佛山市禪城區(qū)地面臭氧濃度觀測(cè)和特征分析

1、佛山市禪城區(qū)地面臭氧濃度觀測(cè)和特征分析 佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院資源環(huán)境系(陳鑒輝 歐陽(yáng)國(guó)安 黃錦聯(lián) 盧輝 葉慶榮 顏晉聰)指導(dǎo)老師：徐頌2005-09-14目 錄1 研究的意義與目的22 地面臭氧概述33.1監(jiān)測(cè)布點(diǎn)33.2監(jiān)測(cè)時(shí)間和頻次43.3監(jiān)測(cè)方法53.4評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)54 臭氧濃度的空間變化54.1 校園內(nèi)7個(gè)地點(diǎn)地面臭氧濃度情況54.2 校園內(nèi)中午復(fù)印室和非復(fù)印室臭氧濃度情況74.3 不同功能區(qū)地面臭氧濃度情況85 地面臭氧濃度的時(shí)間變化95.1地面臭氧濃度的日變化95.2 地面臭氧濃度的季節(jié)變化106 氣象條件對(duì)臭氧形成的影響126.1 天氣對(duì)地面臭氧濃度的影響126.2 濕度、溫度對(duì)地面臭氧

2、濃度的影響情況157 結(jié)論17致謝18參考文獻(xiàn)：18佛山市禪城區(qū)地面臭氧濃度觀測(cè)和特征分析佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院資源環(huán)境系(陳鑒輝 歐陽(yáng)國(guó)安 黃錦聯(lián) 盧輝 葉慶榮 顏晉聰)指導(dǎo)老師：徐頌摘要：通過(guò)試驗(yàn)觀察,給出了廣東省佛山市禪城區(qū)佛山大學(xué)校區(qū)和佛山大道、惠景城、陶瓷城對(duì)地面臭氧濃度連續(xù)觀測(cè)結(jié)果，對(duì)影響地面臭氧濃度的主要因子進(jìn)行了分析，并得到了較好的結(jié)果。該地區(qū)冬季的地面臭氧濃度較高于春初，季節(jié)性變化明顯。地面臭氧濃度的日變化呈單峰型,峰值出現(xiàn)在當(dāng)?shù)貢r(shí)間12：00時(shí)左右，早晚濃度出現(xiàn)低值并接近相等。校內(nèi)不同地點(diǎn)、不同功能區(qū)、不同天氣狀況下地面臭氧濃度存在明顯的差異性。地面臭氧濃度與溫度成正比，與濕度成

3、反比，伴隨降水等天氣過(guò)程交替的太陽(yáng)紫外輻射量的變化對(duì)地面臭氧濃度具有控制性影響,兩者呈正相關(guān)關(guān)系，具有局地光化學(xué)過(guò)程臭氧生成的典型變化特征。另外復(fù)印機(jī)室和交通干線的機(jī)動(dòng)車輛，地風(fēng)速,降水,太陽(yáng)總輻射等氣象因素的變化對(duì)地面臭氧濃度具有不同程度的影響。關(guān)鍵詞：地面臭氧；地面臭氧濃度；太陽(yáng)紫外輻射；光化學(xué)反應(yīng)。1 研究的意義與目的南極臭氧空洞以及近年來(lái)對(duì)流層臭氧增加等的觀測(cè)事實(shí)，引起人們對(duì)臭氧以及由臭氧引起的環(huán)境問(wèn)題的高度重視。近年的研究表明，自然排放、人為影響以及大氣中化學(xué)生成的非甲烷碳?xì)浠衔?NMHC)、CO、NOx(NO、NO2)等對(duì)地面臭氧濃度的變化有著重要影響。近幾年的觀測(cè)還證明，隨著人

