第40卷第1期2021年2月
四川环境
SICHUAN ENVIRONMENT
Vol.40,No.1
Febeuaey2021
-试验研究•D0I：10.14034/jki.schj.2021.01.009
2014〜2016年成都地区空气污染气象要素分型研究
张潇文，曾胜兰
(成都信息工程大学大气科学学院，成都610000)
摘要：为研究成都地区发生不同程度空气I染时，地面气象要素的搭配类型特征，基于成都地区2014-2016年多个逐3气象要素值(气温、气压、湿度等)和逐3AQI资料，对2014-2016年成都地区空气质量状况进行特征分析，并且通过TSI天气分型方法，并结合同期逐3空气质量资料探讨了四季不同天气类型下空
气质量特征，主要结果为：
(1)2014-2016年成都市总体空气质量夏秋季空气质量最佳，春季次之，冬季最差。(2)不同天气类型空气质量状况
差异较大。春季3型和4型容易发生轻度I染；夏季1型和4型容易发生轻度I染；秋季3型容易出现轻度I染；冬季4型和5型天气下容易发生轻度I染以上的空气I染状况。研究为成都地区空气I染气象研究提供参考依据，也为空气I染预报提供一些借鉴意义。
福建旅游必去十大景点关键词：TSI天气分型；空气质量指数；污染特征；主成分分析；聚类分析
中图分类号：X51文献标识码:A文章编号:1001-3644(2021)013053-06
Rearch on Different Type of the Meteorological Elements
of Air Pollution ic Chengdu during2014~2016
ZHANG Xiav-wen,ZENG Sheng-Ian
(Chengdu University of Information Technology,Chengdu610000,China)
Abstrach:In oedeeiosiudyihechaeacieeosiocsoeco e ocaioon iypesoesueeacemeieoeoeogocaeeeemeniswhen aoepo e uioon occues in diOerent dearees in Chengdu area,bad on the data of veral daig meteorolovicai elements(air temperature,air pressure, humidity,etc.)and daig AQI in Chengdu from2014to2016,this paper analyzed the characteristics of air quality X Chengdu eeom2014io2016,and doscu s ed ihechaeacieeosiocsoeaoequaeoiyon do e eeniweaiheeiypeson eoueasonsbyusongiheTSP weather classification method and the dail air quality data in the same period.The results show that:(1)The overall air quality in Chengdu from2014to2016was the best in summer and autumn,followed by spring and worst in winter.(2)The air quality of diOerent weather types was quite diOerent.In spring,type3and type4are easy to cau light poCution.In summer,type1 and iyp74ae7asyiocaus7eoghipo e uioon.Pn auiumn,iyp73os7asyiocaus7eoghipo e uioon.Pn wonie,iyp74and iyp75ae ea to cau air poCution above light poCution.This paper provides a reference basis for the study of air poCution meteorology in Chengdu area,and also provides some reference significance for air poCution prediction.
