天津夏季O3和NO2浓度垂直分布与气象条件的关系分析

杨昱++高军

摘 要 本文研究利用天津气象塔2007年8月11─24日连续观测的φ（O3）和φ（NO2）（体积浓度）梯度资料和每层同步观测的气象资料，对比分析不同高度各污染物浓度日变化特征及其和气象条件的关系。结果表明：近地层日变化明显，昼夜差异较显著；φ（NO2）日变化多为双峰型；φ（O3）与温度之间存在明显的正相关关系；φ（O3）与RH呈明显的负相关关系；风速和φ（O3）几乎在同一时段出现峰值，而φ（NO2）和风速呈负相关。

关键词 气象铁塔；垂直；污染物浓度；气象条件

中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）19-0131-02

臭氧是城市光化学烟雾的主要成分之一，其中光化学产物占85%之多，它的组成和变化是环境特别是大气环境的研究的课题。研究表明，汽车尾气和汽油挥发物中所含的氮氧化物（NO2）是影响大气环境质量的重要原因，如果O3浓度增高，就会造成一系列不利于人体健康的影响，导致肺功能减弱和组织损伤等，特别是在合适的气象条件下，2.3.3 风向风速

风向风速反映了空气对流输送作用的方向和强弱。对近地面臭氧而言，对流输送改变臭氧的空间分布，使观测点反映出外源臭氧浓度的特点，一般在中午或午后达到最大。从表2中得知，若观测点位于洁净地区，上风方向有污染源，那么当有大风时会把高浓度的臭氧输送到洁净地区，这进一步说明了风速对污染物的消除起到至关重要的作用。

3 结论

臭氧是一种强化剂，在近地面是一种对生物和生存环境有害的污染物质。臭氧浓度受其形成与转化的化学反应所控制，因此近地面的臭氧浓度还要受到近地大气过程和下垫面性质的强烈影响。

1）总结了近地面臭氧浓度的呈现日周期变化规律，臭氧昼夜差异较显著，白天值明显高于夜间。一般情况下，臭氧在午后13点至15点前后达到最大。垂直方向上，臭氧平均值在220 m高度处最大，120 m高度处次之，40 m高度处最小。

2）在垂直方向上，不同高度上臭氧的分布也是不均匀的，每层φ（NO2）多为双峰型，其中，主峰值出现在日出前后，而次峰值则出现在傍晚时间段。

3）近地面温度和高臭氧浓度的日变化曲线十分相似，温度一般在14至15点达到最大值，比高臭氧浓度出现峰值的时间滞后1到3小时。这表明高臭氧浓度与温度存在明显的正相关，所以温度是影响边界层低层高臭氧浓度的一个重要因素。

4）降水条件直接导致了臭氧浓度的降低，但降幅与降水量的大小相关不是很明显；相对湿度和蒸发对臭氧浓度的影响相反，前者有利于臭氧的减少，后者则有利于臭氧浓度的提高。二者呈现显著地负相关关系。

5）风向和风速主要影响大气臭氧移动的方向和速度，秋季的北风较大直接导致了臭氧浓度的降低，随着云量的增加直接导致了臭氧浓度的降低，强对流天气过程是多种气象因子对臭氧浓度的复合影响，从而说明了臭氧浓度随着天气过程发展而降低而后上升的过程特点。

参考文献

[1]刘小红，洪钟祥，李家伦，等.北京气象塔秋季大气O3，NOx及CO浓度变化的观测实验[J].自然科学进展，2000，10（4）：338-342.

[2]Affre C， Carrara A， Lefebre F， et al. Aircraft measurement of ozone turbulent flux in the atmospheric boundary layer[J]. Atmospheric Environment. 1999， 33：1561-1574.

[3]唐孝炎，田炳申，陈长，等.兰州西固地区地区大气光化学污染规律和防治对策的研究[J].中国环境科学，1985，5（2）：1-11.

[4]刘小红，洪钟祥，李家伦，等.北京气象塔秋季大气O3，NOx及CO浓度变化的观测实验[J].自然科学进展，2000，10（4）：338-341.

[5]刘烽，陈辉，Liu Yangang.北京市夏季低层大气NOx，O3垂直分布观测研究[J].青岛海洋大学学报，2002，32（2）：

179-185.