4、為活動(dòng)排放的氮氧化物的增加，不僅使城市污染大氣中的臭氧濃度升高，也使干凈背景大氣中的臭氧濃度明顯上升。地面臭氧濃度過(guò)高，將加快城市光化學(xué)煙霧的頻率、加快材料老化、影響人類健康、導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。處于經(jīng)濟(jì)騰飛階段的佛山市禪城區(qū)，其工業(yè)布局密集，機(jī)動(dòng)車數(shù)量的飛速增加，給城市環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的困擾。研究佛山市禪城區(qū)臭氧濃度分布規(guī)律和變化特征，對(duì)了解佛山禪城區(qū)的大氣污染有著十分重要的意義。2 地面臭氧概述地面臭氧由工廠的煙囪和汽車的排氣管排出的污染物通過(guò)化學(xué)反應(yīng)形成的。這些污染物多含不穩(wěn)定的有機(jī)化合物和一氧化氮，這兩者在靜止的空氣中，通過(guò)陽(yáng)光的作用，就形成了無(wú)色無(wú)味的臭氧分子。高層大

5、氣中的自然臭氧層可以幫人類抵擋有害的紫外線輻射，而地面臭氧則會(huì)損害人類和動(dòng)植物的健康。由于其形成需要充足的陽(yáng)光，臭氧問(wèn)題主要發(fā)生在夏天，但在某些環(huán)境污染嚴(yán)重的地區(qū)，4月至10月期間都可能出現(xiàn)地面臭氧含量猛增的現(xiàn)象。在大多數(shù)地區(qū)，形成臭氧的物質(zhì)有13到一半是由轎車、卡車和其他內(nèi)燃型引擎排放的,另外發(fā)電廠、化工廠、冰箱、電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中放出的火花、靜電復(fù)印及電視機(jī)的工作過(guò)程激光印刷機(jī)、負(fù)離子發(fā)生器、紫外燈、電子消毒柜以及許多工業(yè)產(chǎn)品和民用產(chǎn)品在使用過(guò)程中都能產(chǎn)生大量的臭氧。室內(nèi)的臭氧可以氧化空氣中的其他化合物而自身還原成氧氣；還可被室內(nèi)多種物體所吸附而衰減，如橡膠制品、紡織品、塑料制品等。臭氧是室內(nèi)空氣

6、中最常見(jiàn)的一種氧化型污染物。臭氧具有強(qiáng)烈的刺激性，對(duì)人體有一定的危害。它主要是刺激和損害深部呼吸道，并可損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)，對(duì)眼睛有輕度的刺激作用。當(dāng)大氣中臭氧濃度為0.1mg/m3時(shí)，可引起鼻和喉頭粘膜的刺激；濃度在0.1-0.2mg/m3時(shí)，引起哮喘發(fā)作，導(dǎo)致上呼吸道疾病惡化，同時(shí)刺激眼睛，使視覺(jué)敏感度和視力降低。臭氧濃度在2mg/m3以上可引起頭痛、胸痛、思維能力下降，嚴(yán)懲時(shí)可導(dǎo)致肺氣腫和肺水腫。此外，臭氧還能阻礙血液輸氧功能，造成組織缺氧；使甲狀腺功能受損、骨骼鈣化，還可引起潛在性的全身影響，如誘發(fā)淋巴細(xì)胞染色體畸變，損害某些酶的活性和產(chǎn)生溶血反應(yīng)。有統(tǒng)計(jì)表明，每當(dāng)?shù)孛娴蛯映粞踉龆?，到醫(yī)

7、院急診室來(lái)看病的哮喘病人就會(huì)增多36。在地面臭氧含量高時(shí)做戶外運(yùn)動(dòng)的人們也會(huì)因吸入過(guò)多臭氧而損害肺部。據(jù)美國(guó)環(huán)保署原來(lái)規(guī)定，在臭氧濃度為.的環(huán)境中只適宜停留小時(shí)，現(xiàn)在則進(jìn)一步規(guī)定在濃度為.的環(huán)境中只能停留小時(shí)。3 監(jiān)測(cè)采用的技術(shù)方法3.1監(jiān)測(cè)布點(diǎn)為了全面反映佛山市禪城區(qū)O3濃度的分布情況，筆者在佛山市禪城區(qū)設(shè)立4個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)，分別是佛山大學(xué)校區(qū)和陶瓷城、惠景城、佛山大道。這些地方鄰接佛山市區(qū)，商貿(mào)、交通運(yùn)輸、工業(yè)發(fā)達(dá)，特別是陶瓷制造業(yè)，空氣污染情況比較嚴(yán)重，由于位于城市的中心附近，城市現(xiàn)代化建筑設(shè)施密集，人工草皮等人工景觀植被是其代表性植被。這四個(gè)區(qū)各代表不同的功能區(qū)，分別是學(xué)校、工業(yè)區(qū)、住宅新區(qū)

