焦玉玲 侯进忠 王贵朋 张雨涵
晋城市气象局 ,山西 晋城 048026
摘要：利用2018年晋城市常规气象观测资料和空气质量资料，分析晋城市气象要素对空气质量的影响。结果表明:2018年晋城市空气质量总体以轻度污染为主。AQI与降水量、风速、气压和能见度显著相关。
关键词：空气质量 气象要素 相关性
中图分类号:X51
空气污染不仅导致能见度下降对人体健康不利，而且对天气和气候产生深远影响。众多的科学研究表明，气象条件与空气环境质量密切相关，如邓霞君等对浙江省空气质量及主要气象因子的影响进行了分析，发现适量降水和中等风速有利空气净化，连晴使空气污染加重[1]；师华定等研究了沙尘与大雾天气对京津石空气质量影响，得出沙尘对空气质量影响较大，大雾天气影响较小[2]；苏超等讨论了海口市空气质量的特征及其与气象条件的关系，认为降水、风速、风向、温度、湿度对空气质量的影响显著[3]。
该文通过对晋城市2018年气象要素和空气质量的分析，讨论气象要素对空气质量的影响。
1 资料来源及方法
使用的资料包括：2018年1月1日至12月31日晋城市国家环境空气质量监测点的6种污染物（NO2、SO2、CO、O3-8h、PM2.5、PM10）逐小时浓度数据，同期晋城气象站（53976）常规气象观测资料。利用统计分析方法，研究空气质量特征及其与气象要素的关系。
2 空气质量状况
2.1 空气质量等级分布
晋城市2018年AQI年平均值为112，日均值为38-298，符合国家空气质量三级标准，属于轻度污染。空气质量为优的天数有19d，良和轻度污染空气质量出现较多，分别有153d、126d，中度污染和重度污染各有41d和26d，全年没有严重污染。其中，晋城市2018年优良天数之和为172d，优良率为47.1%。
2.2 空气质量季节变化
晋城市空气质量分布具有明显的季节变化特征。四季中，夏季是空气质量最差季节，AQI平均值高达123，优、良空气质量天数只有27d，占比夏季天数的29.3%；秋季是空气质量最好季节，AQI平均值为85，优、良空气质量天数有66d，出现概率为72.5%。
3 主要气象要素对空气质量的影响分析
3.1 相对湿度（RH）对空气质量的影响
图1为晋城市2018年不同RH下AQI级别天数比例分布图。分析得出：湿度较小时（RH≤60%），地面扬尘干燥且尺寸较小，随着空气湿度的增加（60%<RH≤80%），颗粒物吸湿增长，质量浓度增高，空气质量有好转差，当空气湿度进一步增加（RH>80%），颗粒物变重增加了降落地面几率，减少了地面扬尘，继而改善了空气质量。
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图1 晋城市2018年不同RH下AQI级别天数比例分布
3. 2 风速对空气质量的影响
图2给出了晋城市2018年不同风速下AQI级别天数比例分布。分析得出，风速从一级增大到二级时，空气污染程度加重，随着风速继续增大，空气质量优良率显著增加，而污染率则明显减小。这表明：风速对污染物浓度既有增加作用也有稀释作用，风速达到二级时，增加了下垫面空气扰动，使污染加重，而风速到三级后，其稀释能力变强，空气质量优良率增加，风速越大对污染物的扩散稀释作用越显著[4]。
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图2 晋城市2018年不同风速下AQI级别天数比例分布
3.3 风向对空气质量的影响
风向主要决定了污染物的跨区域传输方向。分析结果表明，WNW,NW,N风出现特别是风速较大时，对本地污染物有较好的驱散作用，而SE,SSE和S风不利于本地污染物的扩散，反而会带来上游地区污染物从而加重本地的空气污染。
3.4 降水对空气质量的影响
图3为晋城市2018年不同降水量级下AQI级别天数比例分布图。分析得出，无雨日共264d，优、良、轻度、中度、重污染天数比例分别为2.3%、37.1%、37.1%、14.8%、8.7%;日降水量为0.1-9.9mm的共83d ,优、良、轻度污染、重度污染、重度污染天数比例分别为9.6%、50.6%、33.7%、2.4%、3.6%;日降水量为10.0-24.9mm时，优、良天数分别占40.0%、60.0%;日降水量≥25.0mm时，优、良天数分别占12.5%、87.5%。因此，降水对空气质量有明显的改善作用，降水能够有效冲刷、溶解空气中的污染物，降低污染物的质量浓度，对空气具有很好的净化作用[5]-[6]。
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图3 晋城市2018年不同日降水量下AQI级别天数比例分布
4 AQI与气象因素的相关性分析
表1为2018年AQI与气象要素的相关关系。由表3可以看出，空气质量指数AQI全年整体上与降水量、平均风速、平均气压和能见度呈显著负相关，与平均气温、日照时数、平均相对湿度无显著的相关关系。这与前面讨论结论相符，也与人们通常的认识相符,降水能够有效冲刷、溶解空气中的颗粒物，降低污染物的质量浓度，对空气具有很好的净化作用；风速较大时，其稀释能力变强，风速越大对污染物的扩散稀释作用越显著[4]。
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5 结论
（1）2018年晋城市空气质量以轻度污染为主。
（2）随着RH的增加和风速的增大，空气质量先由好转差，又由差转好。
（3）WNW,NW,N风对本地污染物有较好的驱散作用。
（4）降水对空气质量有明显的改善作用。
（5）AQI与降水量、风速、气压和能见度显著相关。
参考文献
[1] 邓霞君，蔡振群，项晓美，等.浙江省空气质量及主要气象因子的影响分析[J].环境科学与技术，2014,37(120):372-37
[2] 师华定，史华伟，白鹤鸣，等.沙尘与大雾天气对京津石空气质量影响[J].生态环境学报，2014, 23(2): 262-266.
[3] 苏超,田良.海口市空气质量的特征及其与气象条件的关系[J].海南大学学报自然科学版,2016,34(2):185-192.
[4] 陈渤黎,吴建秋,吴晶璐,等.2012-2014年常州市空气质量与气象要素关系分析[J].气象与减灾研究，2015,38(3):68-74.
[5] 魏玉香,童尧青,银燕,等.南京S02 ,NO2和PM10变化特征及其与气象条件的关系[J].大气科学学报，2009 ,3 :451 -457.
[6] 董继元,王式功,尚可政.降水对中国部分城市空气质量的影响分析[J].干旱区资源与环境，2009, 12 :43 - 48.