・生态・环保・ 娄底市环境空气质量与气象条件的关系 ，ａ－卫平 蔡海朝 罗 亮 （湖南省娄底市气象局 湖南娄底 ４ １ ７ ０ ０ ０） 摘要：为了解娄底市城区环境空气质量与气象条件之间的关系，利用娄底市城区２ ０ ０ ６—２ ０１ ０年的可吸入颗粒物（ＰＭ１ ０） 浓度数据和气象资料，通过分级评价的方法和基于Ｂ Ｐ神经网络的污染物浓度评估模型，得到ＰＭ１ Ｏ浓度与气象条件有对应 关系。结果表明：随着目降水量的增大，ＰＭ１ ０浓度明显减少；风速与ＰＭ１ ０浓度呈负相关；气象因素与ＰＭ１ ０浓度之间呈非线性 关系，大气能见度对Ｐ Ｍ １ ０和相对湿度的变化极为敏感，随着Ｐ Ｍ １ ０浓度的增大，大气能见度迅速降低，相对湿度越高，大气 能见度则越低。 关键词：娄底；环境空气质量；气象因素 ２ Ｏ １ ０年，娄底市区环境空气质量达到优、良以上天数共 饮业油烟污染的治理力度，对大型餐饮企业的锅炉及油烟污 ３ ３２ｄ，优良率为９１．０％，可吸入颗粒物（ＰＭ１ ０）浓度为０．０７１ｍｇ／ 染进行了治理；加强了城区渣土运输管理和施工现场扬尘的 ｍ ０，接近 环境空气质量标准》（ＧＢ ３ ０ ９ ５—１ ９ ９ ６）一级标准，中心 管理；强化了机动车尾气检测和治理力度；积极开展了烟尘 城区ＰＨ年均值为５．１ ５，酸雨率为４ ８．１％，酸雨频率比上年下降 控制区的创建工作，使得娄底市城区环境空气质量有很大的 １．３个百分点。近几年来，娄底市全面推进创建全国文明城 提高， ２ ０ １ ０年娄底市环境质量报告书 显示，娄底市城区环 市、全国卫生城市、全国园林城市，加大环境污染整治力度， 境空气质量达到国家一级标准天数为２ ０ ３天，二级标准天数 全面实施城市卫生综合整治，强化环境管理。在娄底城区范 １ ２ ９天，全年优良率达到了９１．０％。但是城区大气主要污染物仍 围内严格控制了对大气有污染的建设项目，对新上的建设项 为可吸入颗粒物和Ｓ０，、Ｃ０，等。由于我市城区还是以燃煤型为 目，严格执行环境影响评价制度和“三同时”制度加大城区餐 主的能源结构，“气化率”不高，加上部分单位和餐饮企业仍 为领导核心的基层群众自治制度。 一是以组织功能科学 化要求相适应的理念，提高农民的民主法制意识、科技文 定位为基础，合理设置组织。要积极推广党支部“建在楼 化素质和思想道德素质。三是探索建立失地农民就业培 道上”的做法，并把党建作为新社区建设的“核心工程”来 训体系。建立失地农民技能培训机制，分类开展培训，建 抓。二是科学选拔任用社区干部。借鉴城市社区的选人用 立服务平台，为失地农民提供各类服务，使失地农民尽快 人方法，在考虑干部在原行政村的代表性的同时，拟采取 成为适应城市化和工作化发展要求的高素质劳动者。 “留用一批、培养一批、清退一批”的办法，妥善安排好村 ４．６推进社区志愿服务，整合社会力量 干部。三是建立规范的组织管理和工作机制。重点要 充分发挥社区代表、村民代表、、、致富 建立健全规章制度，完善激励措施，明确职能，规范工作， 能人、老干部和热心公益事业的积极分子的作用，根据农 理顺社区内居民委员会、居民委员会下属委员会、业主委 村社区居民的需要，成立社会互助救助、环境卫生监督、 员会、共青团、妇女委员会、老协各组织之间的关系，实现 民间纠纷调解、文体娱乐活动、公益事业服务、计划生育 领导方式和工作方法的转型。 