岳巖裕， 吳翠紅， 許 可， 管振宇， 周 悅

(1.金沙國(guó)家大氣本底站,武漢 430074; 2.武漢區(qū)域氣候中心,武漢 430074; 3.武漢中心氣象臺(tái)，武漢 430074; 4.湖北省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，武漢 430072)

引 言

臭氧是在一定光照條件下前體物經(jīng)過一系列復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)生成的[1]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，氣溶膠排放量增大，臭氧的前體物排放量也出現(xiàn)了顯著增加。復(fù)合型污染物中氣溶膠和臭氧存在相互影響，氣溶膠通過影響輻射進(jìn)而影響O3的生成，O3作為一種強(qiáng)氧化劑也會(huì)影響氣溶膠的生成[2]。近地層臭氧是典型的二次污染物，高濃度的O3會(huì)對(duì)人體健康、植物生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響[3]。

我國(guó)O3污染主要集中在華北地區(qū)、華中地區(qū)北部、長(zhǎng)江三角洲和珠江三角洲地區(qū)，其濃度高值主要出現(xiàn)在5-10月，農(nóng)村地區(qū)的污染與城市相當(dāng)[4-5]，但中心城區(qū)O3濃度水平會(huì)出現(xiàn)較低的現(xiàn)象，這與NO2對(duì)O3的消耗有關(guān)[6]。我國(guó)主要的大城市均處于VOC控制區(qū)，削減VOC能顯著控制O3的濃度[2]。2013-2015年湖北省O3濃度整體呈上升趨勢(shì)，且屬于VOC控制區(qū)[7]。目前針對(duì)O3的研究多基于站點(diǎn)觀測(cè)和模擬數(shù)據(jù)開展時(shí)空分布規(guī)律分析[4,8]、前體物來源識(shí)別[9-10]、多指標(biāo)模式預(yù)報(bào)[11-12]及氣象條件對(duì)O3濃度變化影響等。王宏等[13]提出了本地源排放、外來輸送及氣象條件三種因素共同影響近地層臭氧濃度。由于排放源及氣象條件與O3濃度的關(guān)系復(fù)雜，明確臭氧來源確有困難。因此，近幾年許多專家開展了天氣形勢(shì)和氣象要素如氣溫、日照、輻射、氣壓、風(fēng)和相對(duì)濕度等因子對(duì)O3濃度的影響研究，并發(fā)現(xiàn)典型O3污染主要發(fā)生在強(qiáng)輻射、長(zhǎng)日照、低濕度、高氣溫、低風(fēng)速和低云量的條件下[13-18]，O3超標(biāo)日的天氣型主要有變性高壓、地面倒槽和鋒前暖區(qū)等[13,19-20]。同時(shí)，O3污染也已經(jīng)不再局限于前體物排放源地附近，已成為一種區(qū)域性的污染現(xiàn)象。其中氣象要素是關(guān)鍵，區(qū)域輸送則主要發(fā)生在上游O3污染較嚴(yán)重時(shí)段，配合適當(dāng)?shù)娘L(fēng)向，下風(fēng)向地區(qū)容易出現(xiàn)高O3濃度[21-22]。

武漢城市圈位于我國(guó)中部城市群的中心，以武漢為核心，包括黃石、黃岡、咸寧、鄂州、孝感、仙桃、天門、潛江等周邊8個(gè)大中型城市。武漢市作為國(guó)家中心城市，其在“一帶一路”“長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶”“長(zhǎng)江大保護(hù)”等國(guó)家重大發(fā)展戰(zhàn)略中發(fā)揮著重要作用。湖北省臭氧濃度呈東高西低分布特征，東部城市圈為濃度高值區(qū)，臭氧已經(jīng)成為第二大首要污染物[7]。目前，武漢城市圈臭氧的研究側(cè)重于化學(xué)特征及單一城市污染過程的特征分析，針對(duì)城市圈多個(gè)城市3年完整時(shí)間序列下氣象條件對(duì)臭氧濃度演變的影響研究相對(duì)較少。因此，本文基于武漢城市圈氣象站和環(huán)境監(jiān)測(cè)國(guó)控站的觀測(cè)數(shù)據(jù)，開展O3濃度時(shí)空分布規(guī)律及氣象條件影響的特征研究。

