負(fù)相關(guān)，多數(shù)呈顯著相關(guān)；氣壓和大氣穩(wěn)定度與空氣污染指數(shù)呈顯著正相關(guān)。其中空氣污染指數(shù)與降雨、風(fēng)速的相關(guān)性尤為密切，降水對(duì)污染物濃度的影響大小順序?yàn)椋篜M10>SO2>NO2。