服务、生产发展服务、科技致富服务等农村社区志愿者组 ４．４适时开展“村改居”，实现与城市社区治理的接轨 织，积极开展社区志愿服务。同时，吸引社会各界力量自 一是着力构建村居复合型治理模式。在新社区形成 觉地投入到农村社区建设实践中去，为农村社区化管理 初重习惯、有利管理、结合实际的原ｉｎ，０，采取一村一社区、 创新机制献计献策。建立全社会参与农村社区建设的激 组团单位为社区、直接并入周边城市社区等方式建立社 励机制，支持龙头企业带动社区农户发展产业化经营，引 区。三是适时开展“村改居”工作。待条件成熟后，要按照 导龙头企业把原料生产加工基地与参与农村社区服务建 “一转四化”（转变农民的思想观念、农民知识化、身份市 设紧密结合起来。 民化、管理城市化、资产入股量化）的要求，及时进行“改 ５结束语 居”，以“村改居”推动新社区的转型。要建立社区党组织、 新型农村社区建设，事关农村改革发展大局和千家 社区居委会以及原村级集体资产经营管理机构（经济合 万户的利益，工程宏大，涉及面广，是城乡统筹的重要举 作社）三套班子，确保社区工作的正常运转。 措。在推进新型农村社区建设的过程中，我们要继续探索 ４．５抓好教育培训，努力提部和村民素质 农村社区设置层次和范围，探索农村社区建设的推进途 一是加快培育复合型干部。要通过多种途径，举办各 径、步骤、形式和工作重点，探索农村社区建设和其他各 种培训班，充分利用干部现代远程教育网络平台，培 项农村工作的结合方式，努力形成具有较强生命力和创 育一批既有农村管理经验，又有一定城市管理能力的新 造力的农村社区建设的多种模式，真正建立起城乡一体 型社区干部。二是加快培育新型社区居民。要广泛开展社 化的公共服务和社会管理体系。 会公德、职业道德和家庭美德教育，引导村民树立与城市 参考文献：（略） 收稿日期：２０１１年６月２５日 修回日期；２０ｌ１年７月８曰 ・ １ ９・ 环球人文地理２０１１年８月下半月刊 然使用燃煤锅炉；同时，随着城市的发展，建筑施工和渣土运 风随高度的变化明显，地面风速较小，平均不到２ ＥＩｌ／ ０ ｍ高度，平均风速 输也带来扬尘污染，如果气象条件不太好，不利于大气污染 Ｓ，随高度的升高，风速迅速增加，至４ ０物的扩散和清洗，很容易造成Ｐ Ｍ １ ０浓度增加。笔者针对大气 增至６ ｍ／Ｓ左右，而４ ０ ０ ｍ高度以上风速则变化缓慢。 污染中主要污染因子Ｐ Ｍ １ ０，与气象条件之间的关系，分析了 ２．２．２风速的影响 影响娄底城市环境空气质量的气象因素。 风速是决定大气扩散稀释能力的重要因子，污染物 浓度高低与风速的大小密切相关。图２为不同风速下的 Ｐ Ｍ １ ０日均质量浓度。全样本统计时，风速与Ｐ Ｍ １ ０日均质量 少。当风速≤１．０ ｍ／ｓ时，ＰＭ １ ０日均质量浓度高达１ ４ ６ ｕ ｇ／ ｍ ３；当风速＞３．０ｍ／Ｓ时，ＰＭ１ ０日均质量浓度低于９ ６ ｇ／ｍ ３。 １ 娄底市自然地理概况 娄底地处湘中腹地，东径１ １ ０。４ ５ ４ ０ 至１ １ ２。３ １ ０ ５ ．， ０浓度明显减 北纬２ ７。１ ２ ３ １ 至２ ８。１ ４ ２ ７ 。地势西高东低，呈阶 浓度呈明显的负相关，随着风速的增大，ＰＭ １梯状倾斜。娄底属于亚热带季风湿润气候，四季分明，热 量丰富，雨量充沛。多年平均温度１ ７．