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鄭州黑碳氣溶膠質量濃度及氣象要素日變化特征

鄭丹 周順武 郭建平 多典洛珠 王傳輝

引用本文:
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鄭州黑碳氣溶膠質量濃度及氣象要素日變化特征

    作者簡介: 鄭 丹(1994?),女,四川人,碩士生,主要研究方向為氣溶膠氣候效應. E-mail:764843539@qq.com;
    通訊作者: 周順武, zhou@nuist.edu.cn
  • 中圖分類號: X513

Diurnal variation characteristics of black carbon aerosol mass concentration and meteorological elements in Zhengzhou

    Corresponding author: ZHOU Shun-wu, zhou@nuist.edu.cn ;
  • CLC number: X513

  • 摘要: 依據鄭州大氣本底站近6 a(2006—2011年)黑碳氣溶膠(Black Carbon aerosol,BC)質量濃度觀測數據,結合地面氣象觀測資料,分析了該站四季BC質量濃度日變化特征,并利用諧波分析的方法,探討了各季BC質量濃度和地面主要氣象要素(氣溫、相對濕度和風速)的日變化特征. 結果表明:①鄭州BC質量濃度年平均值較高,在BC質量濃度高值季節(秋冬季)其日變化呈現“雙峰型”,而在BC質量濃度低值季節(春夏季)則為“單峰型”;②該站四季地面氣象要素的日變化均表現為“單峰型”:BC質量濃度高值時刻對應地面氣溫低值、地面相對濕度高值以及地面風速低值時刻;③諧波分析發現,鄭州秋冬季BC質量濃度日變化具有24 h+12 h周期,春夏季BC質量濃度日變化具有明顯的24 h循環;④該站四季氣象要素日變化24 h循環顯著且均超前于BC質量濃度1~2 h,表明氣象要素會對BC質量濃度產生影響.
  • 圖 1  2006—2011年多年平均的鄭州各月BC質量濃度及其標準差值

    Figure 1.  Monthly average of BC mass concentration and standard deviation in Zhengzhou from 2006 to 2011

    圖 2  2006—2011年鄭州四季BC質量濃度逐小時變化

    Figure 2.  BC mass concentration diurnal variation in four seasons in Zhengzhou during 2006—2011

    圖 3  2006—2011年鄭州四季BC質量濃度標準差逐小時變化

    Figure 3.  BC mass concentration standard deviation diurnal variation in four seasons in Zhengzhou during 2006—2011

    圖 4  2006—2011年鄭州四季BC質量濃度與地面氣象要素日變化

    Figure 4.  Daily variation of BC mass concentration and surface meteorological elements in four seasons in Zhengzhou during 2006—2011

    圖 5  2006—2011年鄭州秋冬(春夏)季BC質量濃度與地面氣象要素24 h+12 h(24 h)循環變化曲線

    Figure 5.  24 hours+12 hours (24 hours) harmonic variation of BC mass concentration and surface meteorological elements in winter and fall (spring and summer) in Zhengzhou during 2006—2011

    圖 6  2006—2011年鄭州夏季BC質量濃度與地面氣象要素24 h循環散點分布

    Figure 6.  BC mass concentration and surface meteorological elements 24 hours cycle scatter plots in summer in Zhengzhou during 2006—2011

    表 1  2006—2011年鄭州四季BC質量濃度諧波分析結果

    Table 1.  Results of BC mass concentration harmonic analysis of Zhengzhou during 2006—2011

    季節24 h周期12 h周期累計方差貢獻率/%
    A/
    (μg?m?3)
    P / hS /%A/
    (μg?m?3)
    P / hS /%
    冬季0.4233.07614.3600.9788.48776.89191.925
    春季1.6024.17970.8210.9688.09525.87096.691
    夏季1.6814.55680.9270.7578.37316.40597.332
    秋季2.2502.10053.7382.0648.51745.25198.989
    A表示振幅;P表示波動首次達到峰值所需時間;S表示方差貢獻率.
    下載: 導出CSV

    表 2  2006—2011年鄭州四季地面氣溫諧波分析結果

    Table 2.  Results of surface temperature harmonic analysis of Zhengzhou during 2006—2011

