本溪市空气质量指数与地面气象要素的关系分析

王莹

摘要 根据2016年本溪市空气质量指数（AQI）与地面气象要素的变化趋势，分析判断AQI指数与地面气象要素的关系。分析得出，本溪市AQI指数与风速、气温、地面气压呈负相关，与相对湿度呈正相关。

关键词 本溪市；AQI指数；地面气象要素

中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2018）05-034-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.05.012

本溪是我国著名的工业城市，是重要钢铁生产基地和原材料工业基地之一，能源消耗主要以燃煤为主，以本溪钢铁集团为龙头的钢铁行业是本溪的支柱产业。受其山区特殊地形条件和工业布局等因素影响，本溪市的空气污染问题较为突出，不仅影响了广大市民的身体健康，还对当地的经济建设造成了严重影响，制约当地经济发展。笔者旨在分析本溪市空气质量指数（AQI）与地面气象要素的关系，为本溪市空气污染防治提供科学依据。

1 本溪市气候特征

本溪市位于辽宁省东南部，地处辽宁省东部山区，平均海拔350 m。地势特点是东部、中部较高，西部、南部较低，地形特点是“八山一水半分田”，其中心城区坐落在山谷盆地中。受温带大陆季风气候影响，本溪市具有四季分明、雨量充沛、日照充足、温度适中、雨热同期的气候特点。

2016年本溪市总的气候特征[1]是：气温正常，降水、光照偏多。年平均气温7.7℃，其中1月份平均气温最低（-13.4℃），7月份平均气温最高（23.7℃），全年最高气温34.0℃，最低气温-26.0℃；年平均相对湿度70%；年降水量869.9 mm，其中夏季降水量最大（472.1 mm），冬季降水量最少（46.2 mm）；年平均风速4.9 m/s；全年主导风向为偏西北风，次导风向为偏东风，本溪市2016年全年风玫瑰图如图1所示。

2 本溪市空气质量特征

根据《环境空气质量标准》（GB3095-2012）[2]评价，2016年本溪市城区环境空气质量指数0～100（优、良）的天数为312 d，达标率为85.2%，与2015年（75.1%）相比，提升了10.1%，優级天数多了38 d。虽然近年来本溪市大气污染得到一定程度的治理，环境空气质量有所提高，但大气污染防治依然任重道远。

3 本溪市空气质量指数（AQI）与地面气象要素的关系

3.1 风向

风对大气污染物的稀释扩散和三维输送有着重要作用，是与空气污染密切相关的气象参数，风向决定着大气中污染物的输送方向。2016年，本溪市全年主导风向为偏西北风，次导风向为偏东风；分别选取1、4、7和10月作为冬、春、夏、秋季的代表月份分析风向，可知冬季主导风向为NW？鄄NNW？鄄N，春季主导风向为S？鄄SSE？鄄SE，夏季主导风向为SSE？鄄SE？鄄ESE，秋季主导风向为NW？鄄NNW？鄄N。

3.2 风速

风速决定着大气中污染物的扩散稀释速度，2016年本溪市年平均风速4.9 m/s。由图3可以看出，本溪市AQI指数日波动与风速日变化有显著的负相关，说明风速对空气质量有显著的正效应作用。风速越大，大气扩散条件越好，污染物扩散稀释能力越强，AQI指数越低，空气质量就相对较好；反之，风速越小，大气水平输送能力越差，扩散能力也较弱，容易造成污染物的堆积，AQI指数就相对较高，空气质量就较差。

3.3 气温

气温本身对污染物的浓度没有太大的影响，气温的高低更多地代表采暖需求，尤其用来区分采暖期与非采暖期。气温相对较低的11月初至次年3月末为本溪市采暖期，大量供暖燃料的使用，导致污染物的排放量相应增多，对本溪市大气环境容量也有较大影响。通过分析本溪市2016年AQI指数和气温的日变化趋势可知，本溪市AQI指数与地面气温的日变化呈显著的负相关，说明气温的升高对空气质量的好转有显著正效应作用，即气温越高，空气质量就越好，这是由于近地面气温较高时，大气的垂直对流作用有所加强，有利于污染物的向上输送，AQI指数就较低；而气温低时则效果相反。由图4可见，本溪市气温三要素变化趋势与AQI指数呈负相关，即AQI指数随着气温的升高而下降。

3.4 地面气压

分析本溪市2016年地面气压与AQI指数的日变化趋势可知，地面气压与AQI指数日变化趋势整体上表现出负相关关系，说明地面气压对空气质量有显著的正效应作用，即地面气压越高越有利于空气质量的提高；反之，地面气压越低越不利于空气质量的提高。这是由于地面受高压控制时，低层空气辐合上升，近地面的污染物随空气上升到高空，有利于近地面污染物的稀释和扩散；而地面受低压系统控制时，地面气压场偏弱，气压梯度力小，大气层结较稳定，不利于污染物向高空扩散，滞留在近地面层。2016年1、4、7、10月本溪市AQI指数与气压的变化趋势见图5。

3.5 相对湿度

相对湿度是表示空气湿度的物理量，从本溪市AQI指数与相对湿度的变化趋势图可以看出，在污染天发生时，相对湿度与AQI指数呈显著的正相关，说明污染发生时，相对湿度越大，AQI指数越大，空气质量越差，尤其在秋冬季变化趋势较为明显。2016年1、4、7、10月本溪市AQI指数与相对湿度的变化趋势见图6。

4 结论

一般情况下，本溪市AQI指数与风速、气温、地面气压呈负相关，与相对湿度呈正相关，即风速越大、气温越高、地面气压越高、相对湿度越低，AQI指数越低，空气质量越好。

参考文献

[1] 本溪市气象局.本溪市气候公报（2016年度）[R].2017

[2] 环境保护部.GB3095-2012，环境空气质量标准[S].北京：中国环境科学出版社，2012.

责任编辑：郑丹丹