8、和交通干線。具體監(jiān)測(cè)位置是：在佛山大學(xué)校區(qū)內(nèi)均勻分布了七個(gè)觀測(cè)點(diǎn)：佛大北門、佛大南門、會(huì)通樓左側(cè)、氣象站、社區(qū)宿舍、西區(qū)宿舍、中區(qū)五座以及五個(gè)復(fù)印機(jī)室觀測(cè)點(diǎn)：佛大商業(yè)街藝角復(fù)印室、行政樓復(fù)印室、基礎(chǔ)樓環(huán)建學(xué)院辦工室、佛大南區(qū)十四座復(fù)印室、教工生活區(qū)師專第四座后；佛山陶瓷城南側(cè)的行人道；佛山海事局對(duì)面馬路的行人道；佛山大道江灣立交處的行人道。佛大校區(qū)觀測(cè)點(diǎn)分布圖（紅色標(biāo)記）3.2監(jiān)測(cè)時(shí)間和頻次時(shí)間為2004-11-15至2005-01-02和2005-02-25至2005-03-22，共76天。監(jiān)測(cè)頻次是每天三次7：008：00、12：0013：00、21：3022：30分別對(duì)學(xué)校內(nèi)七個(gè)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)

9、行地面臭氧濃度觀測(cè)；11：0012：00對(duì)復(fù)印室進(jìn)行每天一次的觀測(cè)；另外每個(gè)周六、周日的13：4014：35對(duì)佛山大道、惠景城、陶瓷城進(jìn)行觀測(cè)；典型天氣在所有點(diǎn)都觀測(cè)。3.3監(jiān)測(cè)方法使用監(jiān)測(cè)儀器為美國(guó)ECO公司生產(chǎn)的便攜帶臭氧檢測(cè)儀A-21ZX，檢測(cè)量程為0-10ppm，分辨率為0.01ppm，在中等溫度的條件下，它可以作為戶外臭氧濃度監(jiān)測(cè)用，當(dāng)平均含量低于0.10ppm時(shí)，也可以作為一種長(zhǎng)久的監(jiān)測(cè)儀器在室內(nèi)使用便攜帶臭氧檢測(cè)儀在使用前和實(shí)驗(yàn)結(jié)束前工作正常，測(cè)量數(shù)據(jù)可信、準(zhǔn)確。地面臭氧濃度監(jiān)測(cè)儀器和記錄數(shù)據(jù)單位均為ppm，本文采用ppm作為數(shù)據(jù)比較單位，它與國(guó)際單位的轉(zhuǎn)化關(guān)系為：1ppm=2.

10、14mg/m3。具體使用方法：手持檢測(cè)器，離地面約1米。當(dāng)風(fēng)速較大時(shí),風(fēng)直接吹向臭氧檢測(cè)儀的檢測(cè)口，儀器讀數(shù)會(huì)比正常值偏大，因此,監(jiān)測(cè)時(shí)要利用身體阻擋一部分來(lái)風(fēng)，以減少大風(fēng)對(duì)檢測(cè)儀器的影響。在每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)時(shí)，啟動(dòng)檢測(cè)儀3分鐘后且讀數(shù)變化穩(wěn)定后,方可記錄讀數(shù)，同時(shí)注意記錄各點(diǎn)天氣狀況。對(duì)陶瓷城、惠景城、佛山大道3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)須對(duì)交通流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。3.4評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3095-1996)進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中對(duì)臭氧的濃度限值見(jiàn)下表3-1： 表3-1 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3095-1996)對(duì)O3的濃度限值污染物名稱取值時(shí)間濃度限值濃度單位一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)臭氧(O3