    季節24 h周期12 h周期累計方差貢獻率/%
    A/
    (μg?m?3)
    P / hS /%A /
    (μg?m?3)
    P / hS /%
    冬季3.31915.57390.6861.0241.9338.63199.317
    春季4.20915.47995.8420.8031.2023.48899.330
    夏季3.43615.40497.0490.5321.2942.33099.379
    秋季3.68615.09991.5521.0681.5417.68799.239
    A表示振幅;P表示波動首次達到峰值所需時間;S表示方差貢獻率.
    下載: 導出CSV
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  • 加載中
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出版歷程
  • 收稿日期:  2019-12-16
  • 錄用日期:  2020-05-18
  • 網絡出版日期:  2020-09-22

鄭州黑碳氣溶膠質量濃度及氣象要素日變化特征

    作者簡介:鄭 丹(1994?),女,四川人,碩士生,主要研究方向為氣溶膠氣候效應. E-mail:764843539@qq.com
    通訊作者: 周順武, zhou@nuist.edu.cn
  • 1. 南京信息工程大學 大氣科學學院,氣象災害教育部重點實驗室/氣象災害預報預警與評估協同創新中心/氣候與環境變化國際合作聯合實驗室/資料同化研究與應用中心,江蘇 南京 210044
  • 2. 中國氣象科學研究院 災害天氣國家重點實驗室,北京 100081
  • 3. 安徽省氣象局,安徽 合肥 230061

摘要: 依據鄭州大氣本底站近6 a(2006—2011年)黑碳氣溶膠(Black Carbon aerosol,BC)質量濃度觀測數據,結合地面氣象觀測資料,分析了該站四季BC質量濃度日變化特征,并利用諧波分析的方法,探討了各季BC質量濃度和地面主要氣象要素(氣溫、相對濕度和風速)的日變化特征. 結果表明:①鄭州BC質量濃度年平均值較高,在BC質量濃度高值季節(秋冬季)其日變化呈現“雙峰型”,而在BC質量濃度低值季節(春夏季)則為“單峰型”;②該站四季地面氣象要素的日變化均表現為“單峰型”:BC質量濃度高值時刻對應地面氣溫低值、地面相對濕度高值以及地面風速低值時刻;③諧波分析發現,鄭州秋冬季BC質量濃度日變化具有24 h+12 h周期,春夏季BC質量濃度日變化具有明顯的24 h循環;④該站四季氣象要素日變化24 h循環顯著且均超前于BC質量濃度1~2 h,表明氣象要素會對BC質量濃度產生影響.

English Abstract

  • 隨著經濟快速發展,大氣污染問題日益嚴重[1-3],其中黑碳氣溶膠(Black Carbon aerosol,BC)是一種懸浮在空氣中的重要顆粒態污染物,主要來源于生物質、石油、煤炭的不完全燃燒,是一種對光有強烈吸收作用的含碳物質[4]. 大量研究表明,BC是造成全球變暖的潛在因子之一[5]. 同時,目前普遍研究認為BC質量濃度與氣象要素存在非常密切的聯系,一方面BC質量濃度對天氣、氣候和大氣環境等具有一定影響,進而影響空氣質量[5-9];另一方面氣溫、濕度和風等的變化影響BC質量濃度的分布[10-13].

    早在20世紀70年代,國外已開始了BC質量濃度的研究[14],直至20世紀90年代,國內各地陸續開展了BC質量濃度的觀測. 基于這些觀測,近年來我國有關BC質量濃度的研究已取得一定的進展,針對BC質量濃度日變化方面也有一批成果. 研究得出,上海、蘇州等地BC質量濃度日變化呈“雙峰型”分布[15-17];而成都、邯鄲等地則以“單峰型”為主[18-19]. 同時發現一些地方BC質量濃度的日變化存在一定的季節差異,如北京在秋冬季具有“雙峰型”特征,在夏季表現為“單峰型”[20];廣州在干季(濕季)其日變化表現為“雙峰型”(“單峰型”)[21]. 有研究指出在BC質量濃度同為“雙峰型”的城市中,其峰值出現時間存在一定差異,如上海浦東2個BC質量濃度峰值分別出現在早上09:00—10:00(北京時間,下同)和晚上20:00—21:00[15];而蘇州BC質量濃度2個峰值則出現在早上07:00—09:00和晚上18:00—21:00[17]. 孫歡歡等[18]及齊孟姚等[19]進一步分析BC質量濃度與氣象要素之間的關系,發現BC質量濃度與地面氣溫存在反向變化關系,與風速呈負相關. 可見,BC質量濃度與氣象要素之間的關系復雜,同一地區不同季節二者關系也存在一定的差異[22].

