基于gis的福州市pm25时空分布研究

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1、基于GIS的福州市PM2.5时空分布研究摘要：为更好地了解福州市细颗粒物(PM2.5)的时空分布状况，应用地理信息技术软件，基于2016年福州市21个监测站点的大气小时PM2.5数裾，进行了插值反演连续空间的大气分布。结果表明：时间分布上，福州市夏秋季节PM2.5浓度较低，春冬季节浓度较高。空间分布上，罗源县、永泰县、福清市PM2.5浓度较低；福州市区、长乐市及闽侯县PM2.5污染较严重；五城区中，台江、仓山PM2.5浓度较高。关键词：地理信息系统；空气细颗料物；大气污染中图分类号：X831文献标识码：A文

2、章编号:16749944(2017)100069031引言人类的生活品质需要持续提升，所依赖的是工业水平的迅猛发展，同时，伴随而来的是工业发展的负面产物，包括大量的废水、废物、废气。尤其在高速发展的城市之中，汽车尾气、城市开发建筑工地扬尘、企业排放废气等不断增加，导致我国雾霾天气的出现越来越频繁［1］。PM2.5是指空气动力学直径小于等于2.5um的颗粒物细粒、细颗粒物。其特点是粒径小，分布面积大，活性强，易附带有毒、有害物质，且在大气屮的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大［2］

3、。CHE等［3］对31个省会城市1981〜2005年的霾特征变化进行了研宄，指出我国东部和东南部城市霾天气呈显著上升趋势。吕守军、沈星迟、张晓敏等通过多元回归分析分析了多年数据，基木验证了PM2.5治理困局产生的主要原因，且提出了对策。陈巧俊利用CALPUFF大气扩散模型模拟了福州市气象场和二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物浓度场，采用监测值对模拟结果进行验证表明了模型的适用性［4］。尹宏伟利用GIS实现了济南市的大气污染源的可视化和污染监测数据的空间化，根据相关的实测资料，分析了研宂区内不同时间、空间的大气

4、污染分布情况，利用GIS的插值与地统计分析，对济南市具有代表性的大气污染气体的空间分布进行研究［5］。2研究区域概况福州市位于闽江下游，气候类型属中、南亚热带过渡的海洋性季风气候，全年气候暖热湿润，冬季短暂且温和，夏季漫长而无酷暑。福州市区年平均温度为20.3°C,2月为最冷月，平均温度10.5°C,8月为最热月，平均温度28.7'C。福州市区所在地属于典型的河口盆地，盆地四周被群山峻岭所环抱，境A地势自西向东倾斜，地形闭塞，闽江门沿江通道的大气流动是福州市的主要大气扩散动力来源，空气扩散条件较差，大气环境

5、的承载力较弱［6］。福州市大气自动监测站点较多，基本上覆盖福州各个县市区，市区分布较为密集。近来来，福州市城市建设力度加大，颗粒物污染成为影响福州市环境质量的重耍因素，其屮PM2.5是造成环境空气质量污染的主要污染物［7］。3研究方法与原理目前，环境现状监测的方法主要有三类：资料收集法、地理信息技术及方法、现场调查法［8］。在环保工作者的环境现状监测实际应用中，从人力、物力以及可行性上考虑，我们不可能对研宄区内或者无法实现大量位置的布设监测点、收集资料及取样。地理信息技术及地理统计数学力法在这种情况下发挥了

6、巨大的作用，比较常用的就是通过布设一定数量、一定分布的监测点或者监测断面，应用点差值面的估计方法，研宄区域目标的分布状态，供研究者使用［9］。空间插值是我们假设空间分布的研究对象具有空间相关性，也就是说，彼此接近的对象往往具有相似的特征，空间插值是通过已知的空间数据来推算未知空间数裾值的数学方法［10］。本文采用反距离权重插值法进行空间插值。4数据获取对福州市所有站点屮的21个典型空气质量监测站点PM2.5数据进行分析（图1）,其中包括5个国控监测站点，16个区县监测站点。具体数据为2016年PM2.5浓度

7、数据（小时），运用相关数理统计方法进行时间及空间上的研宄探讨。5分析与结论5.1福州市PM2.5浓度时间变化分析5.1.1日数据分析对分布在福州市内的各个站点PM2.5值进行加和由图2可以看出，PM2.5的浓度在7:00与19:00之后开始升高。分析原因包括：从气象学角度上分析，每日贴地逆温层厚度的峰值一般出现在7:00与19:00,逆温导致大气稳定度升高，不利于污染物扩散。此外,PM2.5浓度最高的两个波峰也恰好处于交通高峰期间，交通运输中尾气的排放量的增高，也是一个重要的影响因素。5.1.2年数据分析根

8、据鹿世瑾等［11］对福建气候的研究将一年屮3、4、5月定为春季，6、7、8月份夏季，9、10、11月份定为秋季，12、1、2月份定为冬季进行季节性分析。由图3结论表明，福州市春冬季节空气质量较差，夏秋季节较好。福州市?儆谘侨却?海洋性季风气候，干湿与盛行风向因季节而异。春季低纬暖湿气流活跃，受其控制大气层结相对稳定、风速小、局部易形成逆温，不利于污染物扩散。冬季北霾南下，导致局地污染浓度升高，春冬季节在冷空气来临