1 數(shù)據(jù)與方法

本文使用的資料包括：(1) 湖北省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站提供的武漢城市圈2015年1月1日至2017年12月31日9個(gè)城市25個(gè)國(guó)控站點(diǎn)和4個(gè)省控站點(diǎn)(天門、潛江和仙桃無國(guó)控站)6種污染物(SO2、NO2、CO、O3、PM2.5和PM10)濃度逐小時(shí)數(shù)據(jù)及日值數(shù)據(jù)，以及O3濃度日最大8 h滑動(dòng)平均值。武漢城市圈又稱武漢“1+8”城市圈(圖1)，是以武漢為中心，周邊覆蓋黃石、黃岡、咸寧、鄂州、孝感、仙桃、天門和潛江8個(gè)大中型城市。(2) 湖北省氣象信息與技術(shù)保障中心提供的同期武漢站逐小時(shí)氣象要素觀測(cè)資料，包括相對(duì)濕度(RH)、能見度(Vis)、2 min風(fēng)向風(fēng)速、海平面氣壓(P0)、氣溫(T)、總輻射、凈輻射、日照等。(3) 同期相關(guān)天氣現(xiàn)象資料。

圖1 武漢城市圈地理位置及環(huán)境監(jiān)測(cè)站分布

根據(jù)環(huán)境保護(hù)部《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術(shù)規(guī)定》(HJ633-2012)O3最大8 h滑動(dòng)平均值大于100 μg/m3為超一級(jí)水平，適用于一類環(huán)境功能區(qū)為自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其他需要特殊保護(hù)的區(qū)域；O3最大8 h滑動(dòng)平均值大于160 μg/m3為超二級(jí)水平(超標(biāo)日)，適用于居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、工業(yè)區(qū)和農(nóng)村等地區(qū)。本文的O3濃度日均值指日內(nèi)最大8 h平均值，月均值指一個(gè)月內(nèi)各日最大8 h平均濃度的算術(shù)平均值，年均值指年內(nèi)各日最大8 h平均濃度的算術(shù)平均值。利用O3濃度日均值對(duì)O3平均值進(jìn)行計(jì)算。以超二級(jí)水平為指標(biāo)來計(jì)算每月O3超標(biāo)的日數(shù)，同時(shí)對(duì)超標(biāo)日濃度進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 武漢城市圈O3濃度時(shí)空分布

圖2(a)是2015-2017年城市圈不同城市O3濃度年均值分布?？梢钥闯觯笔|南部的黃岡、咸寧和鄂州的O3濃度值最高，其中黃岡的均值超過100 μg·m-3；其次是武漢和孝感的，江漢平原3個(gè)城市(仙桃、天門、潛江)的最低，其濃度和變化幅度明顯有別于東部地區(qū)的。除了江漢平原3個(gè)城市外，其他6個(gè)城市近3年O3濃度差值波動(dòng)范圍為3～13 μg·m-3。武漢市O3濃度逐年下降，黃石和孝感的呈逐年上升，而黃岡、咸寧的變化不大。不同城市超標(biāo)日數(shù)逐年分布顯示(圖2b)，2015年武漢、咸寧、鄂州、黃岡超標(biāo)日數(shù)較多；2016年黃岡、鄂州超標(biāo)日數(shù)較多；2017年各地超標(biāo)日數(shù)均有所下降，環(huán)境保護(hù)治理卓有成效，黃岡、孝感和咸寧超標(biāo)日數(shù)較多。3年的平均值來看，黃岡和鄂州的平均超標(biāo)日數(shù)最大，分別為48天和44天。從超標(biāo)日的逐年變化來看，武漢、黃岡、咸寧和鄂州O3超標(biāo)日數(shù)在2017年下降明顯。對(duì)武漢而言，2015年O3年均濃度雖然不高，但是其超標(biāo)日數(shù)最多；黃石O3年均濃度略低于武漢的，但超標(biāo)日數(shù)為東部6個(gè)城市中最少的城市。2016年和2017年仙桃、天門和潛江基本沒有超標(biāo)日。就整個(gè)城市圈平均值而言，2015年O3濃度值和超標(biāo)日數(shù)均為最高，平均值分別為89.9 μg·m-3和37天；2016年分別為85.9 μg·m-3和32天；2017年最低，分別為78 μg·m-3和20天。整體存在逐年下降趨勢(shì)。O3濃度平均值和超標(biāo)日數(shù)的高值空間分布基本一致，鄂東南為高值區(qū)，黃岡這3年O3超標(biāo)日數(shù)均為較多的地區(qū)。

