大氣污染物濃度與農(nóng)業(yè)氣象因子的關(guān)系探究

□ 孫景瑜 賈秋蘭

（1.藁城區(qū)氣象局，河北 藁城 052160；2.邢臺(tái)市氣象局，河北 邢臺(tái) 054000）

關(guān)鍵字：能見度；相對(duì)濕度；PM2.5

大氣污染程度與人們的生活和農(nóng)作物的生長有著密切關(guān)系。在無污染情況下，在人們正常的視力范圍內(nèi)，可以輕松辨別空中或地面的目標(biāo)物。能見度低的情況主要發(fā)生在冬季，因?yàn)槎居晁c夏季相比較少，導(dǎo)致空氣中污染物顆粒聚集無法擴(kuò)散，從而形成霧霾天［1］。大氣污染是全球人民重點(diǎn)關(guān)注的話題，其污染的主要因素是非大氣部分進(jìn)入到了空氣中，使大氣本身發(fā)生變化，除了對(duì)農(nóng)作物生長產(chǎn)生影響，還非常不利于人們身體健康。經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，導(dǎo)致自然資源被過度消耗，不僅影響了生態(tài)平衡，還使人們的生產(chǎn)生活和農(nóng)作物受到了損害［2］。本文對(duì)石家莊2019年的氣象要素?cái)?shù)據(jù)（能見度、相對(duì)濕度、風(fēng)速、溫度等）及PM2.5濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，氣象要素?cái)?shù)據(jù)來源于河北省氣候中心，PM2.5濃度為連續(xù)24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，來源于石家莊市監(jiān)測點(diǎn)（世紀(jì)公園），對(duì)于缺測的數(shù)據(jù)通過插值的方法補(bǔ)全；通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、線性插值、相關(guān)性分析等方法分析各要素之間的關(guān)系。

一、污染物濃度與農(nóng)業(yè)氣象因子的現(xiàn)狀

根據(jù)2019年氣象資料及PM2.5濃度，統(tǒng)計(jì)出各要素月際分布圖（見圖1），石家莊市大氣能見度整體夏季好于冬季，5月能見度最好，平均達(dá)到19km以上，1月份最差平均只有5.1km；從能見度出現(xiàn)的頻率通過大力度的污染整治措施，石家莊的能見度得到了較大的改善。PM2.5濃度的月際分布與能見度具有明顯的反向相關(guān)關(guān)系，冬季污染濃度最高，夏季最低，1月份最高，8月份最低，只有23μg/m3；相對(duì)濕度7月份至10月份保持在60%以上，3月份最小30%；夏季能見度在10km以上，相對(duì)濕度也處于一個(gè)較高的水平在60%以上，PM2.5濃度在夏季則是最低，分析原因夏季溫度較高，加速了空氣中的水分蒸發(fā)，使得相對(duì)濕度較大。對(duì)于石家莊來說，夏季是全年降水偏多的季節(jié)，降水不僅有利于PM2.5濃度的擴(kuò)散和清除，還為農(nóng)作物的生長提供了充足水資源［3］。

二、大氣污染濃度與農(nóng)業(yè)氣象因子的相關(guān)性分析

為了進(jìn)一步驗(yàn)證能見度與相對(duì)濕度及PM2.5之間的關(guān)系，采用SPASS對(duì)2019年P(guān)M2.5濃度與相對(duì)濕度及能見度進(jìn)行相關(guān)性分析，見表1。

表1 能見度與相對(duì)濕度、PM2.5濃度之間的相關(guān)性

結(jié)果表明，能見度與相對(duì)濕度和PM2.5濃度均呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，與PM2.5濃度之間的相關(guān)性為-0.877，能見度與相對(duì)濕度的相關(guān)性為-0.534，說明隨著相對(duì)濕度和PM2.5的增加，能見度減小。

我們來看一個(gè)實(shí)例分析：2019年2月19-25日石家莊市區(qū)有一次明顯的低能見度霧霾過程，個(gè)別時(shí)段能見度達(dá)到0km，污染物濃度最高達(dá)到400μg/m3，超過60%的時(shí)段PM2.5濃度超250μg/m3，達(dá)到嚴(yán)重污染程度［4］。

從整個(gè)霧霾過程中（圖2）來看，能見度、相對(duì)濕度、PM2.5濃度都具有一定規(guī)律的波動(dòng)性，23日9點(diǎn)以前能見度一直在2km以下，相對(duì)濕度也維持在40%～97%，其濕度與PM2.5濃度在整個(gè)過程中表現(xiàn)為傍晚到早上增大，中午減小，能見度正好與之相反，因?yàn)橐归g到太陽出來之前最差，中午較好，主要是因?yàn)橄鄬?duì)濕度越大，空氣中的污染物吸收水分變的越大，能見度越低，太陽出來以后，溫度持續(xù)上升，使得地面空氣上升，高空空氣下降，形成的對(duì)流運(yùn)動(dòng)加速了PM2.5的擴(kuò)散，能見度變好［5-6］。

21日0-10點(diǎn)，能見度一直為0km，相對(duì)濕度也保持在97%，PM2.5的濃度維持在260μg/m3左右，風(fēng)速較小1.8m/s，這個(gè)階段屬于霧霾爆發(fā)期，隨著風(fēng)速逐漸加大，23日以后能見度逐漸變好，達(dá)到2km以上，相對(duì)濕度降至40%以下，PM2.5的濃度盡管在25日凌晨有一個(gè)突變，但整體是處于減小趨勢，表明霧霾天氣逐漸消散［7］。

三、結(jié)語

本文通過對(duì)2019年能見度、相對(duì)濕度和PM2.5濃度的月際分析，發(fā)現(xiàn)5月份能見度最好，平均達(dá)到19km以上，1月份最差平均只有5.1km；PM2.5濃度的月際分布與能見度具有明顯的反向相關(guān)，1月份最高，8月份最低只有23μg/m3;相對(duì)濕度7-10月份保持在60%以上，3月份最小30%；能見度出現(xiàn)的頻率表現(xiàn)為0≤V＜1.0，最低為2%；10.0≤V，最高達(dá)到59%；與相對(duì)濕度、PM2.5濃度均表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)，隨著相對(duì)濕度和PM2.5濃度的增大，能見度減小。圖2中各種氣象因子的變化充分體現(xiàn)了在監(jiān)測時(shí)間段內(nèi)的霧霾過程，尤其是對(duì)氣象因子與地面結(jié)合的變化情況分析得知，在能見度正常情況下，濃度與濕度存在密切關(guān)聯(lián)性，同時(shí)，與農(nóng)作物的生長也有一定關(guān)聯(lián)［8］。