青岛市区污染气体浓度变化及其与天气系统的关系
随着工业和社会的发展，大气环境问题越来越受到世界各国的关注。研究分析表明，青岛市的大气污染的排放总量在一定时期内变化不大，然而污染气体的浓度却有明显的变化特征，究其原因主要是由于不同天气系统相互更替、过境造成大气边界层气象条件改变，使得近地面层大气扩散条件变化而引起的污染气体具有浓度的变化。
本文利用2003年12月至2006年03月逐日污染气体(CO、NOx、03、SO<,2>)浓度资料，分析了CO、NOx、O<,3>和SO<,2>的浓度变化特征，初步掌握青岛市滨海商业住宅区污染气体浓度变化的基本规律。通过分析不同季节污染气体浓度与同期的气象因子的关系，初步得到与污染气体浓度变化相关程度较高的气象因子，为日后污染气体浓度预报模式研究提供参考。通过分析2003年12月至2006月3月的MICAPS(气象信息综合分析处理系统)资料，利用MICAPS系统分析近年青岛市过境天气过程(地面形势场、高空500hPa形势场资料，以及地面风、温、压、湿等气象资料)及不同天气过程过境时地面天气形势发生的频率，选择具有代表意义的天气系统(冷锋、沙尘天气、雾、强降水、高温高湿过程等)来进行污染气体浓度变化的研究。针对各典型天气系统，选出具有代表性的天气过程个例，详细分析天气过程中气象因子与污染气体的变化，初步掌握典型天气系统对污染气体的影响作用。
本文主要结论如下：
1、通过污染气体浓度的分析发现，青岛市市区SO<,2>浓度污染比较严重，观测期间有近三成时间日均浓度值超出国家空气质量标准二级标准(O.15mg/m<'3>)：其次是NO<,x>气体，CO与O<,3>的污染较轻。污染气体浓度的变化具有显著的季节变化和日变化特征。
2、通过相关分析发现温度、气压与污染气体浓度的相关程度较高。O<,3>与气象因子的相关与其它三种污染物的相关位相相反。同期相关还表现出明显的季节特征。夏季与污染物浓度相关最明显的是温度露点差，总云量，风速等，冬季相关最明显的是能见度、风速、温度等。通过SO<,2>浓度与四种主要气象因子的相关关系的特性分析发现，污染物浓度与气象因子的相关关系呈明显的非线性特征。
3、利用MICAPS资料统计分析，初步掌握青岛的典型天气过程与天气形势的关系。冷锋尤其是强冷锋过境时的500hPa高空形势主要为两槽一脊型，地面形势为高压前部东移影响青岛；大雾发生时地面形势主要分为三类：冷高南下、华南低压倒槽北抬影响山东半岛以及西太副高西伸；高温高湿的地面形势主要是夏季大陆低压持续发展，青岛受其影响地面风向为持续偏南风；台风减弱北上影响是造成青岛暴雨的主要原因；青岛的沙尘天气主要表现为浮尘，此时高空形势多为两槽—型或者脊—脊—槽型，地面形势为强冷锋过境后高压前部。
4、通过对比不同天气过程过境青岛时污染气体浓度的变化特征，初步总结典型天气过程时污染气体浓度的变化规律，为日后针对典型天气过程发生时污染气体浓度的预报工作提供参考。冷锋过境时，污染气体清除作用明显，然而过境后气象条件不利于污染气体的扩散，往往会形成新的污染气体高浓度：当青岛出现大雾时，大气中CO、NOx、SO<,2>污染物浓度有所上升，而O<,3>浓度却降低，大雾结束后CO与NOx浓度持续下降，而O<,3>与SO<,2>却表现为浓度的继续小幅上升；
高温高湿天气过程时，NOx浓度变化幅度很小；CO、SO<,2>、O<,3>浓度与空气的相对湿度相关较好；强降水过程对污染物的清除作用很明显，然而降水持续时间与降水量并不与对大气污染气体的清除效果成正比，降水结束后SO<,2>浓度的上升最明显；沙尘天气过境时CO、NOx、SO<,2>浓度表现为先上升后降低的变化趋势，而O<,3>浓度的变化与其它三种污染气体浓度变化反位相。
污染气体;天气系统;气体浓度
中国海洋大学
硕士
环境科学
高会旺
2006
中文
X131.1;X511
72
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）