文档介绍：北京近地层O3、NOx、CO及相关气象因子的分析
叶芳1,安俊琳1*,王跃思2,杨军1
1. 南京信息工程大学大气物理与大气环境重点实验室,江苏南京 210044;2. 中国科学院大气物理研究所,北京 100029
摘要:利用2004年9月——2005年7月北京市区近地层O3、NOx、CO和气象要素的连续观测资料,分析了近地层O3及其前体物体积分数的分布特征和日变化特征,同时采用非参数统计方法分析了近地层O3及其前体物体积分数的季节变化特征及局地气象要素对它们的影响。结果表明,CO和NO2的体积分数近似于Lorentz分布;O3、NO和NOx的体积分数满足指数分布。O3体积分数的日变化呈单峰型结构,午后15:00左右出现峰值,凌晨7:00左右出现最低值;而其前体物NOx和CO体积分数的日变化呈双峰型结构,早上7:00左右出现第一次峰值,午后15:00左右达到最低值,凌晨0:00左右出现第二次峰值;NO2第一次峰值的出现时间滞后于NO和CO;此外,NO2的最低体积分数晚上与白天几乎相当。O3体积分数的季节变化表现为夏季高,冬季低;与其相反,NO、NO2、NOx和CO几乎均表现为冬季高,夏季低。相对湿度、温度、风速与O3及其前体物的体积分数均具有显著的相关性。 m/s时,O3的平均体积分数仍然增大。
关键词:臭氧;前体物;气象要素;Kruskal–Wallis检验;Spearman秩相关
中图分类号:X16;X515 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2008)04-1425-08
光化学污染形成的二次污染物之一——地面臭氧,直接威胁着人类和动物的健康,同时对区域气候和生态环境也有间接影响[1,2]。随着工业的迅速发展和城市化规模的扩大,近地层臭氧污染愈来愈严重,日益引起中外科学家的关注。因此,加强对地面臭氧及其影响因子的研究具有深远的意义。
目前国内外对近地层臭氧的分析主要集中在地面臭氧和其前体物的时空变化、气象因子对臭氧浓度变化的影响以及臭氧与其主要前体物之间的相互关系等方面。如Nair等[3]提出较高的温度和较低的相对湿度有利于地面臭氧浓度的升高,风向和风速的大小将影响地面臭氧浓度;Mazzeo等[4]研究了冬季阿根廷Buenos Aires市近地面O3与NO、NO2、NOx之间的相互关系;Zhang等[5]结合气象要素分析了泰国首都曼谷地区臭氧及其前体物的时间变化规律;孟昭阳等[6]分析了北京上甸子NO、NO2、SO2、CO和O3等气体的日变化和月变化规律,探讨了O3和痕量气体与气象因子的关系;单文坡等[7]人建立昼间O3浓度与前体物、气象因子之间的相关模式,分析它们间的相互关系。但是,目前深入研究臭氧和前体物与气象因子之间相互关系的文章甚少。
本文利用北京中科院大气物理研究所近一年O3、NO、NO2、NOx(NO+NO2)和CO体积分数以及局地气象要素的监测数据,分析了O3、NO、NO2、NOx和CO的体积分数分布特征、日变化和季节变化规律,并深入研究了O3和前体物与气象因子之间的相关性。
1 观测概况
观测时间为2004年9月至2005年7月。观测地点设在中国科学院大气物理研究所铁塔分部(°N,°E),位于北京市北三环路与北四环路之间,距三环路约1 km,其东边200 m处为