● 摘要
近地面作为人们生活栖息的主要空间,其大气质量的好坏直接影响人们的身体健康,因此,研究近地面臭氧及氮氧化物浓度变化显得日益重要。为了更好的认识西安市郭杜镇臭氧及氮氧化物浓度的变化规律,为大气污染防治提供科学依据,很有必要研究西安市的臭氧及氮氧化物浓度变化。
本文于2014年10月利用便携式仪器对西安市郭杜镇陕西师范大学长安校区52m高度范围的臭氧和氮氧化物浓度及其气象要素进行了3个昼夜高分辨率的观测,研究了该区臭氧及氮氧化物浓度的时空变化及气象要素对两者浓度的变化的影响,得出以下主要结论:
(1)通过对西安市郭杜镇2014年10月臭氧浓度3次昼夜变化观测,揭示出2014年10月臭氧浓度在1~52m高度范围内昼夜变化规律较为一致,呈单峰分布,均在14:00出现峰值,昼夜O3浓度变化较大。O3浓度昼夜变化可分为三个阶段。第一阶段出现于0:00~8:00为臭氧浓度居中阶段。第二阶段为10:00~16:00,该时段为日臭氧浓度最高阶段。第三阶段为18:00~0:00,是臭氧浓度最低阶段。
(2)西安市郭杜镇2014年10月氮氧化物浓度昼夜浓度变化均呈三个阶段变化。第一阶段出现于0:00~8:00,为浓度最低阶段。第二阶段为10:00~16:00,是浓度最高阶段。第三阶段为18:00至22:00,是为浓度居中阶段。
(3)西安市郭杜镇2014年10月臭氧浓度垂向变化可分为两类型。第一种类型出现在8:00~18:00,主要特点是臭氧浓度在1~10m高度范围内随高度增加呈增加趋势。13~22m高度范围内随高度增加臭氧浓度呈减少趋势,而25~52m高度范围内随高度增加臭氧浓度表现出增加的趋势。第二种类型出现在20:00~6:00,主要变化特征是臭氧平均浓度在1~10m高度范围内随高度增加呈增加趋势,在13~52m高度范围内,随高度增加臭氧平均浓度呈递减趋势。
(4)西安市郭杜镇2014年10月氮氧化物浓度垂向变化可分为三类型。第一种类型出现在12:00~16:00和0:00~4:00期间,12:00~16:00 NOx浓度在1~43m高度范围随高度增加而增加,46~52m高度范围内浓度变化呈减小趋势。0:00~4:00NOx浓度在1~43m高度范围内随高度增加而增加,在46~52m高度范围内随高度增加浓度减小。第二种类型出现在18:00~22:00,在1~43m高度范围内随高度增加NOx浓度变化幅度较小,增加趋势不明显;46~52m高度范围内随高度增加NOx浓度减小。第三种类型主要出现在6:00~10:00时间段,1~31m高度范围内随高度增加NOx浓度呈减少趋势, 34~43m范围内随高度增加NOx表现出增加趋势,而 46~52m范围随高度增加NOx浓度呈减少趋势。
(5)研究区域2014年10月臭氧和氮氧化物浓度、相对湿度、风速均呈负相关,与温度、气压、太阳辐射强度、混合层高度均呈正相关。氮氧化物与温度、混合层高度均呈正相关,与相对湿度、风速、气压、太阳辐射强度均呈负相关。
(6)2014年10月研究区域臭氧为出现污染现象,而氮氧化物在12:00~16:00 出现了严重污染。
(7)观测期间臭氧除当地来源之外远程源主要来源于人烟稀少、气候干燥、地表植被覆盖率较低的区域。
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