[6]朱毓秀，徐家骝.上海市臭氧浓度某些特征及其和气象参数关系的分析[J].中国环境科学，1993（13）：269-273.endprint

摘 要 本文研究利用天津气象塔2007年8月11─24日连续观测的φ（O3）和φ（NO2）（体积浓度）梯度资料和每层同步观测的气象资料，对比分析不同高度各污染物浓度日变化特征及其和气象条件的关系。结果表明：近地层日变化明显，昼夜差异较显著；φ（NO2）日变化多为双峰型；φ（O3）与温度之间存在明显的正相关关系；φ（O3）与RH呈明显的负相关关系；风速和φ（O3）几乎在同一时段出现峰值，而φ（NO2）和风速呈负相关。

关键词 气象铁塔；垂直；污染物浓度；气象条件

中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）19-0131-02

臭氧是城市光化学烟雾的主要成分之一，其中光化学产物占85%之多，它的组成和变化是环境特别是大气环境的研究的课题。研究表明，汽车尾气和汽油挥发物中所含的氮氧化物（NO2）是影响大气环境质量的重要原因，如果O3浓度增高，就会造成一系列不利于人体健康的影响，导致肺功能减弱和组织损伤等，特别是在合适的气象条件下，2.3.3 风向风速

风向风速反映了空气对流输送作用的方向和强弱。对近地面臭氧而言，对流输送改变臭氧的空间分布，使观测点反映出外源臭氧浓度的特点，一般在中午或午后达到最大。从表2中得知，若观测点位于洁净地区，上风方向有污染源，那么当有大风时会把高浓度的臭氧输送到洁净地区，这进一步说明了风速对污染物的消除起到至关重要的作用。

3 结论

臭氧是一种强化剂，在近地面是一种对生物和生存环境有害的污染物质。臭氧浓度受其形成与转化的化学反应所控制，因此近地面的臭氧浓度还要受到近地大气过程和下垫面性质的强烈影响。

1）总结了近地面臭氧浓度的呈现日周期变化规律，臭氧昼夜差异较显著，白天值明显高于夜间。一般情况下，臭氧在午后13点至15点前后达到最大。垂直方向上，臭氧平均值在220 m高度处最大，120 m高度处次之，40 m高度处最小。

2）在垂直方向上，不同高度上臭氧的分布也是不均匀的，每层φ（NO2）多为双峰型，其中，主峰值出现在日出前后，而次峰值则出现在傍晚时间段。

3）近地面温度和高臭氧浓度的日变化曲线十分相似，温度一般在14至15点达到最大值，比高臭氧浓度出现峰值的时间滞后1到3小时。这表明高臭氧浓度与温度存在明显的正相关，所以温度是影响边界层低层高臭氧浓度的一个重要因素。

4）降水条件直接导致了臭氧浓度的降低，但降幅与降水量的大小相关不是很明显；相对湿度和蒸发对臭氧浓度的影响相反，前者有利于臭氧的减少，后者则有利于臭氧浓度的提高。二者呈现显著地负相关关系。

5）风向和风速主要影响大气臭氧移动的方向和速度，秋季的北风较大直接导致了臭氧浓度的降低，随着云量的增加直接导致了臭氧浓度的降低，强对流天气过程是多种气象因子对臭氧浓度的复合影响，从而说明了臭氧浓度随着天气过程发展而降低而后上升的过程特点。

参考文献

[1]刘小红，洪钟祥，李家伦，等.北京气象塔秋季大气O3，NOx及CO浓度变化的观测实验[J].自然科学进展，2000，10（4）：338-342.

[2]Affre C， Carrara A， Lefebre F， et al. Aircraft measurement of ozone turbulent flux in the atmospheric boundary layer[J]. Atmospheric Environment. 1999， 33：1561-1574.

[3]唐孝炎，田炳申，陈长，等.兰州西固地区地区大气光化学污染规律和防治对策的研究[J].中国环境科学，1985，5（2）：1-11.

[4]刘小红，洪钟祥，李家伦，等.北京气象塔秋季大气O3，NOx及CO浓度变化的观测实验[J].自然科学进展，2000，10（4）：338-341.

[5]刘烽，陈辉，Liu Yangang.北京市夏季低层大气NOx，O3垂直分布观测研究[J].青岛海洋大学学报，2002，32（2）：

179-185.

