天山北坡经济带城市PM2.5质量浓度时空分布及模拟分析

摘要

PM2.5扩散∕积聚有着复杂的物理、化学过程,其时空变化与前体污染物及气象条件密切相关.为探究区域城市ρ(PM2.5)的变化规律,以天山北坡经济带城市为研究区,采用2015年1月-2017年10月大气污染物监测数据和气象数据,结合数理统计和GIS空间分析技术,分析研究区ρ(PM2.5)的时空变化特征;借助普通OLS(最小二乘法)分析影响因子的多重相关性,通过PLS(偏最小二乘)法构建ρ(PM2.5)估算模型.结果表明:①研究区各城市小时ρ(PM2.5)呈"W"型双峰变化;各月份ρ(PM2.5)呈"U"型特征,月均值为59.5μg∕m3,2月和9月分别为ρ(PM2.5)最高月和最低月;各季节ρ(PM2.5)排序为冬季(146.6μg∕m3)>秋季(35.2μg∕m3)>春季(34.1μg∕m3)>夏季(26.8μg∕m3);空间上ρ(PM2.5)由西北部克拉玛依市向东南部乌鲁木齐市逐渐增大.②PLS法构建模型能有效克服自变量多重相关性的问题,模型可解释自变量95.7％和因变量80.1％的变异信息,年均模拟值与实测值偏差为9.82％.③研究区各城市ρ(PM2.5)与ρ(CO)的相关性极显著,与气象因子中的风速和气温的相关性较显著,而与相对湿度的相关性不显著.研究显示,基于前体污染物和气象因子的PLS法构建模型是模拟ρ(PM2.5)的有效方法.