乌鲁木齐市PM2.5浓度时空变化特征及与气象条件的关系

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乌鲁木齐市地处西北干旱区，属于典型的“河谷型城市”，冬季漫长，静风和逆温，出现频率高，大气稳定度类型多为中型和稳定类，气象条件极不利于大气污染物扩散，易形成严重的大气环境污染。2011年世界卫生组织对全球1100个城市的环境质量进行排名，乌鲁木齐市位于1052位。尤其是在冬季，雾霾天气越来越多，犹如一个黑罩子罩在天空。因此，引起了社会各界的高度关注，特别是作为“一路一带”战略中重要的节点城市，环境质量就显得尤为重要，为了能客观的分析整个城市的环境污染问题，并能采取有效的治理措施。本文主要从以下几方面做了研究。
　　第一，为了解乌鲁木齐污染物的时空变化特征，本文利用2014全年乌鲁木齐市主城区22个自动空气质量监测站的PM2.5数据进行研究分析，探讨了PM2.5浓度的时空特征，结果显示：2014年乌鲁木齐年均浓度为92μg/m3，较2011年和2013年有所增高，市主城区 PM2.5季节浓度由高到低依次是冬季(181.16μg/m3)、春季(81.10μg/m3)、秋季(76.10μg/m3)和夏季(47.21μg/m3)。PM2.5月均浓度呈U型分布，1月份平均浓度最高，达到了212.96μg/m3。PM2.5浓度在空间分布上呈现从西南到东北逐步递增的趋势，夏季、秋季和冬季这种变化层次极其明显。
　　第二，探究原因可知，造成乌鲁木齐污染严重主要原因是排放，另外，气象条件对污染的稀释和扩散有重要的影响作用，因此，本文接着选取了乌鲁木齐市PM2.5浓度小时数据以及同期气象站5类气象因子数据进行研究，通过Pearson相关性分析发现：各气象因子与PM2.5浓度之间存在相关性，采暖期风速、相对湿度、温度、水汽压与PM2.5浓度之间的相关性极显著，非采暖期相对湿度与PM2.5浓度相关性显著。采暖期较小的风速抑制了污染物的水平稀释、输送能力，使得污染物堆积，并且随着气温的降低，取暖、供电的耗能量增加，污染物排放量增加，加之逆温增强，抑制了污染物的垂直扩散，较高的相对湿度又促进了大雾天气的形成，最终，导致了采暖期PM2.5浓度超标。
　　第三，降水对污染物具有很好的冲刷、清除效应。本文选取了五类污染物浓度数据SO2、NO2、CO、PM10、PM2.5以及气象站降水资料进行分析。结果表明：乌鲁木齐市降水对污染物的清除作用较强，降雪的清除作用大于降雨；降水时间越长、降水量越大、降水强度越强对污染物的总体清除效果越好；不同等级的降雨对污染物的清除效果表现出中雨＞大雨＞小雨＞微雨的关系，不同等级的降雪表现出中雪＞大雪＞小雪＞微雪的关系；由于受初始浓度、降水量、降水时长和其他气象条件的制约，降水后污染物的恢复与反弹时间存在差异性。
　　最后，本文以时间序列，基于多元线性回归分析分别建立了全年、采暖期和非采暖期PM2.5浓度预测模型，通过验证结果显示：全年预测模型可靠性较好，采暖期最好，非采暖期一般。

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作者
孙蓉花;
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作者单位

新疆师范大学;

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授予单位新疆师范大学;
学科人文地理学
授予学位硕士
导师姓名陈学刚;
年度 2017
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类粒状污染物;
关键词
大气污染物; PM2.5浓度; 气象因子; 时空变化特征;

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