11、)1小時(shí)平均0.120.160.20毫克/立方米(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))4 臭氧濃度的空間變化4.1 校園內(nèi)7個(gè)地點(diǎn)地面臭氧濃度情況從表4-1和圖4-1可知，2004-11-15至2005-01-02佛大校內(nèi)7個(gè)觀測(cè)點(diǎn)早午晚地面臭氧小時(shí)平均濃度均高于國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，中午時(shí)佛大北門，會(huì)通樓左側(cè)，中區(qū)五座，氣象站，西區(qū)宿舍超過(guò)國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。這說(shuō)明禪城區(qū)佛大校區(qū)O3濃度偏高，中午O3濃度污染特別嚴(yán)重。校內(nèi)7個(gè)觀測(cè)點(diǎn)早午晚地面臭氧小時(shí)平均濃度具有相同的變化規(guī)律，最小值都是出現(xiàn)在佛大南門，最大值在西區(qū)宿舍，其它從小到大依次為社區(qū)宿舍（東區(qū)4座），佛大北門，會(huì)通樓左側(cè)，中區(qū)五座，氣象站。由于是在同一個(gè)校區(qū)內(nèi)，范圍比較小

12、，地面臭氧濃度外部影響條件基本相同，經(jīng)過(guò)比較分析得出初步原因主要是由于這7個(gè)地點(diǎn)的人流量不同所導(dǎo)致的，地面臭氧濃度與人流量成反比。佛大南門，社區(qū)宿舍，佛大北門監(jiān)測(cè)時(shí)人流量都比較大，監(jiān)測(cè)地點(diǎn)地面臭氧濃度數(shù)據(jù)易受人流量的影響出現(xiàn)較大幅度的下降，因此監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)較??；而會(huì)通樓左側(cè)，中區(qū)五座監(jiān)測(cè)時(shí)人流量都比較小，但還是對(duì)地面臭氧濃度有較小影響，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)適中；氣象站，西區(qū)宿舍監(jiān)測(cè)時(shí)人流量幾乎為零，可以忽略不計(jì)，地面臭氧濃度影響最小，表現(xiàn)為監(jiān)測(cè)數(shù)值最大。表4-1 11、12月校內(nèi)7個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)早午晚O3濃度小時(shí)均值（ppm）監(jiān)測(cè)時(shí)間 監(jiān)測(cè)地點(diǎn)南門社區(qū)宿舍北門會(huì)通樓中區(qū)氣象站西區(qū)宿舍7點(diǎn)小時(shí)濃度均值0.07300.

13、07350.07430.07480.07520.07650.076512點(diǎn)小時(shí)濃度均值0.08860.08950.09410.09500.09500.09550.095522點(diǎn)小時(shí)濃度均值0.07380.07380.07520.07620.07670.07710.0771平均小時(shí)濃度均值0.07850.07890.08120.08200.08230.08300.0830圖4-111、12月校內(nèi)7個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)早午晚O3濃度均值比較圖4.2 校園內(nèi)中午復(fù)印室和非復(fù)印室臭氧濃度情況表4-2和圖4-2給出了2004-11-15至2005-01-02校園內(nèi)中午5個(gè)復(fù)印室和7個(gè)非復(fù)印室12個(gè)地點(diǎn)的地面臭氧濃度

14、大小的比較情況。除佛大南門和社區(qū)宿舍地面臭氧小時(shí)平均濃度超過(guò)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)外，其他地方均超過(guò)國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。地面臭氧濃度最小值出現(xiàn)在佛大南門，平均濃度為0.088636ppm，最大值出現(xiàn)在教工生活區(qū)師專第四座后復(fù)印室，平均濃度為0.09875ppm，五個(gè)復(fù)印室地點(diǎn)的地面臭氧濃度均高于7個(gè)非復(fù)印室地點(diǎn)。這是由于復(fù)印機(jī)工作時(shí)可以產(chǎn)生大量的臭氧，對(duì)周圍環(huán)境的臭氧濃度產(chǎn)生一定的影響，并且復(fù)印機(jī)數(shù)量越多，工作時(shí)間越久，臭氧產(chǎn)生越多。據(jù)美國(guó)環(huán)保署原來(lái)規(guī)定，在臭氧濃度為.的環(huán)境中只適宜停留小時(shí)，現(xiàn)在則進(jìn)一步規(guī)定在濃度為.的環(huán)境中只能停留小時(shí)。人如果在復(fù)印室這種地面臭氧濃度比較高的環(huán)境下長(zhǎng)期工作與生活，患呼吸道疾

