我國31個省會城市空氣質(zhì)量指數(shù)的分布特征及其與氣象因素的關(guān)系.pdf

1、目的：
　　隨著我國城市經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速增長，各城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市霧霾天氣也隨之大范圍頻繁的出現(xiàn)，城市的空氣污染問題已成為我國當(dāng)前最受關(guān)注的環(huán)境問題。日趨嚴(yán)重的空氣污染問題對資源、環(huán)境、居民健康都產(chǎn)生了日益巨大的威脅。在我國，空氣污染并不是某一個城市的問題，而是全國性大范圍地區(qū)的問題。加之，在中國空氣污染轉(zhuǎn)型的背景下，以PM10、SO2、NO2為必測參數(shù)計算得到的空氣污染指數(shù)（API）將無法準(zhǔn)確表征我國現(xiàn)今空氣污染的實際情況。

2、因此，國家環(huán)境保護(hù)部已于2013年發(fā)布了新的指數(shù)—空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）用來表示空氣質(zhì)量情況，且將對大氣能見度和人體健康有顯著影響的細(xì)顆粒物PM2.5納入常規(guī)污染物監(jiān)測中。本文旨在利用新頒布的定量描述空氣質(zhì)量狀況的無量綱指數(shù)—空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI），來研究空氣污染在各省會城市的分布特征和變化趨勢，利用相關(guān)性分析研究AQI與氣象因素關(guān)系。最后，通過研究結(jié)果客觀反映我國環(huán)境空氣質(zhì)量現(xiàn)狀，同時也為制定相應(yīng)防治空氣污染的政策、法律法規(guī)提供合理的

3、科學(xué)依據(jù)。
　　方法：
　　空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）數(shù)據(jù)來源于中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部數(shù)據(jù)中心（http://datacenter.mep.gov.cn/index）公布的每日空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）、首要污染物和空氣質(zhì)量級別。氣象數(shù)據(jù)來源于web站點“Reliable Prognosis”（https://rp5.ru/中國天氣_）公開發(fā)布的每日氣象數(shù)據(jù)集，該網(wǎng)站的天氣數(shù)據(jù)由地面氣象站通過氣象數(shù)據(jù)國際自由交換系統(tǒng)提供。時段是2

4、014年1月1日至2016年12月31日，選取了我國除了香港，澳門，臺灣之外的所有省會城市，共31個。利用Excel整理所收集的AQI和氣象數(shù)據(jù)；運用專業(yè)軟件ArcGIS繪制統(tǒng)計地圖；采用SPSS的兩變量關(guān)聯(lián)性分析探究AQI與各氣象因素的相關(guān)性，P＜0.05為相關(guān)性顯著，相關(guān)系數(shù)大于零為正相關(guān)，小于零為負(fù)相關(guān)。最后，根據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果繪制圖表描述我國31個省會城市AQI的時空分布特征及其與氣象因素的相關(guān)性。
　　結(jié)果：
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5、我國北方城市AQI值高于南方城市，AQI值由北向南降低趨勢比較明顯，直至?？冢珹QI取得最低值；AQI高值區(qū)主要分布在華北平原地區(qū)；2014年至2016年的年均AQI值及標(biāo)準(zhǔn)差分別98±25、91±22、88±22，直觀呈現(xiàn)出明顯下降趨勢；我國省會城市空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）以夏季作為轉(zhuǎn)折點，冬季到夏季 AQI值大幅度降低，夏季之后AQI值逐漸升高，直至冬季升到最高，AQI值冬高夏低；但拉薩除外，拉薩的AQI值春季最高，另外三季AQI值變

6、化不明顯；同時發(fā)現(xiàn)廣州的AQI值季節(jié)差異不明顯，北京AQI值冬季最高，春夏秋無明顯差異。
　?、?1個省會城市空氣質(zhì)量污染天數(shù)比例排名前五位的城市是濟(jì)南（65%）、鄭州（59%）、武漢（53%）、北京（50%）、石家莊（49%）；空氣質(zhì)量污染天數(shù)比例排名較低的五位城市是?？冢?%）、昆明（2%）、福州（4%）、拉薩（7%）、貴陽（8%）；2014年至2016年的污染天數(shù)比例分別為35%、29%、28%，年均污染天數(shù)逐年減少，空氣質(zhì)

7、量有所改善；總體上看，北方城市污染天數(shù)（19%）比例大于南方城市（11%），北方城市一年空氣質(zhì)量較南方低。
　?、墼谖廴咎鞌?shù)中，PM2.5是我國大部分省會城市的首要污染物，第二污染物為PM10、臭氧（8hO3）；其中蘭州、呼和浩特、拉薩的首要污染物是PM10，第二污染物分別是PM2.5，PM2.5，臭氧（8hO3）；PM2.5是我國七個地區(qū)全年和秋冬季的首要污染物；在春季，PM10是西北地區(qū)的首要污染物；在夏季，臭氧（8hO3）是

8、我國七個地區(qū)的首要污染物。
　?、芷邆€地區(qū)（東北、西北、華北、華中、華東、西南、華南）的月均溫度與月均AQI呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為－0.740、－0.853、－0.684、－0.752、－0.653、－0.701、－0.599；四個地區(qū)（華中、西南、華南、華東）的月均濕度與月均AQI呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為－0.526、－0.519、－0.559、－0.553；兩個地區(qū)（華北、華東）的月均風(fēng)速與月均AQI呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為

9、－0.384、－0.451。
　　結(jié)論：
　　我國空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）整體表現(xiàn)出明顯的北高南低的空間特征和冬高夏低的季節(jié)特征；31個省會城市污染天數(shù)比例排名前五位的城市分別是濟(jì)南（65%）、鄭州（59%）、武漢（53%）、北京（50%）、石家莊（49%）；污染天數(shù)比例排名后五位的城市分別是?？冢?%）、昆明（2%）、福州（4%）、拉薩（7%）、貴陽（8%）；2014年至2016年的污染天數(shù)比例分別為35%、29%、28%，

10、年均污染天數(shù)逐年減少，空氣質(zhì)量有所改善；北方城市污染天數(shù)（19%）比例大于南方城市（11%），北方城市一年空氣質(zhì)量較南方低；PM2.5是我國主要空氣污染物，其次是PM10、臭氧（8hO3）；臭氧（8hO3）是我國在夏季的首要空氣污染物；PM10是我國西北地區(qū)在春季的首要空氣污染物；空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）與地區(qū)氣象因素（溫度、濕度、風(fēng)速）存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，溫度較高的夏季，AQI值反而較低，溫度較低的冬季，AQI值反而較高；濕度對區(qū)域A