呼和浩特市大气污染物变化特征及空气质量预报方法研究

【摘要】： 本文利用(1995-2002年)呼和浩特市区空气污染物PM_(10)、TSP、NO_X、NO_2、SO_2浓 度的实际监测数据，分析了呼市地区空气污染物的时空分布特征：并利用同期的地面要素 场资料、大气边界层气象参数和天气图资料进行统计分析污染物浓度与气象条件的关系及 天气形式场对呼市地区污染物浓度变化的影响，讨论了污染物浓度变化规律的成因，在此 基础上用逐步回归方法建立了不同季节呼市地区空气污染浓度统计预报模型，并以MM5中 尺度数值预报模式为依托建立了数值预报模式。比较研究了空气质量统计预报模型和数值 预报模式的优缺点。 分析结果表明：呼市市区主要以煤烟型污染为主，冬、春季比夏、秋季污染严重，采 暖期比非采暖期污染严重。PM_(10)、NO_2、SO_2都有明显的年变化，SO_2的浓度值呈逐年减小 趋势，PM_(10)、NO_2的浓度值在近几年是增加的。月变化呈单峰型(1和12月达最高值，7 和8月达最低值)。日变化冬、夏季为双峰型，(8:00-10:00)出现主峰值，(20:00- 24:00)出现次峰值，春季PM_(10)为三峰型，(17:00-18:00)为主峰型，(1:00-3:00 和8:00-11:00)为两个次峰型。大气颗粒物是呼市首要的污染物，居民区污染最为严重。 冬季、夏季和秋季呼市污染物浓度与风速呈负相关，但春季当风速大于2m／s时，污染物TSP 的浓度值与风速呈正相关。当降水大于1毫米小于30毫米时，污染物浓度值与降水呈明显 的负相关。总云量和相对湿度与污染物浓度呈正相关。逆温层的厚度越厚，强度越强污染 物浓度越大，冬季07时逆温最高。混合层厚度越低污染物浓度越大，一年中呼市地区冬季 混合层厚度最低。当呼市地区持续受地面高压控制时，形成严重污染；有冷空气入侵且呼 市位于冷高压前部和冷锋后部时，污染物浓度值明显减小，空气质量良好。 空气质量统计预报具有多因子综合影响的天气意义以及预报定量化的优点，但缺乏对 物质变化物理机制的考虑，当在天气变化不大，天气状况比较平稳时预报准确率较高。数 值预报方法是与大气物理、边界层大气动力学和大气化学为理论基础建立的，但对污染物 源强的资料和气象场预报的要求较高，并且计算量大。虽然在天气变化较大时对污染物浓 度的预测比较准确，但当缺少计算资料时便无法进行稳定的计算。因而需要以统计预报方 法和数值预报方法结合进行空气污染浓度的预报。