15、病的幾率將大大提高。表4-2 11、12月校內(nèi)中午復(fù)印室和非復(fù)印室O3濃度小時(shí)均值（ppm）校內(nèi)非復(fù)印室南門社區(qū)宿舍北門會(huì)通樓中區(qū)氣象站西區(qū)宿舍12點(diǎn)小時(shí)濃度均值0.08860.08950.09410.09500.09500.09550.0955校內(nèi)復(fù)印室藝角行政樓環(huán)建學(xué)院辦公室南區(qū)十四座師專四座12點(diǎn)小時(shí)濃度均值0.09560.09590.09690.09810.0988圖4-211、12月校內(nèi)中午復(fù)印室和非復(fù)印室臭氧濃度比較圖4.3 不同功能區(qū)地面臭氧濃度情況2004-11-15至2005-01-02佛山大學(xué)與佛山大道、惠景城、陶瓷城各點(diǎn)中午地面臭氧濃均高于國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，地面臭氧污染非常嚴(yán)

16、重（表4-3和圖4-3）。地面臭氧濃度最低值出現(xiàn)在佛山大學(xué)0.09522293ppm，最高值為佛山大道0.104ppm，陶瓷城、惠景城分別為0.096ppm和0.098ppm。數(shù)據(jù)顯示交通干線的地面臭氧濃度最高，這與它們的大氣污染（主要是機(jī)動(dòng)車尾氣污染）程度的排列次序相同。這表明二次污染物O3的高濃度中心與一次污染物的濃度中心基本重合。這是由于交通干線的機(jī)動(dòng)車輛處于高溫燃燒狀態(tài)下產(chǎn)生大量的氮氧化物和易揮發(fā)性有機(jī)化合物、水蒸汽，通過(guò)地表熱能和太陽(yáng)光對(duì)水蒸汽、氧化氮以及易揮發(fā)性有機(jī)化合物等物質(zhì)綜合作用形成大量的臭氧，從而造成城市內(nèi)近地面大氣的臭氧濃度增高，引起光化學(xué)煙霧污染。其原理是：在光化學(xué)反應(yīng)

17、中，O3的產(chǎn)生是在“引發(fā)反應(yīng)”這一環(huán)節(jié)：NO2+hvNO+OO2+O+MO3+MO3+ NONO2+O2“引發(fā)反應(yīng)”原理為：NO2的光解導(dǎo)致O3的生成；丙烯氧化生成了具有活性的自由基，如HO、HO2、RO2等；HO2和RO2等促進(jìn)了NO向NO2轉(zhuǎn)化，提供了更多的生成O3的NO2源。因此，機(jī)動(dòng)車尾氣濃度越大，路邊大氣NO濃度越大,生成的O3濃度越大。因此車流量特別大的佛山大道附近地面臭氧濃度比其它地方要高。佛大監(jiān)測(cè)點(diǎn)比其他3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)在相應(yīng)時(shí)段的濃度均值低。這是因?yàn)榉鸫髿庀笳颈O(jiān)測(cè)點(diǎn)遠(yuǎn)離馬路，可以視為清潔區(qū)，其濃度變化主要受氣象因素和上風(fēng)區(qū)的影響。在風(fēng)的輸送下，光化學(xué)反應(yīng)中O2與O生成的O3得以擴(kuò)散

18、到佛大氣象站。這就可以清楚解釋了O3高濃度中心與一次污染物濃度中心重合的原因。表4-3 11、12月不同功能區(qū)中午O3濃度小時(shí)均值比較（ppm）監(jiān)測(cè)地點(diǎn)佛山大學(xué)陶瓷城惠景城佛山大道11、12月中午小時(shí)濃度均值0.09520.09600.09800.1040圖4-311、12月不同功能區(qū)中午地面臭氧濃度比較圖5 地面臭氧濃度的時(shí)間變化5.1地面臭氧濃度的日變化禪城區(qū)佛山大學(xué)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)地面臭氧濃度日變化呈拋物線分布，早晚臭氧濃度出現(xiàn)低值并且接近相等，中午出現(xiàn)一天的最高值，臭氧濃度的日變化呈單峰型，日最高值與日最低值相差為0.0225ppm，日變化特征非常明顯。中午臭氧濃度較高的原因與白天氧分子的光離