圖2 2015-2017年武漢城市圈不同城市O3濃度均值(a)和超標(biāo)日數(shù)(b)分布

圖3給出了城市圈9個(gè)城市的月均值。整體來看呈現(xiàn)出中間高、兩邊低的特征，O3濃度的高值時(shí)段為4-9月，具體來看各個(gè)城市的峰值月份有所不同(圖略)，峰值較多的月份是5、8和9月。華北地區(qū)高濃度O3污染期一般為6-9月，月平均峰值一般出現(xiàn)在6月和9月，7-8月的略低[23-24]，武漢城市圈的O3濃度月際分布有類似的特點(diǎn)。夏季由于高溫和長(zhǎng)時(shí)間日照等因素影響，光化學(xué)反應(yīng)速率較高[11,25]，同時(shí)夏季邊界層高度較高，大氣湍流強(qiáng)，O3的垂直輸送過程明顯[26]，導(dǎo)致O3濃度處于峰值。6-7月武漢城市圈處于梅雨期，頻繁的降水過程會(huì)影響日照和氣溫，進(jìn)而導(dǎo)致夏季6-7月O3濃度略偏低；而冬季O3濃度的低值與低輻射和低氣溫有關(guān)。研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，顆粒物會(huì)導(dǎo)致氣溶膠光學(xué)厚度增大，削弱太陽(yáng)輻射，進(jìn)而影響O3生成[27]。

圖3 2015-2017年武漢城市圈O3濃度月變化

臭氧的日變化呈單峰型，夜間由于日照時(shí)數(shù)基本為0，O3的光化學(xué)反應(yīng)很弱，濃度處于低值；日出之后隨著太陽(yáng)輻射的加強(qiáng)，大氣中氧分子的分解增強(qiáng)，同時(shí)氣溫升高，O3的二次光化學(xué)反應(yīng)速率加快，濃度開始上升，基本在15:00-16:00達(dá)到濃度最大值，相比太陽(yáng)輻射最強(qiáng)時(shí)段有所滯后，這主要與光化學(xué)反應(yīng)生成二次污染物O3的反應(yīng)時(shí)間有關(guān)[11,21,28]，輻射最強(qiáng)時(shí)段也是O3濃度迅速累積的階段。之后隨著太陽(yáng)輻射的減弱，O3濃度又開始下降(圖4)。其日變化特征與成都等地區(qū)的一致[29]。

圖4 2015-2017年武漢城市圈O3濃度日變化

2.2 氣象要素對(duì)O3濃度的影響

天氣背景及氣象要素作為影響O3濃度的重要因子，相關(guān)學(xué)者對(duì)不同地區(qū)的影響特征開展了研究。對(duì)北京等城市的研究發(fā)現(xiàn)，O3濃度與氣壓、濕度呈負(fù)相關(guān)，與風(fēng)速、日照、溫度、太陽(yáng)輻射呈正相關(guān)[11,13,30]。對(duì)于廣州城區(qū)而言，氣溫高于27 ℃、相對(duì)濕度低于55%及受偏西風(fēng)控制是影響O3濃度變化的關(guān)鍵因子[26]。有關(guān)武漢城市圈氣象要素對(duì)O3濃度的影響的研究則相對(duì)較少，本節(jié)針對(duì)這一問題進(jìn)行了初步的分析。

2.2.1 氣象要素與O3濃度的相關(guān)關(guān)系

表1給出了2015-2017年逐日O3濃度與氣溫、日照、氣壓、相對(duì)濕度、風(fēng)速、能見度之間的相關(guān)關(guān)系?？梢钥闯?，湖北省東部5個(gè)主要城市O3濃度與氣溫、日照的相關(guān)性最好，為正相關(guān)關(guān)系且相關(guān)系數(shù)基本大于0.5，這與文獻(xiàn)的研究結(jié)果相近[29,31-32]，氣溫越高、日照越強(qiáng)，越有利于O3的生成。O3濃度與相對(duì)濕度呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.30～-0.54，相對(duì)濕度高反而不利于O3的生成。研究表明，高濕環(huán)境有利于顆粒物的濕增長(zhǎng)，PM2.5濃度增加，抑制O3的生成[13]。其與氣壓也基本呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相對(duì)較低的氣壓通常出現(xiàn)在夏季，也是O3濃度的高值階段。劉姣姣等[20]指出，O3濃度升高與大氣壓下降幅度密切相關(guān)，大氣壓下降超過0.4 kPa時(shí)，臭氧質(zhì)量濃度較高；與風(fēng)速的相關(guān)性最差；與能見度呈正相關(guān)，相關(guān)性低于0.5[11]。

