雾霾时空分布研究

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1、雾霾时空分布研究摘要根据国家环保部最新发布的《环境空气质量标准》，首次将产生灰霾的主要因素——对人类健康危害极大的细颗粒物PM2.5的浓度指标作为空气质量监测指标，根据以上背景，结合附件中数据分析问题，研究PM2.5的形成和演变规律。题目一是探索PM2.5与其余五项监测指标之间的相关性，我们利用spss数据分析软件对六项监测指标进行相关性分析，为了使分析结果更加严谨，鉴于所分析的目标量PM2.5含量和其他几个分量（各监测指标）没有科学的因果关系，即各指标的重要性差异，我们利用灰色关联分析法进行验证，最终可推断：一氧化碳、PM10的

2、灰色关联系数最高，它们对PM2.5的形成起着关键性作用。针对问题二，我们将从时间上和空间上两个方面去描述杭州地区的PM2.5的分布情况和相关规律,先用spss软件进行数据的分析，将时间上和空间上的分布情况用图形呈现,结合图形可得出如下结论：1、在相同的时间段内，PM2.5含量在各地区的变化趋势基本相同，无明显差异。2、工业园区较为密集的地区PM2.5含量较高。为求得浙江污染最为严重的城市，我们先用matlab将附件中各城市的AQI通过空气质量指标的计算方法求出，为进行有效排序，我们将每个城市各个区域的AQI的平均值作为衡量标准，最

3、终得出湖州地区污染最为严重。针对问题三，需要研究PM2.5的发生和演变规律，我们采用偏最小二乘回归的方法建立模型，对问题进行研究。在此模型的基础上，我们根据附件3提供的杭州地区气象数据，考虑风力、湿度等天气和季节因素的影响，对该地区的数据进行定性分析，发现天气晴朗，湿度较低时，PM2.5的含量较低，空气质量指数较为优良，但风力风向是个不确定因素，无法进行准确评估。关键字：灰色关联分析偏最小二乘回归SPSS软件PM2.5一、问题重述大气是地球上生命的繁衍与发展的理想因素之一，它的状态和变化直接制约着人类的生活和生命健康，而其直接的表

4、现形式——空气质量更是与我们密不可分。基于此，针对空气质量监测，预报和控制等问题，国家和地方政府均制定了相应政策、法规和管理办法。2012年2月29日，环境保护部公布了新修订的《环境空气质量标准》和《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》。新规定中空气质量指数AQI作为空气质量监测指标，它相比原质量监测指标API，一种基于3个基本指标（二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物PM10）的监测指标，新增加了3个基本指标（细颗粒物PM2.5、臭氧、一氧化碳）。其中产生灰霾的主要因素——对人类健康危害极大的细颗粒物PM2.5的浓度指标是此

5、次建模的焦点。因为PM2.5的形成机理和过程比较复杂，有一种研究认为，AQI监测指标中的二氧化硫（SO2），二氧化氮（NO2），一氧化碳（CO）是在一定环境条件下形成PM2.5前的主要气态物体。在第一问中，我们要通过给定的部分地区的有效数据，建立适当的能衡量指标的关系模型，对PM2.5（含量）与其它5项分指标及其对应污染物（含量）之间的相关性及其关系进行分析；第二问，是结合新颁布的《环境空气质量标准》及相应的计算公式描述某一地区的PM2.5的时空分布情况，并对某一地区的受污染情况进行排序，找出污染最为严重的城市；第三问，在前两问的

6、基础上，结合地区的气候，天气，湿度等数据，将模型加以演变和发展，分析自然条件的变动对模型的影响，使我们能更直观的判别影响PM2.5的主要因素，从而制定相应的环境保护策略，缓解中国的阴霾现象。二、问题分析根据国家环保部发布了新修订的《环境空气质量标准》，其中增加了对细颗粒物（PM2.5）的监测，同时加严了部分污染物限值，相对于旧的标准，其能更加客观反映我国环境空气质量状况，推动大气污染防治。根据以上背景，结合附件中数据分析问题。题目一是探索PM2.5与其余五项监测指标之间的相关性，也就是说，建立模型寻求目标值与各分量之间的相关系数，

7、基于此，我们利用spss数据分析软件对六项监测指标进行相关性分析，为了使分析结果更加严谨，我们利用灰色关联分析法进行验证。灰色关联分析虽没有考虑各指标的重要性差异，但因为所分析的目标量PM2.5含量和其他几个分量（各监测指标）没有科学的因果关系，所以我们只需分析目标量与各个监测分量之间的关联。针对问题二，我们将从时间上和空间上两个方面去描述杭州地区的PM2.5的分布情况和相关规律,先用spss软件进行数据的分析，将时间上和空间上的分布情况用图形呈现,结合图形描述结果和所观察到的相关规律。为求得浙江污染最为严重的城市，我们先用mat

8、lab将附件中各城市的AQI通过空气质量指标的计算方法求出，为进行有效排序，我们将每个城市各个区域的AQI的平均值作为衡量标准。针对问题三，需要研究PM2.5的发生和演变规律，用一组变量去推演另一组变量，考虑到经典多元线性回归分析、二次多项式回归分