    河南省作為中國的重要經濟大省,是全國重要的綜合交通樞紐和人流物流信息流中心,是打好藍天保衛戰的關鍵區域. 當前,對鄭州大氣污染的研究主要集中在各類污染物如PM2.5和PM10質量濃度的不同尺度時空變化特征分析,而研究黑碳氣溶膠及氣象要素日變化特征的較少. 因此,基于鄭州BC質量濃度觀測數據,研究該站BC質量濃度及氣象要素日變化特征,具有重要的科學意義和社會意義. 本文依據鄭州近6 a(2006年1月—2011年12月)的BC質量濃度觀測數據,在揭示該站四季BC質量濃度及地面氣象要素的日變化特征的基礎上,利用諧波分析的方法,將各季BC質量濃度及地面氣溫、相對濕度和風速的基本周期信號從原始波動中提取出來,進一步分析不同季節BC質量濃度與上述氣象要素的聯系. 其結論以期為鄭州市的大氣污染防治工作提供必要的參考.

    • 文中主要使用2006年1月—2011年12月的資料,包括:①由鄭州市金水區大氣成分本底站觀測的逐5 min BC質量濃度(880 nm)資料;②鄭州站逐小時地面觀測的氣溫、相對濕度和風速資料. 以上資料均來源于中國氣象局國家氣象信息中心.

      由于儀器故障和停電等原因,導致原始的BC質量濃度數據中存在部分不可用或具有明顯錯誤的數據[13],文中將這一部分BC質量濃度數據除在分析年際變化時用月平均值代替外,其余均按缺測處理. 由于分析時段和對數據處理方法的不同,選用的BC質量濃度數據缺測率不一,介于1.96%~5.51%之間,文中省略具體缺測率的統計情況.

    • 諧波分析可從原始的不規則曲線中提取周期已知的波動,同時以振幅和位相描繪每個波動的特征,該方法還能反映出分析要素日變化達到峰值的時間,便于充分揭示各種周期變化的規律[23-24]. 諧波分析可由公式(1)表示:

      $ \begin{array}{l} y\left(t \right) = {y_0} + \displaystyle\sum\limits_{k = 1}^n {{A_k}\sin \left({{\omega _k}t + {\sigma _k}} \right)} \\ \;\;\;\;\;\;\;{\rm{ = }}{y_0}{\rm{ + }}\displaystyle\sum\limits_{k = 1}^n {({a_k}\cos \left({{\omega _k}t} \right) + {b_k}\sin \left({{\omega _k}t} \right)} , \end{array} $

      式中,y(t)表示t時刻某要素值;y0表示該要素日平均值;k表示第k個波;文中n取2,分別表示24 h和12 h的諧波;Ak表示第k個波的振幅;ωk表示第k個波的圓頻率;σk表示第k個波的位相.

    • 鄭州BC質量濃度年平均值為(9.92±2.64)μg.m?3,明顯高于2013年9月—2015年5月西安的5.15 μg.m?3[11]、2014年武漢的5.551 μg.m?3[25]及2004—2007年廣州的8.42 μg.m?3[10]等城市的BC質量濃度年平均值. 圖1給出了鄭州2006—2011平均各月BC質量濃度值及其標準差. 由各月BC質量濃度平均值(實線)分布可知,BC質量濃度最大(?。┰戮党霈F在12(7)月,次大(?。┲党霈F在11(5)月,總體上鄭州BC質量濃度呈現出“冬秋高、夏春低”的變化特征. 與BC質量濃度的月變化特征類似,其標準差(虛線)分布也表現為秋冬高于春夏,說明在鄭州BC質量濃度高值期間的秋冬季,其變化幅度也較大. 春夏季出現BC低質量濃度可能是由于此時排放減少、降水的濕清除作用以及強烈湍流混合引起的垂直擴散等多種因素所致[26].

      圖  1  2006—2011年多年平均的鄭州各月BC質量濃度及其標準差值

      Figure 1.  Monthly average of BC mass concentration and standard deviation in Zhengzhou from 2006 to 2011

    • 為了分析四季BC質量濃度的日變化特征及其逐年變化,將逐5 min觀測數據處理后得到四季BC質量濃度. 圖2是2006—2011年鄭州四季BC質量濃度逐小時變化. 由圖2可知,秋季BC質量濃度最大且變化最為劇烈,冬季次之,春季再次,夏季BC質量濃度最低且變化幅度最小. 冬秋季是BC質量濃度高值季節,BC質量濃度日變化表現為明顯的“雙峰型”,2個峰值分別出現在早上06:00—09:00和晚上20:00—22:00,2個谷值則出現在下午12:00—17:00和夜間00:00—次日06:00,這與我國多地如北京[20]、上海[27]、廣州[21]、蘇州[17]等地BC質量濃度日變化基本一致. 春夏季是BC質量濃度低值季節,BC質量濃度日變化表現為明顯的“單峰型”,峰值出現在上午06:00—08:00,谷值出現約在下午15:00.

