● 摘要
随着现代城市高层建筑越来越多，人为活动范围逐渐上升到高层空间，研究近地面氮氧化物和二氧化硫浓度变化显得日趋重要。开展城市地区氮氧化物与二氧化硫浓度的昼夜变化与垂向变化研究，对认识其变化规律具有重要科学意义，对控制该地区的大气污染也具有实际意义。
本文于2014年4月和5月对西安东郊工业、商业、居民混合区70m高度范围内的氮氧化物和二氧化硫浓度以及气象指标进行了6个昼夜的时间与空间高分辨率观测，利用相关分析等方法研究了西安市东郊氮氧化物和二氧化硫浓度的昼夜变化规律、垂向分布以及气象因子对这两种污染物浓度变化的影响，得出了以下结论：
（1）观测期间西安东郊4月和5月氮氧化物浓度昼夜变化均呈四个阶段的变化特点。4月氮氧化物平均浓度为0.075 mg/m3，变化范围为0.023~0.142 mg/m3。第一阶段在0:00~6:00之间，平均浓度为0.066mg/m3，变化范围为0.036~0.111 mg/m3，浓度较低。第二阶段在8:00~12:00之间，平均浓度为0.091 mg/m3，变化范围为0.049~0.142 mg/m3，浓度最高。第三阶段在14:00~16:00之间，平均浓度为0.059 mg/m3，变化范围为0.023~0.095 mg/m3，浓度最低。第四阶段在18:00~22:00之间，平均浓度为0.080 mg/m3，变化范围为0.044~0.127 mg/m3，浓度较高。
5月氮氧化物平均浓度为0.072 mg/m3，变化范围为0.019~0.123 mg/m3。第一阶段在0:00~6:00之间，平均浓度为0.076 mg/m3，变化范围为0.047~0.109 mg/m3，浓度较低。第二阶段在8:00~12:00之间，平均浓度为0.083 mg/m3，变化范围为0.055~0.122 mg/m3，浓度最高。第三阶段在14:00~16:00之间，平均浓度为0.053 mg/m3，变化范围为0.019~0.084 mg/m3，浓度最低。第四阶段在18:00~22:00之间，平均浓度为0.078mg/m3，变化范围为0.046~0.123 mg/m3，浓度较高。
（2）西安东郊4月和5月二氧化硫浓度昼夜变化均呈现四个阶段的变化特点，4月二氧化硫平均浓度为0.034 mg/m3，变化范围为0.017~0.051 mg/m3。第一阶段在0:00~4:00之间，平均浓度为0.035 mg/m3，变化范围为0.021~0.051 mg/m3，浓度较高。第二阶段在6:00~12:00之间，平均浓度为0.036 mg/m3，变化范围为0.020~0.51 mg/m3，浓度最高。第三阶段在14:00~18:00之间，平均浓度为0.029mg/m3，变化范围为0.017~0.041 mg/m3，浓度最低。第四阶段在20:00~22:00之间，平均浓度为0.032 mg/m3，变化范围为0.020~0.045 mg/m3，浓度较低。
5月二氧化硫平均浓度为0.031 mg/m3，变化范围为0.014~0.049 mg/m3。第一阶段在0:00~4:00之间，平均浓度为0.033 mg/m3，变化范围为0.017~0.045 mg/m3，浓度较高。第二阶段在6:00~12:00之间，平均浓度为0.035 mg/m3，变化范围为0.018~0.049 mg/m3，浓度最高。第三阶段在14:00~18:00之间，平均浓度为0.025mg/m3，变化范围为0.014~0.035 mg/m3，浓度最低。第四阶段在20:00~22:00之间，平均浓度为0.031 mg/m3，变化范围为0.019~0.046 mg/m3，浓度较低。夜间时段（20:00~次日6:00）氮氧化物和二氧化硫浓度都高于白天时段（8:00~18:00）。上午时段（8:00~12:00）氮氧化物和二氧化硫浓度都高于下午时段（14:00~18:00），而与夜间时段（20:00~次日6:00）相近。4月份氮氧化物和二氧化硫平均浓度水平均高于5月份，且变化幅度更大。
（3）随着高度的增加，4月和5月氮氧化物浓度逐渐增大，氮氧化物浓度与高度变化呈显著正相关。根据氮氧化物浓度垂向变化，可分为0~19m、22~55m和58~70m三个层段。第一层段平均浓度为0.063 mg/m3，变化范围为0.028~0.113 mg/m3，浓度最低。第二层段平均浓度为0.077 mg/m3，变化范围为0.041~0.131 mg/m3，浓度最高。第三层段平均浓度为0.068 mg/m3，变化范围为0.034~0.105 mg/m3，浓度居中。
随着高度的增加，4月和5月二氧化硫浓度逐渐增大，二氧化硫浓度与高度变化呈显著正相关。根据二氧化硫浓度垂向变化，可分为0~19m、22~49m和52~70m三个层段。第一层段平均浓度为0.025 mg/m3，变化范围为0.014~0.034 mg/m3，浓度最低。第二层段平均浓度为0.037 mg/m3，变化范围为0.022~0.054 mg/m3，浓度最高。第三层段平均浓度为0.032 mg/m3，变化范围为0.018~0.048 mg/m3，浓度居中。
（4）西安市东郊4月氮氧化物浓度变化范围在0.023~0.142 mg/m3之间，氮氧化物一级超标率为8%。5月氮氧化物浓度变化范围在0.019~0.123 mg/m3之间，未有超标浓度出现。4月份二氧化硫浓度变化范围在0.017~0.051 mg/m3之间，5月份二氧化硫浓度变化范围在0.014~0.049 mg/m3之间，两个月均未有超标浓度出现。
（5）西安东郊春季氮氧化物和二氧化硫浓度与温度呈明显正相关，相关系数分别为0.83和0.67。西安东郊春季氮氧化物和二氧化硫浓度与相对湿度呈明显负相关，相关系数分别为-0.75和-0.48。西安东郊春季氮氧化物和二氧化硫浓度与风速及气压均呈明显负相关。
（6）氮氧化物和二氧化硫的日变化趋势一致，均呈下降后上升再下降后上升的趋势，且氮氧化物浓度水平总体高于二氧化硫，氮氧化物浓度变化幅度较大，二者呈正相关性。