19、解和湍流輸送有關(guān)。中午是大氣受日照輻射最強(qiáng)烈的時(shí)間。紫外線輻射量日最大值出現(xiàn)時(shí)間多數(shù)在1214時(shí),冬夏季日最大值出現(xiàn)時(shí)間沒(méi)有明顯差別。240nm以下的紫外光可引起O2的光解產(chǎn)生的O與O2發(fā)生反應(yīng)。總反應(yīng)式為：O2+hvO+OO+ O2+MO3+M 即便是陰天或陰雨天，O3也可以通過(guò)湍流向下輸送至地面。這就是各監(jiān)測(cè)點(diǎn)臭氧濃度均值呈拋物線變化的主要原因。表5-1 11、12月份校內(nèi)7個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)不同時(shí)段的日變化（ppm）時(shí)間地點(diǎn)南門社區(qū)宿舍北門會(huì)通樓中區(qū)氣象站西區(qū)宿舍時(shí)段均值7點(diǎn)0.07300.07350.07430.07480.07520.07650.07650.074812點(diǎn)0.08860.089

20、50.09410.09500.09500.09550.09550.093322點(diǎn)0.07380.07380.07520.07620.07670.07710.07710.0757圖5-111、12月份校內(nèi)7個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)不同時(shí)段的日變化比較圖5.2 地面臭氧濃度的季節(jié)變化5.2.1佛大氣象站監(jiān)測(cè)點(diǎn)冬季臭氧濃度均值比春季大結(jié)合資環(huán)系譚海斌同學(xué)在4月做的佛大氣象站O3濃度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行O3濃度隨季節(jié)變化規(guī)律的分析。得出冬季臭氧濃度均值比春季大（表5-2、圖5-2）。 表5-2佛大氣象站冬春濃度均值表 月份氣象站濃度均值（ppm）11月0.081512月0.08383月0.07874月0.080圖5-2 佛

21、大氣象站冬春季臭氧濃度對(duì)比11月、12月的O3濃度均值為0.0815ppm和0.0838ppm ，而春季的3月、4月的濃度均值只有0.0787ppm和0.080ppm，均為國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。受日照強(qiáng)弱變化影響，冬季干燥少云，有利于近地面的光化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致O3濃度值增大。5.2.2佛大氣象站監(jiān)測(cè)點(diǎn)冬春季O3濃度均值日變化對(duì)比 從表5-3、圖5-3可知：佛大氣象站冬季O3濃度均值比春季大；冬春兩季的日變化的峰值在12時(shí)，冬季日變化比較明顯。表5-3 佛大氣象站冬春各時(shí)段日對(duì)照冬季濃度均值（ppm）春季濃度均值（ppm）7時(shí)0.07650.076212時(shí)0.09550.081622時(shí)0.07830.

22、0769圖5-3 冬春臭氧濃度日對(duì)照冬春兩季12時(shí)濃度變化明顯，原因是：污染物在近地面的遷移和擴(kuò)散是重要的影響因素。污染物在近地面大氣中的遷移和擴(kuò)散有這3種方式：污染物向下風(fēng)向的遷移、湍流的輸送作用和濃度擴(kuò)散。冬季風(fēng)力比春季的大，更利于大氣污染物的水平擴(kuò)散和湍流輸送。因此冬季佛大監(jiān)測(cè)點(diǎn)的12時(shí)O3濃度均值比春季的要大。冬春季的7時(shí)和22時(shí)濃度均值相近，與冬春季12時(shí)濃度變化形成鮮明對(duì)比。這說(shuō)明日照是影響O3濃度的關(guān)鍵因素。6 氣象條件對(duì)臭氧形成的影響6.1 天氣對(duì)地面臭氧濃度的影響表6-1和圖6-1給出了2004-11-15至2005-01-02佛山大學(xué)校區(qū)內(nèi)陰、雨、晴、夜晚不同天氣狀況下地面