表1 2015-2017年逐日O3濃度與氣象要素的相關(guān)性

2.2.2 O3超標(biāo)日及濃度峰值時(shí)段的氣象要素特征

2015年武漢市一級(jí)超標(biāo)日為150天，均值濃度為127.8 μg·m-3；二級(jí)超標(biāo)日為59天，均值濃度為186.3 μg·m-3。2016年武漢市一級(jí)超標(biāo)日為147天，均值濃度為128.6 μg·m-3；二級(jí)超標(biāo)日為34天，均值濃度為181.2 μg·m-3。2017年武漢市一級(jí)超標(biāo)日為121天，均值濃度為126.4 μg·m-3；二級(jí)超標(biāo)日為26天，均值濃度為174.5 μg·m-3。雖然二級(jí)超標(biāo)日濃度相差不多，但是2015年二級(jí)超標(biāo)日數(shù)明顯偏多，基本為2017年的2倍。從首要污染物來看，2015、2016和2017年O3作為首要污染物的占比分別為25.4%、30.7%、26.6%；PM2.5作為首要污染物的占比為55.4%、47.6%、39.8%；PM10作為首要污染物的占比為15.0%、13.7%、15.8%。可以看出，O3作為首要污染物，其占比為25%～30%，僅次于PM2.5的占比，為武漢市第二主導(dǎo)的污染物。表2給出了2015-2017年武漢市不同臭氧級(jí)別下氣象要素的平均值。由于O3濃度峰值一般出現(xiàn)在14:00-15:00，因此探討臭氧日最大濃度與氣象要素的關(guān)系(圖5)，應(yīng)關(guān)注當(dāng)日14:00-15:00的氣象要素值。將氣溫、相對(duì)濕度、輻射、日照、風(fēng)速和風(fēng)向分為不同的區(qū)間，分析O3的濃度變化。

O3超標(biāo)日的氣壓全年平均和5-9月的不同。就全年而言，O3超標(biāo)日主要出現(xiàn)在5-9月，夏季氣壓整體偏低，而O3達(dá)標(biāo)日各月均有，尤其是1-4月和10-12月氣壓比較高，因此全年O3超標(biāo)日平均氣壓偏低。但是5-9月，在大陸高壓或副高控制下，氣壓偏高，晴熱高溫的天氣也較多，有利于O3生成，因此超標(biāo)日氣壓偏高。整體而言超標(biāo)日氣壓為1005～1007 hPa。O3超標(biāo)日的平均氣溫基本在26 ℃以上，高溫對(duì)O3生成有利。模式研究也發(fā)現(xiàn)，高溫?zé)崂似陂gO3濃度出現(xiàn)顯著增加，高溫直接加強(qiáng)光化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行[33-34]。當(dāng)氣溫超過26 ℃時(shí)，光化學(xué)反應(yīng)明顯(表2)。隨著氣溫的升高(圖5a)，O3濃度也逐漸上升，日均值在27 ℃以上時(shí)O3濃度達(dá)到最大，14:00和15:00氣溫在29～33 ℃時(shí)，O3濃度最高。

相對(duì)濕度較高的情況下，空氣中水汽所含的自由基H、OH 等迅速將O3分解為氧分子，降低O3濃度[30]；水汽也會(huì)通過消光機(jī)制影響太陽(yáng)輻射致使紫外輻射衰減，進(jìn)而降低O3濃度[11]。通過表2可以看出，超標(biāo)日的相對(duì)濕度要低于達(dá)標(biāo)日或全年的均值，基本在76%以下，O3的生成不需要高濕的環(huán)境。由氣象要素與O3濃度關(guān)系圖(圖5b)可以看出，隨著濕度增加，O3濃度逐漸下降，且當(dāng)相對(duì)濕度高于80%時(shí)，O3濃度下降速率明顯增加；而對(duì)于14:00或15:00的相對(duì)濕度而言，O3濃度的高值區(qū)相對(duì)濕度主要處于30%～60%，超過60%時(shí)濃度下降明顯。安俊琳等[21]研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)濕度60%左右存在光化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)度臨界值，大于60%時(shí)O3濃度隨相對(duì)濕度的增加而減小。