４℃２ ０ １ ０年主要气象因素平均值见表１。 ，年降水量１ ３ ９ ９． ５ ｍｍ，年平均降水天数１ ６ ４ ｄ，雨天春季多冬季少。娄底１ ９ ９ １ —考虑降水对大气的清洗作用，将无降水日的Ｐ Ｍ １ ０与 风速进行了相关分析（无降水样本统计）。结果表明，风速 与Ｐ Ｍ １ ０浓度的负相关性更加明显。无降水时，当风速≤１． ０ ｍ／Ｓ时，ＰＭ １ ０日均质量浓度高达１ ８ ８ ｇ／ｉｎ ３；当风速＞３． 表１ 娄底市１ ９ ９ １～２ ０ １ ０年主要气象要素平均值 气象要索 １月２月 ３月４月 ５月 ６月 ７月 ８月 ｇ月１ ０月 １月１ ２月 全年 气 ＪｈＰｅｔ １ ０Ｏ７１ ００５ １ Ｏ０１ ９ｇ６ ９９２ ９８８ ９８６ ９８９ ｇ９５ １ ００２ １ ０Ｄ５ １ ００８ ９９７ ８ 苹均气温℃５ ２ ７ ０ １ ０ ５ １ ７１ ２２ ２ ２５ ６ ２８ ８ ２８ ２４ ０ １８ ６ １３ ８ ０ ｉ １ ７ 平均风速ｍ １ ６ １ ７ １ ８ １ ８ １ ７ １ ７ ２ ０ １ ８ １ ０ １ ６ １ ６ １ ５ 障水量ｍｍ ７２ ６ ８８ ８ １ ３０ ５ １ ７７ ２ １ ９７ ４ ２１ ５ ４ １ ２８ ５ １ ３５ ３ ６４１ ｇ４ ０ ５ｇ ｅ ３５ ９ １ ３ｇｇ ５ 障水土熬ｄ １ ５ １４ １ ｇ １ ７ １ ７ １ ７ １ ３ １］ ９ １１ １ Ｏ １１ １ ６４ 宦照时数ｈ ６８１ ５４ ２ ６３ ５ ９９ ７ １４０ ２ １４４ ２２６ ４ ０５ １ ５９ ０ １ ３４ｌ８１２］ １ ０８ ２ １５２ ２ ＰＭ１ Ｏ浓度与气象条件的关系 ２．１降水对ＰＭ１ ０浓度的影响 降水对城市空气中污染物状况的变化起着重要的作 用，一般情况下，降水对污染物的清除作用可以降低城市 大气中污染物的浓度。当天气出现降水时，污染物浓度明 显降低，随着日降水量的不同，其影响程度亦不一致。 采用分级评价的方法分析不同日降水量与Ｐ Ｍ １ ０浓度 浓度越小，日降水量大于１ ０．０ｍ１１１时，ＰＭ１ ０日均质量浓度小 ０Ｉｌｌ／Ｓ时，ＰＭ１ ０日均质量浓度低于１ １ ３ ｕ ｇ／ｎｌ 。 图２ 不同风速下的Ｐ Ｍ １ ０日均质量浓度 分析表明，Ｐ Ｍ １ Ｏ浓度与相对湿度呈明显的负相关，相 日均质量浓度高达１ ５ ５ ｇ／ｍ ３；当相对湿度大于９ ０％时， ＰＭ１ ０日均质量浓度仅为９ ６ ｇ／ｍ ３。 之间的关系，结果见图ｌ。由图ｌ可见，日降水量越大，ＰＭ１ ０ ２ ３相对湿度对ＰＭ１ Ｏ浓度的影晌 于８ ０“ｇ／Ｉｌｌ ；日降水量大于１ ５．０ｍＩｌｌ时，ＰＭ １ ０日均质量浓度 对湿度越大，ＰＭ １ ０浓度越小。当相对湿度小于６ ０％时，ＰＭ １ ０ 仅为７ １ ｕ ｇ／ｍ 。无降水时，ＰＭ１ ０日均质量浓度高达１ ５ ６ ｕ ｇ／ ｍ ，超过ＧＢ ３ ０ ９ ５—１ ９ ９ ６二级标准（０．１ ５ｍｇ／ｍ ）。 ３ ＰＭ１ Ｏ与大气能见度的关系 大气污染物对气候变化也有重要的影响，主要通过 薹 蓁｝Ｉ Ｉ Ｉ ｊＩ 一一Ｉ。 一两种方式影响气候：（１）通过散射和吸收太阳辐射直接影 响气候；（２）以云凝结核的形式改变云的光学特性和云的 分布而间接影响气候。空气质量恶化与能见度降低有一 定的对应关系，但不是简单的一一对应关系。