分宜空氣負離子濃度變化規律及其與氣象要素的關系

王愛紅　鄧細華

摘要通過對分宜2010年1～12月09：00、16：00 2個觀測時次數據的分析，研究空氣負離子濃度變化規律及其與各氣象要素的關系。結果表明，負離子濃度3～8月下午高于上午；負離子濃度有明顯的年變化特征；負離子濃度的大小與測點周圍的植被覆蓋率有很大的關系；在雷雨、陣雨、間歇性小雨天氣后負離子濃度明顯偏高。

關鍵詞負離子濃度；變化規律；氣象要素；關系

中圖分類號S161文獻標識碼A文章編號0517-6611（2015）07-183-01

The Variation Law of Negative Ion Concentration in Fenyi County and Relationship with Meteorological Factors

WANG Ai-hong1， DENG Xi-hua2

（1. Fenyi County Meteorological Bureau， Xinyu， Jiangxi 336600； 2. Xinyu City Meteorological Bureau， Xinyu， Jiangxi 338000）

AbstractThrough analysis on data in 09：00 and 16：00 from January to December， 2010 in Fenyi， the varying laws of the negative air ion concentration and the relationship with meteorological factors were studied. The negative ion concentration in the morning is higher than it is in the afternoon from March to August. The negative ion concentration shows remarkable annual variations. The negative ion concentration is deep about vegetation cover bestrewing rate around the measuring site. The negative ion concentration is significantly higher after thunderstorms， showers， and intermittent drizzles.

Key words Negative ion concentration； Variation law； Meteorological factors； Relationship

空氣負離子是大氣中帶負電荷的單個氣體分子或離子團的總稱。在我國習慣性地稱為“負氧離子”。空氣中的負離子具有清潔空氣、調節小氣候及預防疾病的作用，有利于人體健康，被譽為“空氣維生素”和“生長素”，其濃度高低已成為評價一個地方空氣清潔程度的指標。世界衛生組織規定，清新空氣的負離子標準濃度為每立方厘米空氣中不應低于1 000～1 500個。自然界中的空氣負離子主要來源于水的沖擊作用、宇宙射線、風的作用與雷電等，空氣中負離子濃度多少與天氣條件、下墊面特征等密切相關，且受氣象因素影響較大[1-3]。筆者通過對分宜2010年全年的空氣負離子資料進行分析，研究分宜空氣負離子的濃度變化規律，并探討了負離子濃度與天氣條件的關系，分析了負離子濃度與同期氣象要素的相關關系。

1資料與方法

1.1觀測環境

分宜縣位于江西省中部偏西，袁河中游（27°33′～28°08′N、114°29′～114°51′E），屬亞熱帶季風型濕潤氣候，雨量充沛，日照充足，氣候溫和，無霜期長。負離子的觀測地點選自該縣氣象局觀測場內，該觀測場位于27°49′N、114°14′E，場地較開闊，淺草平鋪，但周邊高大樹木相對較少。

1.2 觀測儀器

使用美國生產的AIC—1000便攜式負離子測量儀，測量范圍為10～1 999 000 ions/cm3。該儀器靈敏度高，可測離子濃度低至10個/cm3；即使在有很強的靜電場或有風的不利條件下也能給出精確的讀數；響應速度快，只需約2 s，提高測試效率；體積小重量輕，操作簡單方便。

1.3觀測時間

每日的09：00和16：00進行人工觀測，取09：00的值代表測站上午負離子濃度的平均狀況，16：00的值代表下午的平均狀況。

1.4觀測方法

測量時，保持空氣相對靜止，測量人員與儀器保持一個手臂左右距離。觀測時，打開電源開關，轉換到負離子檔，儀器調整歸零，待數據穩定后連續讀取20個數據，取20個數據的平均值為相應時次的負離子濃度值。所用資料為分宜2010年1～12月的負離子觀測資料，有效數據為724個。

2結果與分析

2.1空氣負離子濃度特征分析

2.1.1

負離子濃度水平。通過資料統計分析得知，2010年1～12月分宜空氣負離子濃度最小值為30個/cm3，分析天氣條件得知，陰天，能見度較差，相對溫度70%以上；最大值為2 710個/cm3 ，全年負離子平均濃度為390個/cm3 。由此可見，觀測點空氣質量一般，這主要是因為測點位于城中，周邊高大樹木不多，植被覆蓋率不高。

2.1.2

負離子濃度日變化規律。

空氣負離子濃度的日變化總體來說上午、下午差別不是特別大，但從圖1可以看出，負離子濃度在3～8和11月下午高于上午，其余各月均為上午略高于下午。分析原因為春、夏兩季植物光合作用較為強烈，氧含量豐富，而最強的時段為輻射最強的時段，即為正午或下午。

2.1.3

負離子濃度年變化規律。由圖2可見，分宜負離子濃度具有明顯的年變化特征，平均最高值出現在9月，為521個/cm3 ，平均最小值出現在11月，為222個/cm3；4～9月負離子濃度較高，10月～次年3月較低，9月之后負離子數據下降趨勢明顯，11月份為初冬負離子達到最低值，之后略呈上升趨勢，整個冬季負離子指數偏低，3月份春天來臨，萬物復蘇，負離子指數開始上升?？傮w來看，分宜的負離子濃度呈現夏、秋季高而冬、春季低的特點，與年平均氣壓的變化趨勢呈反比。

2.2負離子濃度與氣象要素的關系

在對與負離子濃度

相關的氣象要素進行分析后發現，就本站而言，云量、風速、

表32009～2013年懷化市汛期降水量灰色拓撲預測結果

年份降水量絕對誤差∥mm降水量相對誤差∥%

2009353.1050.85

2010112.0411.23

2011349.9748.70

201228.912.50

2013191.9019.47

精度高的優點，其預測結果基本能反映客觀實際，因此灰色拓撲預測是進行降水量長期預測的一種有效方法，預測結果對懷化市汛期降水量的長期預測及汛期降水的短期預報具有一定的借鑒和參考意義。

（2）建立汛期降水量的灰色拓撲預測模型時，閾值是根據樣本數據特征人為選定的，閾值選取的不同對預測模型的建立及預測效果均會有影響。該研究過程中經多次反復試驗驗證，最終確定閾值的初始值為765，間隔為25，共選取22個閾值進行模型的建立，以確保模型的擬合及預測精度。

（3）任何一種預測模型均會有誤差，但采取一定的方法對模型的誤差（殘差）進行修正可以大大提高模型的預測精度，如采用BP神經網絡模型對 GM（1，1）模型的殘差進行修正，以提高預測精度等。在此暫未對灰色拓撲預測模型的殘差進行修正，有待今后進一步研究。

參考文獻

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