O3的生成是本地光化學(xué)污染及區(qū)域輸送的共同作用結(jié)果[30]。光化學(xué)過程受到地面總輻射量的直接影響[35]，輻射強(qiáng)度越大，光化學(xué)反應(yīng)越明顯，臭氧質(zhì)量濃度越容易升高[20]。O3與總輻射、凈輻射的相關(guān)系數(shù)分別為0.429、0.448，通過了相關(guān)性檢驗(yàn)，相關(guān)性較好。從表2來看，無論是總輻射還是凈輻射，O3超標(biāo)日的均為最高，超過1.3 MJ·m-2，尤其是凈輻射，是達(dá)標(biāo)日的2倍左右。太陽(yáng)輻射對(duì)O3生成的影響直接，且作用明顯。圖5(c)顯示，隨著總輻射的增加，O3濃度也呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，日平均總輻射為1.5～2.0 MJ·m-2時(shí)，O3濃度最高；14:00總輻射超過2.3 MJ·m-2，O3超標(biāo)，而15:00僅需超過1.9 MJ·m-2，O3即超標(biāo)。研究也表明，日照時(shí)間長(zhǎng)，有利于促進(jìn)光化學(xué)反應(yīng)生成O3[11]。超標(biāo)日的日照時(shí)數(shù)一般可以超過8 h，明顯大于全年均值或者5-9月均值，基本為達(dá)標(biāo)日的3～6倍。通過圖5(d)可以看出，隨著日照總時(shí)數(shù)的增加，O3濃度緩慢增加，在總時(shí)數(shù)10～12 h時(shí)，達(dá)到濃度峰值；對(duì)于14:00或15:00而言，單個(gè)時(shí)次日照時(shí)數(shù)超過0.2 h后，O3濃度即呈現(xiàn)波動(dòng)變化。

表2 2015-2017年武漢市不同O3濃度級(jí)別下氣象要素日均值

風(fēng)的作用主要表現(xiàn)在垂直輸送、水平輸送和局地累積等方面。北京高濃度O3多出現(xiàn)在平均風(fēng)速低于2.0 m/s的時(shí)候，風(fēng)速增大，輸送作用增強(qiáng)，也會(huì)導(dǎo)致O3濃度上升。高風(fēng)速時(shí)會(huì)抬高邊界層，進(jìn)而增加垂直方向動(dòng)量輸送，將高層高濃度的O3向下輸送帶到地面[30,36]。Zhou 等[37]指出，臭氧的高濃度值主要集中在3～5 m/s的一個(gè)風(fēng)速范圍。雖然通過大量樣本的分析，O3濃度與風(fēng)速之間的相關(guān)性并不顯著(表1)，但武漢O3超標(biāo)日風(fēng)速均低于全年風(fēng)速平均值。通過圖5(e)可以看出，平均風(fēng)速與O3的相關(guān)特征不顯著，而隨著14:00和15:00風(fēng)速的增加，O3表現(xiàn)為緩慢下降的變化特征，尤其是風(fēng)速超過4.5 m/s以后下降趨勢(shì)更為明顯。風(fēng)向?qū)3也有著重要影響。武漢地區(qū)為偏南至偏西風(fēng)時(shí)O3濃度較高(圖5f)，最高濃度出現(xiàn)在風(fēng)向?yàn)?60°左右，與福州受偏南和偏東風(fēng)影響時(shí)臭氧濃度較高[13]類似，但與PM2.5高濃度的風(fēng)向區(qū)間主要為偏北風(fēng)不同[38]。

圖5 2015-2017年武漢市不同氣溫(a)、相對(duì)濕度(b)、總輻射(c)、日照(d)、風(fēng)速(e)和風(fēng)向(f)區(qū)間O3濃度分布

2.3 污染氣體對(duì)O3濃度的影響

O3主要由NOx、CO和VOCs等前體物在合適的氣象條件下反應(yīng)生成[29]。由于缺少VOCs的觀測(cè)資料，因此僅分析顆粒物和NO2、CO等前體物與O3濃度的關(guān)系。武漢市2015-2017年O3濃度與NO2的相關(guān)系數(shù)分別為-0.44、-0.47和-0.12，與CO的相關(guān)系數(shù)為-0.38、-0.44和-0.15，均通過了0.05的顯著性檢驗(yàn)。武漢市O3濃度與NO2和CO基本呈負(fù)相關(guān)，即隨著NO2和CO濃度的增加，O3濃度會(huì)降低，這與城市地區(qū)一般為VOCs的控制區(qū)有關(guān)，VOCs控制區(qū)表現(xiàn)為NOx的增加導(dǎo)致O3濃度的降低，VOCs的增大會(huì)使O3濃度升高[2]。