      圖  2  2006—2011年鄭州四季BC質量濃度逐小時變化

      Figure 2.  BC mass concentration diurnal variation in four seasons in Zhengzhou during 2006—2011

      與四季BC質量濃度的逐小時變化特征類似,其標準差分布(圖3)也表現出秋冬為“雙峰型”,春夏為“單峰型”,且秋冬季標準差最大值多出現在2個峰值時刻,說明BC質量濃度高值季節雙峰時刻變化最為劇烈,而春夏季標準差最大值分別出現在峰值和谷值時刻,說明BC質量濃度低值季節極值時變化最為劇烈.

      圖  3  2006—2011年鄭州四季BC質量濃度標準差逐小時變化

      Figure 3.  BC mass concentration standard deviation diurnal variation in four seasons in Zhengzhou during 2006—2011

    • 對2006年1月—2011年12月鄭州各月BC質量濃度和地面各氣象要素平均后,圖4給出了它們的日變化曲線. 由圖4可見,地面氣象要素日變化均表現為“單峰型”,且白天(08:00—20:00)各氣象要素變化幅度明顯大于夜間(20:00—次日08:00). 四季地面氣溫和風速的谷值出現在早上06:00—07:00和凌晨02:00—05:00,地面氣溫的峰值均出現在約下午15:00(需要說明的是氣溫與風速的縱坐標采用逆序繪制). 四季地面相對濕度的谷值則均出現在下午15:00,峰值出現在上午06:00—08:00. 由此可知,雖然BC質量濃度日變化在冬秋季為“雙峰型”,但基本上四季BC質量濃度的高(低)值出現在地面氣溫和風速的低(高)值時刻前后以及相對濕度的高(低)值前后. 總之,BC質量濃度的高值時刻一般對應著地面氣溫的低值、相對濕度的高值以及風速的低值,這可能是由于氣溫低時不利于空氣中發生光化學反應,相對濕度較高時空氣中顆粒物不易擴散,濕度大風速小時則不利于污染物的擴散輸送[28]. 城市中的BC質量濃度通過與SO2和NOx的粒子相反應可快速形成硫酸鹽,并顯著增強吸濕性[29-31],因此BC質量濃度與相對濕度呈現出同向變化關系.

      圖  4  2006—2011年鄭州四季BC質量濃度與地面氣象要素日變化

      Figure 4.  Daily variation of BC mass concentration and surface meteorological elements in four seasons in Zhengzhou during 2006—2011

    • 為了定量刻畫鄭州四季BC質量濃度的日循環信號,對其進行諧波分析,當截取前2個波時,BC質量濃度日變化24 h(全日循環)和12 h(半日循環)的累計方差貢獻率均超過91.93%,說明24 h和12 h循環可很好的代表BC質量濃度的實際日變化特征. 以下重點分析前2個諧波,表1給出鄭州四季BC質量濃度的諧波分析結果,由四季全日循環的貢獻率可知,夏季最大,達到80.92%;春季次之;秋季再次;冬季最低(僅為14.36%). 類似的,分析四季半日循環的貢獻率可知,冬季最大,達到76.89%,秋季次之,春季再次,夏季最低,僅為16.41%. 由此可知,春夏季BC質量濃度日變化主要以全日循環為主,秋季則以全日循環+半日循環共同決定,而冬季則以半日循環為主.

      季節24 h周期12 h周期累計方差貢獻率/%
      A/
      (μg?m?3)
      P / hS /%A/
      (μg?m?3)
      P / hS /%
      冬季0.4233.07614.3600.9788.48776.89191.925
      春季1.6024.17970.8210.9688.09525.87096.691
      夏季1.6814.55680.9270.7578.37316.40597.332
      秋季2.2502.10053.7382.0648.51745.25198.989
      A表示振幅;P表示波動首次達到峰值所需時間;S表示方差貢獻率.

