第9期 刘杰等：北京大气颗粒物污染特征及空间分布插值分析 ·1271· 监测站点2013-03-10一2013-05-31颗粒物质量浓 为每个站点1972组.对数据作如下处理：①计算每 度1h均值的实时监测值，每个站点每天分别取得 个监测站点的PM2,和PM。质量浓度日均值和月均 24组PM25和PMo的1h均值，由于无线传输故障等 值；②计算35个监测站点所表征的北京地区PM25 问题导致部分数据缺失，最终研究时段有效数据均 和PM。质量浓度日均值和月均值. 表1站点编号及功能类型 Table 1 Sites and their function types 编号 站点名称 功能 编号 站点名称 功能 编号 站点名称 功能 东四 评价点 13 房山 评价点 25 八达岭 对照点 2 天坛 评价点 14 大兴 评价点 26 密云水库 对照点 3 官园 评价点 公 亦庄 评价点 27 东高村 对照点 万寿西官 评价点 16 通州 评价点 永乐店 对照点 J 奥体中心 评价点 17 顺义 评价点 29 榆垡 对照点 6 农展馆 评价点 18 昌平 评价点 琉璃河 对照点 7 万柳 评价点 19 门头沟 评价点 分 前门东 交通点 8 北部新区 评价点 20 平谷 评价点 永定门内 交通点 9 植物园 评价点 21 怀柔 评价点 33 西直门北 交通点 10 丰台花园 评价点 22 密云 评价点 34 南三环西 交通点 11 云冈 评价点 23 延庆 评价点 35 东四环北 交通点 12 古城 评价点 24 定陵 对照点 注：编号1-12为城区评价点，13~23为郊区评价点 2 颗粒物质量浓度的时间变化特征及相关性 传输所造成的沙尘和阴霾影响.2013-03-18颗粒 物质量浓度明显下降，可能与18日以后出现的降雪 2.1质量浓度的时间变化特征 天气有关，降雪天气带来的冷空气活动会导致空气 从2013-03-10一2013-05-31，PM25和PM1。日 中相对湿度明显下降而使空气扩散条件较好】，这 平均质量浓度分月变化如图2所示.从图中可以看 对颗粒物有一定的稀释和消减作用.3月底出现的 出，颗粒物的质量浓度日均值变化具有一定的周期 第二次高峰可能也与该段时间出现的沙尘天气有 性，平均周期约为5~7d,类似于双峰抛物线形式. 关.4月春季气候呈现后，颗粒物扩散条件相对较 这种周期性本质上由周期性的天气系统所决定(6]， 好，PM25的质量浓度值出现明显下降，与3月相比 如华北地区周期性冷锋过境前的区域颗粒物聚集及 平均质量浓度值下降了40.7%，PMo的质量浓度值 过境后颗粒物质量浓度的突降，均与此种天气系统 虽略有下降但整体上仍然保持较高水平，如图2(b) 的活动尺度有关.大量的研究认为，气象条件是影 所示，这主要是受长期持续的大风天气影响.根据 响颗粒物质量浓度的主要因素，温度的升降、风速的 北京市气象局发布的气象资料显示，从2013-04- 高低和太阳辐射的强弱都有可能导致颗粒物质量浓 01-2013-04-31,风力达到4级及以上(3.4~5.4 度的变化7-1).由2013年实际气象情况可知，3月 ms1)的有18d,达到5级及以上(8.0~10.7ms1) 具有冬季和春季的复合气候特征，而持续低温使其 的有7d,气象因素中大风天气对颗粒物尤其是 主要以冬季气候为主，这种冬季稳定型气候不利于 PM2,有较好的净化效果[2]，但当风力大于2级时， 颗粒物的扩散[2o].由图2(a)可见，PM2和PM1o的 PM。将随风速的增加而迅速增加1】.这种变化趋 质量浓度值在3月份均呈现较高水平，且二者日均 势与Dolislager和Motallebi最早在美国加州沙漠 值与变化趋势基本一致.其中，2013-03-17和 地区对PM2s和PMo所做的变化趋势研究所得结果 2013-03-26出现了幅度较大的波峰，均达到了M级 类似，也与杨复沫等[23]在2002年对北京大气颗粒 严重污染，这除了与冷锋过境前后造成的颗粒物质 物浓度的变化特征研究所得出的结果一致.5月颗 量浓度急剧变化有关外，还与3月部分时间出现的 粒物的质量浓度变化趋势与4月相似但整体有所升 沙尘天气所带来的大量尘粒积聚有关.如美国国家 高，PM25和PM。平均质量浓度值分别比4月升高 宇航局应用Agua卫星上搭载的中分辨率成像光谱 24.4%和21.5%，由图2(c)所示，这与5月后京津 仪(M0DIS)传感器在2013-03-14获得的中国东部 冀地区受到的湿热、风力下降等不利扩散气候有 地区真彩图像显示，整个京津冀地区都受到了区域 关.