太极桩功Keyword:TSI weather classification；air quality index；poCution characteristics；analysis of principal components;cluste-eonganaysos
指导原则引言
近年来，我国城市大气污染严重。冷月霜⑴(2018)统计了2016年11月我国74个重点城市空气质量，其中属于清洁个数为0，中度度污染占66%，严重污染占3%，由此可见我国城市大气污染较严重。梅世莹[2](2018)表明自然环境条件是大气城市污染的首要因素，西南地区城市大多为山地丘陵和盆地，城市只能建在山地平原地区，使
收稿日期：2020-03-17
作者简介：张潇文(1994-)，女，云南曲靖人,2017年毕业于成都信息工程大学大气科学专业，理学学士，助理工程师，研究方向为环境污染与低能见度。
54四川环境40卷
得城市建筑密集，造成城市空气流动性差，进而加剧城市大气污染集中。曹攀⑶在2015年四川省21个州（市）污染物浓度特征研究表明，其中成都市对全省PM】。浓度贡献之首占6-7%。因此空气污染已成为成都地区环境不容忽视的问题。成都平原受龙门山和龙泉山左右相夹，形成了独特的盆地气候条件一静风频率大，风速较小，湿度大，导致污染物不易扩散［4^7］%
目前国内外均有针对不同地区空气污染与气象要素以及天气形势的相关性研究，分析表明，气象要素
和大气污染有着紧密联系，气压与空气污染呈正相关，气温，相对湿度，风速呈负相关［8-9］%谭冠日等［10］通过天气分型方法得出具有各个鲜明特征的天气类型。杨云芸［11〕等对长株潭地区发生秋冬污染时日分析不同高度场以及湿度场得出各特征层及物理量的特征。张国链［12〕等通过对地面天气类型的划分，得出11种天气类型并总结出不同天气类型的地面天气形势和风场特征，在根据不同的的季节进一步统计分析不同天气类型中个空气质量平均状况。张超⑴〕主要通过对多个气象要素进行成分分析和类分析不同气类型，统计不同天气类型下各个污染等级状况的比率，从而得出不同气象要素组成的天气类型下有利于污染聚集或者利于污染物扩散。
本文利用2014年1月1日~2016年12月31日成都地区逐日空气质量指数，结合各类气象要素来探讨影响成都地区的不同天气条件下的空气质量状况及污染特征，本研究成果将为成都地区空气质量预报提供重要依据。
1资料与方法
1-1资料
本文使用资料来自中国环境监测总站官网和四川省环境监测总站的2014-2016年逐日AQI数据；四川省气象台提供的2014-2016年逐时地面气象资料时间分辨率为3h，包括气压（单位：hPa），气温（单位:°C），露点（单位:°C），风向（单位：°），风速（单位：m/s），总云量（单位：成）和低云量
（单位：成）等。鉴于后续对2014-2016年3年四进行分型，本中国气象数据网获取2017年1月和2月的气象数据资料和四川省环境监测总站的成都地区2017年1月和2月的逐日AQI资料。
1.2TSI天气分型法
田宏伟［14］研究指出TSI天气分型方是指选取某一地区和和某一段时期的气象要素，通过主成分分析，得到能够客观表达这些气象要素的主成分和其得分矩阵，再通过聚类分析得出该地区的主要天气类型TSI天气分型方法具有综合性，客观性和确定性等特点。
本进行气象和AQP数的
分析，最终选取云量，气温，相对湿度，气压，风速8个空气数数较高的气象成分分析，分四下不同个数成分
量来代表气象要素场，再将其进行聚类分析便得出四季天气分型结果。在分析每种天气分型下的气象特点后，结合逐日AQI值统计不同天气类型下空气质量状况，经分析后得出结论不同季节在不同气象要素关联下容易产生不同程度的空气污染。
2结果与讨论
2.12014-2016年污染特征分析
表1中，2014年2015年空气质量为优的天数增加近50%，2015年到2016年保持稳定，而重度污染和严重污染的天数有所下降，并且下降速率从30%增加到50%，空气质量为良，轻度污染，中度污染的天数来看，空气质量为良的天数在减少，空气质量为轻度污染和中度污染的天数在增加。
表12014-2016年成都地区空气质量状况统计表
Tab.1Statistics of air qualite in Chengdu from2014to2016(d)时间（年）优良轻度污染中度污染重度污染严重污染2014142127428306 20152718510722211 20162717911137110
1期张潇文等：2014 ~2016年成都地区空气污染气象要素分型研究
55
夏良
轻度污染
34.9%
轻度污染
-
8.7%
良50.5%
3.6%
重度污染
2.3%
轻度污染韩国明星图片
%
良秋68.1%
轻度污染
16.1%
11.0%
rii -中度污染
3.3%
重度污染
1.5%
优/重度污染
中度污染
2.9%
春
图1四季空气质量分布状况分布状况
Fig. 1
Distribution of air quality X four asons
对2014 ~2016年空气质量状况季节分布特征
统计分析， 1 ，成都地区春，夏，秋三季或良等级天数占较大比例，但是冬 和良的等级天数小于 数的50%。 表，成都地区
