采暖期与非采暖期大气的首要污染物浓度的区域分布特征
20世纪中叶以来，大气组分的变化成为全球变化研究的热点问题，尤其是所引发的大气污染问题越来越受到关注。在我国，近年来随着工业结构的改变升级、能源消耗方式的转变，工业活动、交通运输和冬季采暖成为产生空气污染的主要原因，同时导致不同大气污染物的浓度每年都有所变化，所占比重也不相同，人们在越来越重视所居住的城市环境质量之余，也逐渐开始关注这种变化对气候与环境的影响。本文希望通过对不同地区城市大气污染物浓度分布特征的研究，探讨其对气候变化的影响，并为有关部门制定相关政策，改善空气环境质量提供一定科学依据。
本文利用我国71个城市2004年6月5日～2010年6月4日的空气污染指数和SCIAMACHY关于SO2和NO2的卫星数据，重点对城市的主要污染物-PM10、SO2和NO2的情况加以讨论，其中对71个城市的首要污染物频率和浓度在采暖期和非采暖期的变化及我国三个大城市北京、上海、广州次要污染物的变化特征分别进行了讨论，另外还利用经验正交分解(EOF)结合部分城市的气象因子数据分析大气散能力对污染物的影响。所得到的主要结论有：
1.利用聚类分区将我国71个城市分为7个区，以秦岭--淮河一线为界，分为南北两个大区，其中北方有三个区：东北地区、华北陕西河南地区、山东半岛地区；南方有四个区：长三角湖北湖南地区、川黔地区、南部沿海和华南地区。
2.大部分城市的首要污染物为PM10的天数占了大多数，且北方各区的PM10为首要污染物出现的平均频率大于南方各区，且该频率呈现波动中逐年下降的趋势；对于SO2，在华北陕西河南地区和川黔地区，其为首要污染物出现的频率较高，而在南部沿海地区出现的频率较低。南方部分城市以NO2为首要污染物的频率相对其他地区高一些。另外，三种污染物的频率也有明显的季节性变化，而且卫星数据也有同样的结果。北方三个区，PM10为首要污染物出现的次数在冬季出现低值，春季出现高值，由于冬季采暖使得SO2成为首要污染物的次数增加。
3.东北地区、山东半岛和南部沿海地区的首要污染物污染的空间尺度大约为500km；华北陕西河南地区的首要污染物污染的空间尺度大约为1200km，长三角地区的约为1000km。各区代表城市之间首要污染物污染不均匀。
4.北方三个区的采暖期以PM10为首要污染物的平均频率与非采暖期相比，相差不大；南方城市在11月15日～次年3月15日期间以PM10为首要污染物出现的平均频率基本上都大于剩余时间。北方三个区在采暖期以SO2为首要污染物的频率和浓度远远大于非采暖期。沙尘天气对PM10的影响很大，会加重其污染。
5.七个区的API与风速之间的相关性基本都呈现负相关，说明虽然采暖期排放源增加，但大气的扩散能力仍是影响SO2浓度的主要因素之一。EOF分解结果显示，北方地区采暖期的低风速可能是污染物浓度增大的主要原因之一；南方地区，在冬季大气扩散能力是影响API的重要因素，较北方地区影响更大。
6.对于上海和北京，主要污染物的高浓度常发生在春冬季，所在区域内其他城市对其影响很大。通过分析发现，近年来，虽然经济增长快，但是上海和北京的空气质量有转好的趋势，出现了经济发展与大气污染物浓度下降并存的局面，说明相关部门采取的一系列措施是积极有效的。对于次要污染物的变化情况，在上海和广州两个城市，NO2为次要污染物的次数呈上升趋势，SO2则呈下降的趋势；北京市在过去几年，NO2的污染已经较为严重，成为城市的第二污染严重的污染物。
空气污染指数;卫星数据;首要污染物;经验正交分解;区域分布特征
中国海洋大学
硕士
环境科学
高会旺
2012
中文
X831
115
2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）