此外，根据实际监测情况，5月S02、NO2、O,等第 期 刘 杰等 ： 北京大气 颗粒 物污染特征及 空 间 分布插值分析 监测站点 — 颗粒物 质量 浓 为 每个站点 组 对数据作如 下 处理 ： ①计算 每 度 均值的 实时监测 值 每 个站 点 每天 分 别取得 个监测站点 的 和 质量浓度 日 均值和月 均 组 和 。 的 均值 , 由 于 无线传输故障等 值 ②计算 个监测 站点 所表征 的 北 京地 区 问 题导致部分数据缺失 , 最终研究 时段有 效数据 均 和 。 质量浓度 日 均值和月 均值 表 站 点 编号 及功 能类 型 — 编号 站点 名 称 功 能 编号 站点 名 称 功 能 编号 站 点名 称 功 能 评价点 评价 点 八达岭 对照点 天坛 评价点 大兴 评 价点 密云水库 对 照 点 官园 评价点 亦庄 评价点 东高村 对 照点 万寿 西宫 评价点 通州 评 价点 永乐 店 对照点 奥体 中 心 评价点 顺义 评价点 榆垡 对照 点 农展馆 评价点 昌 平 评价 点 琉璃河 对照 点 万柳 评价点 门头沟 评价点 前门 东 交通 点 北部新区 评价点 平谷 评价点 永定 门 内 交 通 点 植物园 评价点 怀柔 评价 点 西直门 北 交通 点 丰 台 花园 评价点 密云 评价 点 南三环 西 交通 点 云 冈 评价点 延庆 评价点 东 四环 北 交通 点 评价点 对照点 注 ： 编 号 为 城 区评价点 为郊区 评价 点 颗粒物质量浓度 的 时间变化特征及相关性 物 质量 浓度 明 显下 降 可能 与 日 以后 出现 的降雪 质量浓 度的 时间 变化 特征 天气有关 , 降雪天 气带来 的 冷空 气 活 动会 导致 空 气 从 — 和 。 日 中相对湿度 明 显下 降而使 空气扩散条件较好 ⑴ , 这 平均质量浓度分月 变化如 图 所示 从图 中 可 以 看 对 颗粒物有 一 定 的 稀释 和 消 减作用 月 底 出 现 的 出 颗粒物的 质量浓 度 日 均 值变化具有 一 定的 周 期 第 二次 高 峰 可 能也 与 该段 时 间 出 现 的 沙尘天 气 有 性 平均 周期 约 为 类 似 于 双峰抛物 线形式 关 月 春 季气候呈 现后 颗粒物 扩散条件 相对 较 这种周期 性本质上由 周期 性的 天气系 统所决定 , 好 的 质量浓 度值 出 现 明 显下 降 , 与 月 相 比 如华北地区 周期性冷锋过境前的 区域颗粒物聚集及 平均质量浓度 值下 降 了 , 。 的 质量浓 度值 过境后颗粒物质量浓度 的突 降 , 均与 此种 天气 系 统 虽 略有下降但整体上仍然保持较高 水平 , 如 图 的活 动尺度 有关 大量 的 研究认 为 气 象条件 是影 所示 , 这 主要是受 长期 持续 的 大风 天气影响 根 据 响颗粒物质量浓度 的 主要因素 温度 的升降 、 风速的 北京市 气象局 发布 的气 象资料显 示 , 从 高低和太阳 辐射的 强弱都有可 能导致颗粒物质量浓 — 风力 达到 级及 以 上 ( 度的 变化 由 年实际气象情 况可 知 月 ‘ 一 的 有 , 达到 级及以 上 — 具有 冬季和春季的 复合气候特征 , 而 持续低 温使其 的 有 , 气象 因 素 中 大 风 天 气 对 颗粒 物 尤 其是 主要 以冬季气候为 主 , 这种 冬季稳 定型气候不 利 于 有较好的 净化效果 , 但 当 风力 大于 级 时 , 颗粒物 的扩散 由 图 可见 和 ？ 。 的 。 将随风速 的增 加 而迅速增 加 这种变 化趋 质量浓度值在 月 份均呈 现较 高 水 平 , 且二 者 日 均 势与 和 最早在 美 国 加州 沙漠 值与 变 化 趋 势 基 本 一 致 其 中 , 和 地区对 和 所做 的 变化趋势研究所得 结果 出 现了 幅度较 大 的波 峰 , 均 达到 了 级 类 似 也与杨复沫 等 在 年对北京大气 颗粒 严重污染 , 这除了 与 冷锋 过境 前后 造成 的 颗粒物质 物 浓度的 变化特征研究 所得 出 的 结果一 致 月 颗 量浓度急剧 变化有 关外 还 与 月 部分时间 出 现 的 粒物的质量浓 度变化趋势与 月 相似但整体有所升 沙尘天气所带来 的大量尘粒积聚 有关 如美 国 国 家 高 , 和 。 平均质 量浓度 值分别 比 月 升 高 宇航局应用 卫星上搭载 的 中 分辨率成像光谱 和 , 由 图 所示 这 与 月 后 京津 仪 ( 传感器在 获得的 中 国东部 冀地 区受到 的 湿热 、 风力 下 降等不利 扩散气候有 地 区真彩图 像显示 , 整个京津冀地 区 都受 到 了 区 域 关 此外 根据实 际监 测情 况 月 、 、 等