圖6給出了2015-2017年武漢市不同O3濃度級(jí)別下其他污染物濃度平均值的分布特征。O3超標(biāo)日NO2、PM2.5和PM10濃度值較高，高濃度的O3作為氧化劑，促進(jìn)其他化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化，生成顆粒物，尤其5-9月冷空氣活動(dòng)不活躍時(shí)期，以PM2.5、PM10為主的顆粒物濃度處于低值階段，高濃度O3污染會(huì)通過氧化作用促進(jìn)顆粒物生成；而對(duì)于全年而言，冬季顆粒物較多，會(huì)抑制地面太陽(yáng)輻射，進(jìn)而影響O3生成。顆粒物與O3濃度在冬季呈負(fù)相關(guān)，在夏季則表現(xiàn)為正相關(guān)[16]。從2015-2017年O3超標(biāo)日和達(dá)標(biāo)日O3、NO2和PM2.5年均值的分布來看(圖7)，超標(biāo)日O3濃度表現(xiàn)為逐年下降的特征，而達(dá)標(biāo)日O3濃度卻在增加；同時(shí)，5-9月達(dá)標(biāo)日O3濃度也在下降，達(dá)標(biāo)日O3濃度的增加主要發(fā)生在O3非高發(fā)的季節(jié)。NO2在超標(biāo)日和達(dá)標(biāo)日的濃度變化不大，略有下降。PM2.5濃度在O3超標(biāo)日和達(dá)標(biāo)日及全年背景下均呈下降趨勢(shì)，說明武漢市顆粒物濃度和O3濃度在2015-2017年下降，大氣環(huán)境有所改善，而O3污染的超標(biāo)日極端情況在減弱，但達(dá)標(biāo)日等較好空氣環(huán)境下濃度增加。

圖6 2015-2017年武漢市O3超標(biāo)日和達(dá)標(biāo)日O3、

圖7 2015-2017年武漢市O3超標(biāo)日和達(dá)標(biāo)日O3、NO2、PM10和PM2.5濃度

3 結(jié) 論

(1)2015年武漢城市圈O3濃度值和超標(biāo)日數(shù)均為最高，平均值分別為89.9 μg·m-3和37天，2015-2017年表現(xiàn)為逐年下降趨勢(shì)。O3濃度值最高為城市圈中東部的黃岡、咸寧、鄂州、武漢和孝感等地。4-9月武漢城市圈O3濃度處于高值，尤其是5月和9月。2015年武漢市二級(jí)超標(biāo)日數(shù)明顯偏多，近乎為2017年的2倍。O3作為主要污染物，其占比為25%～30%，僅次于PM2.5為首要污染物的占比。

(2)O3濃度與氣溫、日照、輻射和能見度表現(xiàn)為正相關(guān)關(guān)系，且與氣溫和日照的相關(guān)性最好；與相對(duì)濕度和氣壓呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；與風(fēng)速關(guān)系不明顯。

(3)武漢市O3超標(biāo)日的氣壓偏低，為1005～1007 hPa，而5-9月大陸高壓或副高控制下，O3超標(biāo)日氣壓偏高。O3超標(biāo)日平均氣溫基本在26℃以上，14:00和15:00氣溫在29～33 ℃時(shí)，O3濃度最高。隨著相對(duì)濕度的增加，O3濃度下降明顯，O3濃度高值區(qū)的相對(duì)濕度在14:00或15:00主要位于30%～60%。無論是總輻射還是凈輻射，O3超標(biāo)日均為最高，凈輻射是達(dá)標(biāo)日的2倍左右。隨著總輻射的增加，O3濃度增加，日平均總輻射在1.5～2.0 MJ/m2時(shí)，O3濃度最高。超標(biāo)日的日照時(shí)數(shù)一般可以超過8 h，在日總時(shí)數(shù)為10～12 h時(shí)，O3達(dá)到濃度峰值。武漢O3超標(biāo)日風(fēng)速均小于全年平均值，偏南至偏西風(fēng)時(shí)O3濃度值較高，最高濃度出現(xiàn)在260°左右。

(4)武漢市O3濃度與NO2和CO基本呈負(fù)相關(guān)，NOX的增加導(dǎo)致O3濃度下降。5-9月O3超標(biāo)日的顆粒物濃度較高，高濃度的O3和高溫、強(qiáng)日照會(huì)加劇化學(xué)反應(yīng)促進(jìn)二次顆粒物的生成。