[6]朱毓秀，徐家骝.上海市臭氧浓度某些特征及其和气象参数关系的分析[J].中国环境科学，1993（13）：269-273.endprint

摘 要 本文研究利用天津气象塔2007年8月11─24日连续观测的φ（O3）和φ（NO2）（体积浓度）梯度资料和每层同步观测的气象资料，对比分析不同高度各污染物浓度日变化特征及其和气象条件的关系。结果表明：近地层日变化明显，昼夜差异较显著；φ（NO2）日变化多为双峰型；φ（O3）与温度之间存在明显的正相关关系；φ（O3）与RH呈明显的负相关关系；风速和φ（O3）几乎在同一时段出现峰值，而φ（NO2）和风速呈负相关。

关键词 气象铁塔；垂直；污染物浓度；气象条件

中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）19-0131-02

臭氧是城市光化学烟雾的主要成分之一，其中光化学产物占85%之多，它的组成和变化是环境特别是大气环境的研究的课题。研究表明，汽车尾气和汽油挥发物中所含的氮氧化物（NO2）是影响大气环境质量的重要原因，如果O3浓度增高，就会造成一系列不利于人体健康的影响，导致肺功能减弱和组织损伤等，特别是在合适的气象条件下，2.3.3 风向风速

风向风速反映了空气对流输送作用的方向和强弱。对近地面臭氧而言，对流输送改变臭氧的空间分布，使观测点反映出外源臭氧浓度的特点，一般在中午或午后达到最大。从表2中得知，若观测点位于洁净地区，上风方向有污染源，那么当有大风时会把高浓度的臭氧输送到洁净地区，这进一步说明了风速对污染物的消除起到至关重要的作用。

3 结论

臭氧是一种强化剂，在近地面是一种对生物和生存环境有害的污染物质。臭氧浓度受其形成与转化的化学反应所控制，因此近地面的臭氧浓度还要受到近地大气过程和下垫面性质的强烈影响。

1）总结了近地面臭氧浓度的呈现日周期变化规律，臭氧昼夜差异较显著，白天值明显高于夜间。一般情况下，臭氧在午后13点至15点前后达到最大。垂直方向上，臭氧平均值在220 m高度处最大，120 m高度处次之，40 m高度处最小。

2）在垂直方向上，不同高度上臭氧的分布也是不均匀的，每层φ（NO2）多为双峰型，其中，主峰值出现在日出前后，而次峰值则出现在傍晚时间段。

3）近地面温度和高臭氧浓度的日变化曲线十分相似，温度一般在14至15点达到最大值，比高臭氧浓度出现峰值的时间滞后1到3小时。这表明高臭氧浓度与温度存在明显的正相关，所以温度是影响边界层低层高臭氧浓度的一个重要因素。

4）降水条件直接导致了臭氧浓度的降低，但降幅与降水量的大小相关不是很明显；相对湿度和蒸发对臭氧浓度的影响相反，前者有利于臭氧的减少，后者则有利于臭氧浓度的提高。二者呈现显著地负相关关系。

5）风向和风速主要影响大气臭氧移动的方向和速度，秋季的北风较大直接导致了臭氧浓度的降低，随着云量的增加直接导致了臭氧浓度的降低，强对流天气过程是多种气象因子对臭氧浓度的复合影响，从而说明了臭氧浓度随着天气过程发展而降低而后上升的过程特点。

参考文献

[1]刘小红，洪钟祥，李家伦，等.北京气象塔秋季大气O3，NOx及CO浓度变化的观测实验[J].自然科学进展，2000，10（4）：338-342.

[2]Affre C， Carrara A， Lefebre F， et al. Aircraft measurement of ozone turbulent flux in the atmospheric boundary layer[J]. Atmospheric Environment. 1999， 33：1561-1574.

[3]唐孝炎，田炳申，陈长，等.兰州西固地区地区大气光化学污染规律和防治对策的研究[J].中国环境科学，1985，5（2）：1-11.

[4]刘小红，洪钟祥，李家伦，等.北京气象塔秋季大气O3，NOx及CO浓度变化的观测实验[J].自然科学进展，2000，10（4）：338-341.

[5]刘烽，陈辉，Liu Yangang.北京市夏季低层大气NOx，O3垂直分布观测研究[J].青岛海洋大学学报，2002，32（2）：

179-185.

[6]朱毓秀，徐家骝.上海市臭氧浓度某些特征及其和气象参数关系的分析[J].中国环境科学，1993（13）：269-273.endprint