刘洋
西安市阎良区气象局 710089
摘要：本文分析了阎良区PM2.5污染的特征与气象因素的关系，结果表明，与国内其他大中型城市相比，阎良区PM2.5为轻度污染，日均浓度变化趋势基本一致，呈波峰、波谷变化，但浓度在分布上略有差异；小时浓度均星现较明显的双峰变化趋势，上午和夜间各出现一个峰，而下午浓度变得相对较低。
关键词：阎良区 PM2.5 污染特征 气象因素
PM2.5指空气动力学直径小于2.5um的大气颗粒物。PM2.5属于细微颗粒物的范畴，通常也称为细颗粒物。最近这些年，细颗粒物（PM2.5）逐渐变成成为影响我国城市大气环境质量的主要污染物。阎良区是我国的重工业重地，由于城市化的快速发展、人口的增加、城市建设规模的不断扩大、车辆的增多以及气候变化等一系列原因，导致PM2.5污染越来越严重，对大气环境质量造成了很大的影响。
1、数据的来源与处理
PM2.5数据来源于中国环境监测总站实时发布的监测数据。基础数据是通过对阎良区各个空气质量监测站点的日均值计算得来。每个站点日缺测数据超过4h，月缺测天数少于25d，均视为无效并剔除。地形数据从阎良区分辨率为30m的DEM影像数据中提取。气象、交通、工业、建筑、餐饮、城市绿化、人口及产业结构数据均来源于《2015年阎良区统计年鉴》。此外，为了消除各指标数据之间的量纲差异，该研究对原始指标数据采用极差标准化方法进行处理，各指标权重采用熵值法确定。
2、PM2.5污染变化规律
2.1 PM2.5浓度的时间变化规律
根据GB3095-2012《环境空气质量标准》对环境空气功能区的分类，将阎良区按二类环境功能区统计，规定其年、日均限值分别为35和75ug/m3。
2.1.1季节性变化规律
由于气象条件和污染来源等的季节性差异，阎良区PM2.5浓度整体呈“冬高夏低、春秋居中”的季节性变化规律。阎良区冬季靠燃煤来取暖，加之冬季易出现“逆温”现象，使得冬季的PM2.5浓度全年最高，平均值为86ug/m3；由于受到主风向、温度、湿度及燃煤污染物排放量减少等因素的影响，夏季PM2.5浓度最低，平均值为34ug/m2；春季和秋季PM2.5浓度处在冬、夏两季之间，平均值分别为44和46ug/m3。
2.1.2月变化规律
阎良区PM2.5浓度整体呈宽缓“U型”起伏的月变化规律，这与李会霞等研究结果基本一致，1-4月为下降期，5-8月为低值稳定期，平均浓度为33ug/m3，均低于年均浓度限值。9-12月为上升期，由于冬季供暖的开始，11月中旬之后迅速上升，12月下旬达到全年最大值（104ug/m2）。其中，4-9月全部未超过二类环境功能区日均限值，故4-9月是阎良区全年空气质量最好的时段。
2.1.3日变化规律
阎良区PM2.5浓度整体呈“冬高夏低、春秋居中”的周期性脉冲波动型日变化规律。冬季波动周期最短，而且幅度大，平均波动周期为9d，夏季波动周期最长，幅度小，平均波动周期为25d，春、秋两季的波动周期处在冬夏之间，平均波动周期分别为10和10~15d。
2.1.4时变化规律
阎良区PM2.5浓度变化整体呈“W型”起伏的时变化规律。由于不同时段气温、空气扩散条件及污染物排放量的不同，24h之内分别出现两个波峰和两个波谷。波峰出现在09：00-11：00和21：00-23：00时段，峰值分别为10：00的54ug/m3和22：00的56ug/m3，第1个峰值可能是早高峰的交通污染为二次污染提供原料及细小颗粒物积累的结果，第2个峰值可能与夜间城区PM2s污染源的排放强度及逆温现象有关；波谷出现在04：00-06：00和16：00-18：00时段，对应谷值依次为05：00的47ug/m3和17：00的42ug/m3，第1个谷值可能与夜间城区PM2.5污染源排放强度下降和逆温层逐渐散去有关，第2个谷值则可能是此时间段随着温度的升高，早高峰的影响已散，晚高峰还未到来，并且近地面大气湍流作用较强所致。
