常州市PM2.5与气象因子间相互关系的探讨

徐杰+匡汉祎+王国强

摘 要：通过对常州市2015—2016年PM2.5连续的观测，统计同时期相关天气现象概率情况，基本掌握了常州市PM2.5浓度值与天气现象间的相互关系，并以同时期的气温、相对湿度、降水現象为研究对象，总结出PM2.5与气象因子间的相互关系。

关键词：PM2.5；气象因子；相互关系

中图分类号：X16 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170631060

引言

PM2.5，能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质，且在空气中停留时间长、输送距离远，这就助推了雾霾天气的形成和频率的增加，研究PM2.5与视程天气现象、气象因子间的相互规律，这对视程天气现象的预报有较大意义。

1 资料来源

通过提取常州市国家基本气象观测站2015—2016年持续观测的PM2.5数据资料，利用同时期观测到的气温、相对湿度、风、降水天气、视程障碍天气现象雾、霾、轻雾观测记录，统计其相互关系。并参照GB3095-2012《环境空气质量标准》将PM2.5浓度将空气质量分成5级，分析每级空气质量下视程障碍天气的发生概率。

2 PM2.5与各气象因子关系分析

2.1 PM2.5与气温关系分析

图1是近2a间逐月平均气温值与PM2.5值相对应关系图，从图中可看出，气温与PM2.5值间呈显著反相关，8月是常州市1a中气温最高的月份，而此时PM2.5值却是1a中的最低，8月后气温持续下降，此时PM2.5值也相关的持续上升，到12月时是常州市1a中最寒冷的月份，此时却是1a中PM2.5峰值最高的时间。

2.2 PM2.5与相对湿度关系分析

图2是统计的近2a逐月平均相对湿度值与PM2.5月平均值相对应关系图，从矢量图中可以看出，相对湿度值与PM2.5值之间呈显著反相关，当逐月平均相对湿度属上升趋势时，PM2.5月平均值却属下降趋势，当逐月平均相对湿度属下降趋势时，PM2.5月平均值亦相反上升，夏季是常州市1a中相对湿度最高的季度，相反此时相对应的PM2.5值却是1a中最低的月份，到冬季时是常州市1a中相对湿度最低的季度，相反也是PM2.5值最高的季度。

2.3 PM2.5与风关系分析

就平均量而言，风速的大小与PM2.5浓度呈显著反相关，如图3所示，风速矢量上升的过程是PM2.5浓度下降的过程，在统计的空气质量指数为1级的日期，日平均风速为3.4 m/s，质量指数2级时日平均风速为2.2 m/s，3～5级分别为1.6 m/s、12.0m/s、0.7m/s。这证明风速越大，PM2.5的浓度越低，风速越小，PM2.5浓度越高，这为佐证了城市建设规划中增加通风廊道的必要性。

2.4 PM2.5与天气现象的关系分析

PM2.5浓度与视程障碍天气现象密切相关，如图4，PM2.5浓度与天气现象霾、轻雾、雾的出现频率呈显著正相关，PM2.5浓度的多少直接关系到空气浑浊度，影响到空气的能见度，所以当PM2.5浓度增加时，霾、轻雾、雾出现的概率明显增加，反之则减少。

根据统计，PM2.5浓度的变化对霾天气的影响明显大于对轻雾和雾天气的影响，在统计的与天气现象中，轻雾的发生概率区域变化并不明显，但随着PM2.5浓度的增加，空气质量的恶化，霾天气出现的概率明显增加。

空气质量1～5级的统计中，PM2.5浓度对轻雾、雾、霾天气现象出现概率的影响如图中所示，PM2.5浓度低，空气质量优良时，PM2.5对霾天气的影响不显著如图5a～b，但当PM2.5浓度增加，空气质量达到污染如图5c～e时，轻雾、雾出现的概率明显低于霾。

2.5 PM2.5与降水量关系分析

图6是近2a间逐月降水总量值与PM2.5值相对应关系图，从矢量图中可看出，降水量与PM2.5值间呈显著反相关，如图6中，3月份起，降水逐月增加，PM2.5值却相关逐月呈下降趋势，7月份反相关性不显著，这是样本较少，因6月份降水总量明显偏多，造成矢量图显示连续性较差，但其余月份反相关相对显著，8月起降水总量逐月减少，但PM2.5值却持续上升。降水日数也与PM2.5值呈反相关，3月起降水日数增多时，PM2.5值呈下降趋势，9月后，降水日数逐月减少，而PM2.5值却明显上升。

3 结论

气温、相对湿度、风速、降水量及降水日数与PM2.5浓度均呈显著反相关，当气温、湿度、风速、降水量重升高或增加时，PM2.5的浓度将呈降低趋势，反之则浓度升高。

在对视程障碍天气的影响中，PM2.5对霾的影响比对雾、轻雾的影响更为显著，当PM2.5浓度增加的时候，霾出现的频率将增多。

参考文献

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作者简介：徐杰（1980-），男，工程师，从事气象观测、环境监测和气象服务。