23、臭氧濃度平均濃度的比較情況。晴天的O3濃度比陰天、雨天、夜晚大。雨天情況下，地面臭氧濃度值為0.0733ppm，是四種天氣狀況下的最小值，其它依次為夜晚0.0756ppm，陰天0.0791ppm，最大值出現(xiàn)在晴天狀況下為0.0966ppm，此值比其它三個(gè)數(shù)值大0.016ppm以上，特殊性比較明顯。這也說(shuō)明了日照是影響O3濃度的關(guān)鍵因素。表6-1 各天氣狀況下佛大地面O3濃度均值天氣濃度均值（ppm）晴天0.0966陰天0.0791夜晚0.0756雨天0.0733圖6-1不同天氣狀況下佛大地面臭氧濃度變化圖表6-2、圖6-2 更加詳細(xì)地分析了2004-11-15至2005-01-02佛山大學(xué)校區(qū)

24、內(nèi)同地點(diǎn)不同天氣狀況下地面臭氧濃度的情況，校區(qū)內(nèi)7個(gè)觀測(cè)點(diǎn)陰、雨、晴、夜晚四種天氣狀況下的平均臭氧濃度均呈現(xiàn)相同的變化特征，即各個(gè)地點(diǎn)地面臭氧濃度從大到小的天氣狀況依次為晴、陰、夜晚、雨，且晴天狀況下的地面臭氧濃度值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它三種天氣狀況下的值。表6-2 同地點(diǎn)不同天氣狀況下地面O3濃度均值時(shí)間地點(diǎn)北門南門會(huì)通樓氣象站社區(qū)宿舍西區(qū)宿舍中區(qū)五座均值雨天0.070.07330.07330.07470.07330.07670.07330.0735夜晚0.07530.07370.07630.07760.07370.07680.07630.0757陰天0.07940.07650.0790.07920.

25、07650.0810.080.0788晴天0.09690.09150.09920.09290.09380.09850.09850.0959圖6-2 同地點(diǎn)不同天氣狀況下地面臭氧濃度變化圖為了進(jìn)一步分析同一地點(diǎn)不同天氣狀況下的地面臭氧濃度不同的原因，表6-3和圖6-3分別給出氣象站3月2、12、13號(hào)三天晴天和2月26，3月5、7、9、10、11、16、19、21、22號(hào)十天陰天的平均臭氧濃度早午晚日變化圖。臭氧濃度的日變化可以簡(jiǎn)單地概括為早晚濃度較低，接近相等，在中午1200時(shí)附近達(dá)到一日的最大值。綜合來(lái)看，無(wú)論是晴天還是陰天，地面臭氧濃度在7：30時(shí)表現(xiàn)為一日的較低值，隨著太陽(yáng)紫外輻射的增強(qiáng)

26、，地面臭氧濃度則增長(zhǎng)很快，到中午1200時(shí)左右，太陽(yáng)紫外輻射達(dá)到一日的最大值，地面臭氧濃度則增長(zhǎng)到一日的最大值。從這一比較典型的例子可以看出，地面臭氧濃度的變化規(guī)律與太陽(yáng)紫外輻射的變化規(guī)律是很密切的，即太陽(yáng)紫外輻射越強(qiáng)，地面臭氧濃度值越大。另外由于太陽(yáng)紫外輻射在大氣中傳輸，然后到達(dá)地面，它在大氣中要受到某些氣體(如O3、NO、NO2等)的選擇吸收而衰減，同時(shí)大氣中的化學(xué)反應(yīng)對(duì)太陽(yáng)紫外輻射都有直接或間接的吸收，另外云、氣溶膠、地表反照率等對(duì)太陽(yáng)輻射的影響，它們對(duì)太陽(yáng)輻射的多次散射作用，將造成大氣中的光化學(xué)反應(yīng)對(duì)太陽(yáng)紫外輻射吸收量值的變化，所以晴天無(wú)云狀況下到達(dá)近地面太陽(yáng)紫外輻射削弱最小，這導(dǎo)致晴