2.1.5超标情况时间统计
以GB3095-2012所规定的二类环境功能区PM2.5浓度日均限值（75ug/m3）为标准，据2015年阎良区的日均PM2.5浓度的统计结果可知，阎良区总的空气质量达标天数为311d，达标率为85.21%。季节达标率呈夏季（100%）>春季（95.65%）>秋季（91.21%）>冬季（53.33%）的规律；4-9月达标率（100%）最高；3月、10月、11月的达标率均在80%以上；1月、2月依次为51.61%、71.43%，12月最低，为38.71%。以HJ633一2012《不境空气质量指数（AQ）技术规定（试行）》所划分的PM2.5浓度污染等级为标准，阎良区污染情况总体呈“冬高夏低，春秋居中”的季节污染规律，重度以上污染天气主要出现在冬季；3月、10月为轻度污染，2月、11月为“轻度污染+中度污染”，1月、12月为“轻度污染+中度污染+重度污染”，其余月份均处在日均限值75ug/m2以下。
2.2 PM2.5浓度的影响因素
影响阎良区PM2.5浓度权重最大的一级指标层是PM2.5污染来源（B2，权重值为0.49），其次是城市化与土地利用（B3，0.37），气象与地形因子（B1）影响最小（0.15）。其中，PM2.5污染来源层中，权重值排在前三位的三级指标分别是机动车保有量、房屋建筑施工面积和烟粉（尘）排放量；城市化与土地利用层中，建成区面积、人口密度和人均GDP的权重值较大；降水量、平均气温和市区海拔是气象与地形因子层中权重值较大的指标因子.
2.3各级指标层及其指标因子的关联度
分析该研究首先使用均值法对原始数据进行无纲量化，然后通过计算得出PM2.5浓度与各指标因子间的关联系数和关联度，同时计算各市PM25浓度与一级指标层之间的综合关联度。灰色关联分析中，对PM2.5浓度的贡献愈大，关联度值（r）愈大，其影响作用也愈显著，反之亦然.一般按对目标值的影响力度将关联度划分为轻度关联（0<r，≤0.30）、中度关联（0.30<T；≤0.60）和强度关联（0.60<r，≤1.0）。影响PM2.5浓度的各个指标因子与PM25浓度的关联度值均处在0.6~1.0之间，意味着各指标因子与PM25浓度均为强度关联，表明该研究所选指标因子较为合理。
由于各城市自然、经济、社会、人文、城市规模、产业结构等方面的不同，其指标层的综合关联度表现出较大的空间差异性.其中，相比其他二级指标层，气象与地形因子指标层对阎良区PM2.5浓度的影响均最大。
与各市PM2.5浓度呈强度关联的指标因子同样表现出一定的空间差异性.其中影响阎良区PM2.5浓度的主要指标为降水量、平均气温、日照时数、机动车保有量、SO排放量、烟粉（尘）排放量、建成区绿地覆盖率和人均GDP。
3、结论：
以上研究结果表明，阎良区PM2.5浓度呈“冬高夏低、春秋居中”的季节变化规律，“U型”起伏的月变化规律，周期性脉冲波动型的日变化规律以及“W型”起伏的时变化规律，其总达标率为85.21%，达标率夏季>春季>秋季>冬季，重度以上污染天气主要出现在冬季，4-9月为阎良区空气质量最好的时段。
综合性的人类活动对阎良区PM2.5的浓度影响显著，尤其是近年来城市化的快速推进，相关指标（如人口、机动车、能耗、工业总产值等）的迅速增长，使得影响PM2.5浓度的相关污染物排放量增大，污染来源增多，加之在全球变暖背景下，不同尺度范围的区域性静稳天气频率的增加，PM2.5污染正愈演愈烈。
参考文献：
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[2]韩月梅，沈振兴，曹军骤，等.室内外细粒子PM2.5和总悬浮颗粒物污染水平的对比研究[J].中国粉体技术，2009，15（2）：l4-17.
作者简介：刘洋（1987-）男，汉族，陕西省榆林市靖边县人，本科学历，助理工程师，从事研究方向或职业：从事气象行业。