宁德市气候变化对空气污染物的影响分析

赵海峰 陈骥

摘 要：通过对宁德市2014—2016年空气质量指数（AQI）和各监测因子日浓度的变化规律，以及与宁德市气象观测站提供的同期气象资料进行统计分析，初步分析出宁德市空气质量指数的季节变化特点;统计臭氧、PM2.5、PM10作为首要污染物的主要发生时段，以及初步分析空气质量指数与平均气温、月降水量之间的关系。结果表明：宁德市空气质量指数（AQI）的季节分布非常明显。与同期气象资料的分析统计表明：空气质量指数（AQI）与平均气温、月降水量呈现明显的负相关关系，这表明近地面混合层的厚度和降水的冲洗都是影响空气质量指数大小的关键因素。

关键词：宁德 空气污染物 空气质量指数AQI 气候变化 分析

一、引言

宁德市地处福建东南部，属中亚热带海洋性季风气候，冬少严寒，夏少酷暑;气候湿润，雨量充沛;夏季最长，秋季最短;气候资源丰富、气象灾害频繁。由于空气湿度较大，不利于大气污染物的水平迁移扩散;逆温多，不利于大气污染物的垂直分散扩散，因此，加强对宁德市空气质量污染因子的基本特征研究，为更好地开展污染物气象条件预报、重污染气象条件预报预警提供依据。

二、资料与方法

资料为宁德市2014年1月1日—2016年12月31日空气质量日数据（由宁德市环境保护中心提供）：主要包括二氧化硫SO2、二氧化氮NO2、一氧化碳CO、8小时臭氧、可吸入颗粒物PM2.5、PM10以及空气质量指数AQI、首要污染物、污染等级等数据。2014年1月1日至2016年12月31日相关气象资料，由宁德市气象局观测站提供。通过统计分析上述资料，得出污染物的季节特征、年际变化趋势等。

三、宁德市气候变化特征分析

宁德属中亚热带海洋性季风气候，全市年平均气温为17.5℃、生长期327.9天、无霜期270.4天、日照时数1637.7小时、降水量2350毫米。降水集中两个时段，即5—6月的雨季（前汛期）和7—9月的台风季（后汛期）。年平均有3.5个台风影响，暴雨日数年平均5.7天，大暴雨年发生概率全市平均为80.3%，特大暴雨多为台风影响造成，其中柘荣县出现特大暴雨的概率最大。

四、空气质量指数（AQI）与污染因子初步分析

（一）空气质量指数简介及统计分类方法

《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》（HJ 633—2012）将空气质量指数划分为六个档次，指数越大，说明污染越严重。

空气质量指数（AQI）≤100，为非污染日;将AQI>100，为污染日。

（二）污染日数及首要污染物的月分布特征

纵观宁德市2014—2016年的首要污染物情况，主要集中在PM2.5、PM10、臭氧。

全年各月平均总污染日数1月份最多;9月份前后降至最低。2014年1月份污染日数最多，为31日;2016年10月份污染日数最少，为0日。2014—2016年，宁德市年度污染日数有下降趋势，这与近年来宁德市政府积极实施的大气污染防治有一定的关系。

PM2.5呈现明显的季节分布特征，1—7月份，PM2.5呈逐月下降趋势，8—12月，呈逐月上升趋势。1月份PM2.5污染物的日数最多，7月份左右达到最低。

3—5月份首要污染物为PM10的日数较多，其它各月都有发生的可能性，规律性、季节性不是很明显。

宁德市臭氧主要发生在6—8月份，近三年来，臭氧出现日期提前和延后的趋势。最早出现时间为2016年3月28日，比2014年、2015年首次出现日提前2—3个月，2016年臭氧污染日数也明显增加。

总之：2014—2016年，宁德市区污染日数逐年下降。10月至次年3月，PM2.5出现的概率最大;4—5月、9月，PM10出现的概率最大;6—8月，臭氧出现的概率最大。从2016年全年监测情况来看：臭氧出现的日数已超过PM2.5和PM10。PM2.5和PM10作为首要污染物出现几率越高的月份，发生臭氧污染的几率越低，反之亦然。

（三）污染物日浓度数值的月、季、年际变化分析

PM2.5呈现较为显著的季节特点，从冬半年到夏半年，PM2.5日浓度的月均值呈现逐月下降的态势，7月份达到最低，夏半年到冬半年，浓度处于上升态势。从年际变化来看，PM2.5污染呈现逐年下降的情形。