      表 1  2006—2011年鄭州四季BC質量濃度諧波分析結果

      Table 1.  Results of BC mass concentration harmonic analysis of Zhengzhou during 2006—2011

      對鄭州四季地面氣溫進行諧波分析后發現(表2),地面氣溫全日循環的方差貢獻率均大于90.69%,可見地面氣溫日變化以日循環為主,四季地面氣溫日變化的24 h循環第1次到達峰值出現在午后15:00—16:00. 春季地面氣溫日循環振幅最大,與圖4所示結果一致,其他季節振幅相當,可見春季地面氣溫變化幅度較其他季節更大.

      季節24 h周期12 h周期累計方差貢獻率/%
      A/
      (μg?m?3)
      P / hS /%A /
      (μg?m?3)
      P / hS /%
      冬季3.31915.57390.6861.0241.9338.63199.317
      春季4.20915.47995.8420.8031.2023.48899.330
      夏季3.43615.40497.0490.5321.2942.33099.379
      秋季3.68615.09991.5521.0681.5417.68799.239
      A表示振幅;P表示波動首次達到峰值所需時間;S表示方差貢獻率.

      表 2  2006—2011年鄭州四季地面氣溫諧波分析結果

      Table 2.  Results of surface temperature harmonic analysis of Zhengzhou during 2006—2011

      同樣對地面相對濕度進行諧波分析(表略)后,發現鄭州四季地面相對濕度日變化的全日循環的方差貢獻率在90.11%~96.89%之間,說明24 h循環可以代表鄭州各季地面相對濕度的日變化為“單峰型”變化. 對比四季地面相對濕度的全日循環發現,在凌晨02:00—04:00之間達到峰值. 由其振幅可知,秋季地面相對濕度變化幅度最大,冬季最小,春秋季相當,這與圖4所得結論也一致,表明秋季地面相對濕度變化最大,冬季變化最小.

      最后對地面風速進行諧波分析(表略),可知鄭州四季地面風速日變化的全日循環的方差貢獻率介于88.10%~96.93%,說明地面風速日變化在四季均以全日循環為主. 秋冬季地面風速在13:00—14:00之間達到峰值,春夏季則在14:00—16:00之間,表明春夏季風速最大值較秋冬季滯后約1 h. 春季地面風速24 h循環的變化幅度最大,秋季最小,說明春季地面風速變化較其他季節更劇烈.

      進一步比較四季BC質量濃度與地面氣象要素的不同周期現象. 由于冬季12 h和24 h循環的累計方差貢獻率達到91.90%,故選擇冬季BC質量濃度和地面各氣象要素的前2個諧波并疊加(圖5(a)(c)),分析其對應關系. 由圖5可知,鄭州冬季BC質量濃度日變化具有24 h+12 h周期,氣象要素日變化24 h循環顯著,地面氣溫、相對濕度、風速在夜間(00:00—08:00)超前于BC質量濃度約2 h,其余時段地面氣溫、相對濕度與BC質量濃度變化基本一致,地面風速較BC質量濃度有所超前.

      圖  5  2006—2011年鄭州秋冬(春夏)季BC質量濃度與地面氣象要素24 h+12 h(24 h)循環變化曲線

      Figure 5.  24 hours+12 hours (24 hours) harmonic variation of BC mass concentration and surface meteorological elements in winter and fall (spring and summer) in Zhengzhou during 2006—2011

      由于春季BC質量濃度和地面氣象要素日變化均以24 h循環為主,故選擇春季BC質量濃度和地面各氣象要素的第1個諧波(圖5(d)(f)). 由圖5可知,春季BC質量濃度和地面各氣象要素均具有明顯的24 h循環,且地面氣溫和風速的峰(谷)值均超前于BC質量濃度的谷(峰)值約為1~2 h,而地面相對濕度的峰(谷)值超前于BC質量濃度峰(谷)值大約1~2 h.

      根據以上的諧波分析結果可知,夏季BC質量濃度和各氣象要素的第1個諧波的方差貢獻率均超過80.00%,說明第1個諧波對原序列的解釋程度較高,故選擇第1個諧波分析夏季BC質量濃度和地面各氣象要素的24 h循環變化曲線. 由圖5(g)(i)可知,夏季BC質量濃度和地面各氣象要素均具有明顯的24 h循環,且地面氣象要素均超前于BC質量濃度大約1~2 h.