空气
况夏秋季最佳，春季次之，冬最差。
2.2四季天气分型及分析
根据2014 - 2016年成都市逐日气象数据，采用 TSI 分型法对四季天气进行分型，每个季节分成5种类
型，并都航方差分析的 %表2，表3
分 节天气类型所占比例和
气特点。
表3
2014 ~2016年各季各天气类型主要天气特点
表2 2014 - 2016年各季各种天气类型所占比例
Tab. 2 Proportion of various weather types
X each ason from 2014 to 2016
(%)
天气类型
春夏秋冬116- 1
19.99.225.1
2 5.018.314.4
1.13
26.37- 8
33.68.2
432.424.515.5
36.95
20.229.5
27.3
9.7
Tab. 3 Main weather characteristics of each weather type X each ason from 2014 to 2016
类型月份春季天气类型主要天气特点
1
3, 4, 5
阴天为主，风速偏大，气温较低，相对湿度较低，地面冷高压控制
名噪一时24, 5多云为主，风速偏大，气温较高，气压较低，降水以小到中雨为主
3
3, 4
多云为主，气温较低，相对湿度较大，无降水或零星降水
44, 5气为 , 气 较高, 气
高,
5
4为 ,
速较大, 气 较高, 气 偏 , 小雨为
类型月份夏季天气类型主要天气特点
1
6, 7以少云天气为主，风速中等，气温较高，无降水，受地面暖低压控制
26, 8为 ,
速较大, 气 偏 , 小 中雨为
3
6, 7, 8, 气 偏高,
较大, 小 中雨为
47, 8, 速较大, 气 偏高,
较大, 中 大雨为
5
6, 7, 8
, 速较小, 气 偏高, 气 偏 ,
或零
类型月份秋季天气类型主要天气特点
1
10, 11多云天气为主，风速偏大，气压较高，基本无降水29, 10为 , 速较大, 气 偏 , 偏大, 小雨为3宝宝眼屎多
9, 10, 11
为 ,
较大, 气 , 或
小雨为
411, 速中 , 气 偏 , 气 偏高, 较
5
9, 10
, 速较小, 气 较 , 气 偏 ,
基
56四川环境40卷
续表3
类型月份冬季天气类型主要天气特点
112，1，2多云天气为主，风速偏大，气温低，气压高，受地面冷高压控制
22气高，大，速偏大
312，1，2 412，1 512，1，2
速偏大，气，气高，
风速偏小，气压大，气温低，无降水或者微弱降水多云，风速偏小，静风频率高，无降水
2-3四季天气下污染天气状况分析
2-3-1四季平均AQI大小特征
根据成都地区2014-2016年逐日AQI资料和同期四气分型结果，统计了四种天气类型
下AQI平均值大小，结果如图2所示160-1O
11型匚二］2型匚二3型4型》^5型140-
容县真武阁120-
100-
乡80-
60-
40-
20-
秋
春夏冬图22014-2016年四季个天气类型AQI平均值Fig-2AQI average ot five weather types
in four asons during2014-2016
2中，成都市四种天气类型下，秋型天气下空气为良好。夏中只有1型空气轻度污染，春季3型和4型为轻度污染。冬空气情况最差，5种气类型有3种类型达到轻度污染以上级别。空气最现在秋季的1型气下，空气况最差出现在冬季的4型天气下。春空气最优的天气类型2型和5型，夏是2型和3型，秋是1型，冬是2型。容现污染的天气类型有春季的3和4型，夏季的1型，冬季的1,4和5型。
2-3-2四季各个天气类型下空气质量等级特征表4四季各种天气类型中不同空气状态发生的比例，，春个天气类型下均有污染发生，发生轻度污染和中度污染率最大的是4型，其气类型发生轻度污染的频率约31-5%%3型和4型气中发生轻度污染的频率最高分别为33.8%和55.2%，其气特征是气为主，，，速小，主导风向是南风，不利于空气污染物的，且成
夏
表42014-2016年四季各个天气类型空气质量等级出现频率
Tab.4Frequency ot air quaLty grades ot various weather types in the four asons during2014-2016(%)气类型优良轻度污染中度污染重度以上污染
1 2.653.838.4 5.20.0
223.037.815.20.00.0
30.050.033.811.7 4.5
40.031.555.211.8 1.5
5 6.868.912.010.20.1
10.030.258.59.4 1.9
215.278.3 6.50.00.0
335.050.015.00.00.0
4 3.154.735.9 6.20.1
5 4.079.716.2 1.10.0
140.060.00.00.00.0
238.456.4 2.10.0
抗菌药物分级管理2.1
1期张潇文等：2014-2016年成都地区空气污染气象要素分型研究57
续表4
天气类型优良轻度污染中污染重度以上污染
40.091.4 5.7 2.90.0
5 4.072.921.