27、天地面臭氧濃度值大大高于陰天、夜晚和雨天。表6-3 晴天陰天早午晚地面臭氧濃度均值地點(diǎn)時(shí)間天氣濃度均值（ppm）佛大7：30晴天0.08佛大7：30陰天0.078佛大12晴天0.0933佛大12陰天0.085佛大22晴天0.0833佛大22陰天0.078圖6-3晴天陰天地面臭氧濃度早午晚日變化圖6.2 濕度、溫度對(duì)地面臭氧濃度的影響情況從表6-4 、圖6-4可知：隨著地面大氣濕度的升高，地面臭氧濃度值隨之減少，即濕度與地面臭氧濃度成反比，并且地面臭氧濃度在各個(gè)濕度區(qū)間段的變化較為均衡，變化幅度比較小。從圖中數(shù)據(jù)可知監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的濕度范圍（38%98%）被平均分成了五個(gè)區(qū)間段來(lái)比較分析地面的臭氧濃度

28、。另外通過(guò)對(duì)氣象站每一個(gè)地面臭氧濃度和濕度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸方程分析得到兩者的線性方程關(guān)系式為：Y=0.084847-0.00793*X，相關(guān)系數(shù)r為-0.10173(Y為地面臭氧濃度，X為濕度)，從這條線性方程同樣可得濕度與地面臭氧濃度成反比的規(guī)律，但這條線性方程并不能說(shuō)明地面臭氧濃度和濕度的關(guān)系性，不能誤認(rèn)為地面臭氧濃度和濕度只是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。因?yàn)橄嚓P(guān)系數(shù)r為-0.10173，絕對(duì)值小于0.8，所以兩未知數(shù)不是密切相關(guān)，需要修正。表6-4 佛大O3濃度與濕度的關(guān)系O3一小時(shí)濃度均值0.07690.0780.07830.07860.0817濕度范圍（100%）86-9874-8662-745

29、0-6238-50圖6-4佛大濕度對(duì)地面臭氧濃度影響圖同樣表6-5、圖6-5 給出了2005-02-25至2005-03-22佛大校區(qū)內(nèi)氣象站不同溫度范圍下的地面臭氧濃度變化情況。從圖中數(shù)據(jù)可知監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的溫度范圍（8.20C240C）被平均分成了五個(gè)區(qū)間段來(lái)比較分析地面的臭氧濃度，得到的規(guī)律是隨著地面大氣溫度的升高，地面臭氧濃度值隨之增加，即溫度與地面臭氧濃度成正比，與濕度變化規(guī)律不同的是地面臭氧濃度在各個(gè)區(qū)間溫度范圍內(nèi)變化不均衡，地面臭氧濃度在8.20C11.360C，11.360C14.52C2，14.520C17.680C，17.680C20.840C這四個(gè)區(qū)間的變化幅度較小，而溫度在2

30、0.840C240C這個(gè)區(qū)間范圍變化幅度特別明顯。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步比較分析，造成溫度在20.840C240C這個(gè)區(qū)間范圍變化幅度特別明顯的原因是由于在這個(gè)區(qū)間范圍內(nèi)的溫度大部分都是在中午時(shí)候的監(jiān)測(cè)值，而這個(gè)時(shí)候的太陽(yáng)輻射達(dá)到一天的最大值，地面臭氧濃度也達(dá)到一天的最大值，所以這個(gè)溫度區(qū)間比其它區(qū)間變化特別明顯。另外對(duì)氣象站每個(gè)地面臭氧濃度和溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)回歸方程分析得到兩者的線性方程關(guān)系式為：Y=0.066691+0.000745*X，相關(guān)系數(shù)r為0.277277 (Y為地面臭氧濃度，X為溫度)，從這條線性方程同樣可得溫度與地面臭氧濃度成正比的規(guī)律。同樣由于相關(guān)系數(shù)r為0.277277，絕對(duì)值小于0.8，所以兩未知數(shù)不是密切相關(guān)，需要修正。因此這條線性方程并不能說(shuō)明地面臭氧濃度和溫度的關(guān)系性，不能誤認(rèn)為地面臭氧濃度和溫度也是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。以上的兩條線性方程只能說(shuō)明