城市大气能 见度除受大气污染的影响外，还与湿度、风速、风向等气 象条件及雾、降水、浮尘等天气有密切关系，大气能见度 高低是大中小尺度天气和大气环境共同作用的结果。 ３．１大气能见度变化趋势 近年来，随着大气污染的加剧，城市大气能见度日益 下降。图３为新化、娄底、泠水江１ ９ ９ １年以来历年平均大气 能见度变化趋势。 ２００ｌ ２００２ ２００３ ２００４ ２０（］Ｓ ２０ｎｔ ２ｕ０７ ：¨ ］ ０ ，ｕｌ ｃ＿ ￡｝ 舟 娄 一－－一 水２ｌ一一 化 图３ 娄底市２ ０ ０ １—２ ０ １ ０年大气能见度变化趋势图 ・２ Ｏ・ ・生态・环保・ ：蜒 吃 鬻 黼 由图３可见，随着时间的推移，各地大气能见度都有 ” 不同程度的降低。娄底市２ ０ ０ １年平均大气能见度为１ ９． １ ｋｍ，２ ０ １ ０年平均大气能见度下降到１ ２．８ ｋＩｌｌ。 ３．２ ＰＭ１ ０对大气能见度的影响分析 为了进一步分析城市中大气能见度与Ｐ Ｍ １ ０浓度的相 一毒群啾龆 垮辫 关关系，对娄底市Ｐ Ｍ １ ０的实测值与逐日最大大气能见度 进行了对比分析，结果见图４。全样本统计时，大气能见度 与Ｐ Ｍ １ ０浓度呈负相关，Ｐ Ｍ １ ０浓度越大，大气能见度越低。 ２始． 《》 自 ｌＯ０ ｌ：女 ｌ ｌ镕 ｆ＇０ 触 Ｉ蜷一 ｎ 》 ｆ ＿． ：＿ 铷５０ ， １Ｏ０ １０１，＾５０ １ ５Ｉ－－２００ ２０ｔ ２５０ ２５ ３００ 》ｌ‘硝 图５ 大气能见度Ｂ Ｐ评估模型 ４近几年Ｐ Ｍ１ ０污染气象因素分析 由表３可见，从影响大气污染扩散的风速来看，娄底 市２ ０ ０ ６—２ ０ ０ ７年日均风速大于３ｍ／ｓ的天数均低于平均值， ２ ０ ０ ７年风速扩散条件最差。从降水对大气的清洗作用来 看，２ ０ ０ ７年降水量＞１ ０ｍ ｎｌ天数明显低于平均值，说明降水 真正起到清洗作用的天数并不多。 ｐＭ１０ ｌｔｇ＾Ｉｌｊ 图４ Ｐ ｉ １ ０浓度下的日最大大气能见度 考虑到降水对大气能见度的影响，将无降水时的大 气能见度与Ｐ Ｍ １ ０浓度进行了统计分析（无降水样本统 计）。结果表明，Ｐ嚣避麟龆辩 Ｍ １ ０浓度对大气能见度的影响在无降水 情况下更为明显。当ＰＭ 蚺 ∞ ∞ 荨萋 帅 １ ０日均质量浓度＞３ ０ ０ ｇ／ｍ 时，日 最大大气能见度仅为５．１ ｋｍ；当ＰＭ１ ０日均质量浓度≤５ Ｏ ｇ／ｍ 时，日最大大气能见度则高达２ ４．０ ｋｍ。 ３．３ ＢＰ￣Ｉ＠经网络评估模型分析 Ｂ Ｐ神经网络是目前应用最多的一种神经网络分析 法，它具有实现任何复杂非线性映射的功能，它特别适合 于求解内部机制复杂的问题，并具有自学习能力和概括 能力。采用基于Ｂ Ｐ神经网络的污染物浓度评估模型，选择 模型输入因子为Ｐ Ｍ １ ０浓度、风速、气压、平均温度、温差、 相对湿度和混合层高度，模型输出因子为大气能见度。 用逐步回归分析方法对大气能见度与输入因子进行 统计分析。结果表明，除温差外，其余各输入因子均对大 气能见度的变化有显著影响，其影响程度从高到低依次 为Ｐ Ｍ １ ０浓度、相对湿度、平均温度、风速、气压、混合层高 度，其中Ｐ Ｍ １ ０浓度及相对湿度的影响远高于其他输入因 子，该分析结果与其他城市相类似。 表２为利用Ｂ Ｐ神经网络评估大气能见度的统计结果。 训练样本的模型拟合相关系数高达０．