PM10呈现较为显著的季节特点：从冬半年到夏半年，PM10日浓度的月均值呈现逐月下降的态势，7月份达到最低，夏半年到冬半年，浓度处于上升态势。从年际变化来看，PM10污染呈现逐年下降的情形。

综述：PM2.5、PM10等污染因子监测浓度呈现逐年下降的趋势，臭氧监测浓度呈现逐年上升的态势。

五、宁德市空气质量与相关气象要素的初步分析

（一）污染物扩散与气象条件的关系分析

大气污染物的扩散与环境气象条件密切相关。影响空气质量的主要因子取决于污染源的多少、性质与强度、空间分布，还与气象条件有密切的关系。即受太阳辐射强度、地面风速、总云量、低云量等影响。2014—2016年的月日照时数、月平均气温、月平均总云量、月降水量、月平均風速等参数与同期宁德市空气质量指数进行相关性分析。

（二）分析方法及检验

取2014—2016年共计36个月空气质量指数月平均值与月日照时数、月平均气温、月平均总云量、月降水量、月平均风速进行相关统计。发现空气质量指数与月平均气温和月降水量高度负相关，相关系数分别达到：-0.6396、-0.5507，并通过可信度为99.9%的相关显著性检验。而月日照时数、月平均总云量、月平均风速等与空气质量的相关性不明显。

（三）AQI与气温的关系

宁德市空气质量指数与月平均气温呈现显著地负相关性，说明平均气温的高低直接决定着近地混合层的高低，温度越高，近地大气混合层高度相应的越高，在同等污染物排放强度的情况下，大气质量监测浓度值越低，反映到空气质量指数上面就是指数越小，空气等级越好;反之，则是指数越大，空气等级越差。

（四）AQI月均值与月降水量的关系

宁德市空气质量指数与月降水量呈现明显的负相关性，说明降水的多少对空气中污染物有明显的沉降作用。降水次数越多、雨量越大，对空气的冲洗作用就越明显。

总之：宁德市雨热同期，在高温和雨水的双重作用下，温度较高、雨水较多的夏秋两季的空气质量指数明显好于温度较低、雨水较少的冬春两季的空气质量指数。

六、结论

（一）2014—2016年，宁德市区污染日数和年均AQI呈逐年下降。10月至次年3月，PM2.5出现的概率最大;4—5月、9月，PM10出现的概率最大;6—8月，臭氧出现的概率最大。2016年臭氧出现的日数已超过PM2.5和PM10。PM2.5和PM10作为首要污染物出现几率越高的月份，发生臭氧污染的几率越低，反之亦然。

（二）PM2.5、PM10等污染因子监测浓度呈现逐年下降的趋势，臭氧监测浓度呈现逐年上升的态势。

（三）PM2.5、PM10呈现浓度数值从冬半年到夏半年逐月降低，从夏半年到冬半年逐月升高的态势，1月份最高，7月份最低。浓度月均值呈现下降或升高，考虑与混合层高度变化有密切关系。从冬季到夏季，气温升高、近地混合层高度逐月升高，在排放源排放污染物变化不大时，有利于污染物的稀释，浓度降低;从夏季到冬季，气温下降、近地混合层高度逐月下降，有利于污染物集中分布，濃度升高。这也正是冬季的污染日数多、污染物浓度高、污染等级高、空气质量差的原因。

（四）臭氧污染浓度监测值与PM2.5、PM10呈反相关，1月份最低，逐月升高，6—8月维持在最高水平，然后逐月下降。臭氧非直接排放污染物，近地面臭氧浓度达到最高，说明导致臭氧浓度的关键因子与紫外线照射的强弱有关。

（五）宁德市空气质量指数与月平均气温呈现显著地负相关性，说明平均气温的高低直接决定着近地混合层的高低，温度越高，近地大气混合层高度相应的越高，在同等污染物排放强度的情况下，大气质量监测浓度值越低，反映到空气质量指数上面就是指数越小，空气等级越好;反之，则是指数越大，空气等级越差。

（六）宁德市空气质量指数与月降水量呈现明显的负相关性，说明降水的多少对空气中污染物有明显的沉降作用。降水次数越多、雨量越大，对空气的冲洗作用就越明显。

参考文献

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