6 1.30.0
冬110.242.627.910.18.8
233.333.333.40.00.0
39.576.214.30.00.0
40.121.829.121.826.0
50.032.832.817.217.2
都市处于污染源下风方向，因此相比其他天气类型空气质量状况较差％2型天气下空气质量状况为优的频率最大为23.0%，但也有空气污染发生，它属于冷高压控制下的地面天气形势，以多云或者阴天为主，降水量多，以小雨为主，风速较大，主导风向是SSE，有利于空气污染物的扩散％
夏季1型空气质量总体状况最差，轻度污染发生频率最高为58.5%，它主要的天气特征是风速偏小，相对湿度小，降水量少，主导风向为SSW%夏季2,4和5型天气下空气质量等级分布较为相似，空气质量为良的频率最大，其次4型轻度污染频率较高，2型空气为优的频率较高，这3种天气类型共同的天气特点是相对湿度较大并且以多云天气为主，降水以小雨为主，风速中等％3型的气压较低，主要的天气特点是气压较高，风速极大，降雨量也达到最大值，主要以小雨到中雨为主，它有于空气中污染物的，此是夏气类型中空气质量为优所占比率最大的天气类型。
秋季天气类型中1型天气下没有污染状况出现，其中优占40%，良占60%，它的天气类型是较小，气较大，较，速较大，降水量较少，云量较少，属于地面冷高压控制下的天气类型，主导风向为SE，这种天气条件极其有利于空气中的漂浮沉降和扩散％其中3和5型发生轻污染的率较大，2型空气为的率较大为38.4%%3和5型的共同之处是气压较低，湿较大但较，速较小，率偏大，容易造成周围空气污染物的聚集和增长％
冬季总体空气质量较差，其中2和3型没有中度污染以上污染等级，并且3型空气质量为良的比率最大为76.2%%2型主要特点是以多云天气为主，相对湿度较大，风速较大，降水量较大，受高压控制，这样有利于空气污染物的扩散，不利于污染颗粒的悬浮％4和5型的空气质量等级分布较为相近，发生轻度污染以上级别的污染概率约为70%，种气类型的之是气偏高，
对湿度较大，降水量极小，基本以无降水和零星降水为主，风速较小，静风频率大，风向偏南，不利于污染物，于污染物集%
3结论
3.1根据2014-2016年逐日AQI值统计得出总体优良天数下降，空气污染天数增加％中度污染，重度污染及严重污染的天数下降，空气为良和轻度污染的数%
3.2根据天气分型得出成都市2014-2016年四季中分成5种天气类型，春季出现4型最多为32.4%，2型最少为5%，夏季5型最多为29.5%，3型最为7.8%，秋3型最为33.6%，1型最少为9.2%，冬季4型最多为36.9%，2型最少仅为1-1%%
3.3结合每种天气类型条件下的污染等级状况来
，空气级况分%春2型
气下空气质量主要为优良，3和4型天气容易出现轻污染%夏1型和4型容现轻污染，2和5型天气下主要空气质量为良，3型天气下空气质量为优的概率最大％秋季1型和2型天气类型空气质量为优的概率较大，其余3种天气类型下空气质量主要表现为良％冬季2型天气条件下空气质量状况主要表现为良，这种天气类型下有利于空气污染物，其4种气类型下导不同级空气污染，尤其是4型和5型天气条件下极易发生中度污染况%
参考文献：
(1：冷月霜，钟周密.我国大气污染现状与环境审计法律制度研究]J].财会通讯：综合版，2018,(19)：6-10. (2：梅世莹.中国西南地区城市大气污染的防治策略研究(J].