９ １ ７ ５，评估样本的 模型拟合相关系数亦达０．８ ７ ６ ９。因此，用上述输入因子拟 合大气能见度有较好的效果。 表２ Ｂ Ｐ神经网络评估大气能见度的统计结果 ｌ训练样本ｉ ０ ８３２３ ｉ １ ４８９７ ０ ９１ ７５ １ ８５１ ３ １ ５８９５ ｌ 评估 竿ｊ ． 言百 至．廿 ＿６§：石百７ 酒 圣． 百 ｊ： １一．§百弓百 ｌ 图５为在其他相关因子为平均值时，Ｐ Ｍ １ ０与相对湿度 对大气能见度的影响。由图５可见，大气能见度对Ｐ Ｍ １ ０和 相对湿度的变化极为敏感，随着ＰＭ １ ０浓度的增加，大气能 见度迅速降低，相对湿度越高，大气能见度则越低。另外， 从Ｂ Ｐ模型的敏感性分析可知，气象因素与Ｐ Ｍ １ ０浓度变化 之间关系较为复杂，呈非线性关系。 从综合反映大气污染气象因素的大气能见度来看， 近５年（２ ０ ０ ６—２ ０ １ ０年）中２ ０ ０ ８—２ ０ １ ０年平均大气能见度达 到１１ ｋｍ以上，其余年份平均大气能见度低于１ １ ｋ１１１。２ ０ ０ ６ 年全年相对湿度＞９ ０％天数只有１ ０ ｄ，是近５年中最少的一 年，２ ０ ０ ７年也是较少的一年。 表３ ２ ０ Ｏ ６—２ ０ １ 年娄底市Ｐ Ｍ １ ０浓度与气象因素 ＼、｝ 标 Ｐ Ｍ！ｅ日均质量洁 日平均腻违搿水量＞１ ０ ｍｍ 年降水量 年平均大气能见度 目对湿度＞ｇＤ％ 年 ＼度ｕｇ』ｍ ＞３ｍｉｓ天数／ｄ 天数／ｄ ｍｍ ｋｍ 天数ｉｄ ２００６ １１ ５ ２５ ４６４４ １ ０ ７ Ｏ ２００７ ２２ ０ ｇ ６８４ ｇ ２ ２ ２００８ ８９ ９ ３５ ８７ ０ １ ２ ３ ２００９ ６８ ２ ４ ２３１ ２ １￡｝ １ ６ ２０１ ０ ７１ ２７ ５７ ５７０ ５ １ ２ ８ ７ 平均 ９２ ２ １ ８．４ ３５４ ３２４ ３ １１ ２ １ ３ ６ 可见，２ ０ ０ ７年以前气象条件不利于大气污染物的扩散 和清洗。造成娄底市城市环境空气质量差的主要原因之一。 ５结论 （１）随着日降水量的增大，Ｐ Ｍ １ ０浓度减小。无降水时， ＰＭ１ ０日均质量浓度高达１ ５ ６ ｕ ｇ／Ｉｌｌ ３，超过ＧＢ ３ ０ ９ ５—１ ９ ９ ６ 二级标准。 （２）风速与ＰＭ１ ０浓度呈明显的负相关，随着风速的增 大，ＰＭ １ ０浓度明显减小。在无降水情况下，风速≤１．０ ｎｌ／ ｓ时，ＰＭ１ ０日均质量浓度高达１ ８ ８ ｇ／ｎｌ ３，超过ＧＢ ３ ０ ９ ５— １ ９ ９ ６二级标准。 （３）气象因素与ＰＭ１ ０浓度之问呈非线性关系，大气能见 度对ＰＭ１ ０和相对湿度的变化极为敏感，随着ＰＭ１ ０浓度的增 大，大气能见度迅速降低，相对湿度越高，大气能见度越低。 （４）２ ０ ０ ６一一２ ０ ０ ７年娄底市气象条件不利于大气污染 物的扩散和清冼，是城市环境空气质量达不到《环境空气 质量标准》（Ｇ Ｂ ３ ０ ９ ５—１ ９ ９ ６）一级标准的主要原因之一。 参考文献： ［１］吴兑，毕雪岩，邓雪娇，等．珠江三角洲气浴胶云造成的严重灰霾 天气［Ｊ］．自然灾害学报，２００６，１５（６） ［２］柬炯，李莉，张玮，等．大气污染对城市能见度影响研究的理论与 实践［Ｊ］．上海环境科学，２００３，２２（１１） ［３］苏维瀚．京津地区大气污染对大气能见度的影响［Ｊ］．中国环境 科学，１９８６，６（３） ・２ １ ・