      由于秋季BC質量濃度前2個周期波的方差貢獻率分別為53.74%和45.25%,而各氣象要素的第1個周期波的方差貢獻率均超過88.00%,說明BC質量濃度日變化特征需要前2個諧波共同解釋,圖5(j)(l)為鄭州秋季BC質量濃度與地面風速、地面相對濕度及地面風速24 h+12 h循環變化曲線. 由圖5可知,與冬季變化類似,秋季地面氣溫、相對濕度、風速在夜間(00:00—08:00)超前于BC質量濃度約2 h,其余時段地面氣溫、相對濕度與BC質量濃度變化基本一致,地面風速較BC質量濃度有所超前.

      綜合整個圖5的分析可知,BC質量濃度高值季節(秋冬季)日變化以12 h循環為主,低值季節(春夏季)日變化以24 h循環為主,地面氣象要素在4個季節均以24 h循環為主. 秋冬季地面氣溫、相對濕度、風速在夜間(00:00—08:00)超前于BC質量濃度約2 h,其余時段地面氣溫、相對濕度與BC質量濃度變化基本一致,地面風速較BC質量濃度有所超前;春夏季氣象要素均超前于BC質量濃度1~2 h,說明氣象要素的變化會對BC質量濃度產生影響.

      根據以上結果,將鄭州夏季BC質量濃度24 h循環序列做超前1 h處理后,分別與地面氣溫、相對濕度、風速的24 h循環序列作比較(圖6). 由圖6可知,鄭州夏季BC質量濃度與氣象要素的24 h循環基本一致,地面氣象要素在夏季超前BC質量濃度約1 h,說明地面氣象要素影響BC質量濃度變化. 類似的,將鄭州春季BC質量濃度24 h循環序列做超前1 h處理后,分別與地面氣溫、相對濕度、風速的24 h循環序列進行比較(圖略),也得到同樣的結論.

      圖  6  2006—2011年鄭州夏季BC質量濃度與地面氣象要素24 h循環散點分布

      Figure 6.  BC mass concentration and surface meteorological elements 24 hours cycle scatter plots in summer in Zhengzhou during 2006—2011

    • 根據2006—2011年鄭州站BC質量濃度觀測數據,結合地面氣象要素觀測資料,研究了鄭州四季BC質量濃度和地面各氣象要素的日變化特征,并利用諧波分析的方法,討論了四季各要素的周期變化特征. 主要結論如下:

      (1)鄭州BC質量濃度年平均值為(9.92±2.64)μg.m-3,高于西安、武漢、廣州. 秋冬季濃度明顯高于春夏季,且BC質量濃度在秋冬季變率較大. 秋季BC質量濃度最大且變化最為劇烈,冬季次之,春季再次,夏季BC質量濃度最低且變化幅度最小. 秋冬季BC質量濃度日變化表現為明顯的“雙峰型”,冬季BC質量濃度最大值多為早上的峰值,而秋季BC質量濃度最大值則多為晚上的峰值. 春夏季是BC質量濃度低值季節,BC質量濃度日變化表現為明顯的“單峰型”,BC質量濃度秋冬季雙峰時刻變化最為劇烈,春夏季BC質量濃度低值季節極值時刻變化最為劇烈.

      (2)地面氣象要素日變化均表現為“單峰型”,且白天(08:00—20:00)各氣象要素變化幅度明顯大于夜間(20:00至次日08:00). 對比四季各氣象要素可知,春(夏)季地面氣溫變化幅度最大(?。?,秋(冬)季地面相對濕度變化最大(?。?,春(秋)季地面風速變化幅度最大(?。? 總之,各要素日變化明顯,BC質量濃度高值時刻對應著地面氣溫低值、地面相對濕度高值以及地面風速低值.

      (3)諧波分析發現,鄭州秋冬季BC質量濃度日變化具有24 h+12 h周期,春夏季BC質量濃度日變化具有明顯的24 h循環. 4個季節氣象要素日變化24 h循環顯著,秋冬季地面氣溫、相對濕度、風速在夜間(00:00—08:00)超前于BC質量濃度約2 h,其余時段地面氣溫、相對濕度與BC質量濃度變化基本一致,地面風速較BC質量濃度有所超前;春夏季地面氣象要素均超前于BC質量濃度1~2 h,說明四季氣象要素的變化會對BC質量濃度產生影響.

      由于BC質量濃度與氣象要素之間存在著復雜的關系,本文僅從日變化特征以及周期變化這一角度分析了它們的關系,關于BC質量濃度與氣象要素之間的定量關系未進行討論. 最后還需要說明的是,目前僅有BC質量濃度觀測數據,且BC質量濃度數據存在一定的缺測和異常值.

參考文獻 (31)

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