中国东部主要城市PM10与相关气象要素周变化研究

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一周7天是一个特殊的人类活动周期,多种人类活动排放的污染物的浓度都存在着7天的周期变化。但截止目前,对于气溶胶浓度的周变化规律却没有统一的结论。本研究通过对中国东部地区主要城市平稳天气条件下的地面PM10(空气动力学当量直径在10微米以下的颗粒物)浓度及相关气象因子周变化的研究,分析了气溶胶周循环信号的稳定性以及其在周时间尺度上的气候效应。结果表明,地面PM10浓度存在明显的周循环:周内变化的最高值出现在周四而最低值出现在周六和周日。这一变化的极差达到2μg/m3,超过长时间段平均值的2%。长短时间段结果的一致,与水平能见度周循环的对应一致以及蒙特卡洛方法的结果都表明PM10浓度的7天循环是稳定存在的。以周末指数(周六、日、一的平均值减去周三、四、五的平均值)来考察周变化强度,发现中国东部大部分地区为负的周末指数(周末气溶胶浓度较低),负周变化最强的区域主要集中在东部沿海地区;而正的周变化则主要出现在少数几个南部沿海地区的城市中。通过对SO2和NO2周变化的分析,推测出PM10的周循环可能主要由通勤产生的机动车尾气导致;而通过不同降水和风速条件下的PM10周变化规律比较,发现降水的存在和风速的增大可以通过清除作用减小PM10的周循环幅度,无降水和风速较低条件下的PM10周循环幅度可分别达到有降水和风速较大条件下的6倍和4.5倍。对地表总辐射量和总云量及相关的日最高气温、相对湿度以及高湿度事件频次的分析表明,这些气象因子也都存在稳定的周循环。工作日时,总云量、相对湿度以及高湿度事件频次相对较低,从而地表总辐射量及日最高气温相对较高;周末时情况则相反。通过与PM10周循环的比较,认为气象因素这样的周变化规律可能是由PM10中吸收型气溶胶通过半直接效应导致的。然而,受到较多因素影响的总降水频次的周变化规律并不明显。
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