武汉地区的能见度变化趋势以及气象影响因子分析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 武汉地区的能见度变化趋势以及气 象影响因子分析 摘要：本文利用 20052011 年武 汉市能见度资料对该地能见度年变化、 季变化统计分析，同时与气象因子进行 相关分析。结果表明，能见度整体呈上 升趋势，有明显的季节性影响，相对湿 度与能见度相关性最大，其余因子有不 同程度的相关性。 中国论文网 /2/view-12796742.htm 关键字：能见度;时序分析;相关 性分析;气象因子 Abstract: In this paper, using the 20052011 Wuhan City visibility information on the annual variation and seasonal variation of visibility, statistical -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 analysis, and the meteorological factor correlation analysis. The results show that, the visibility of the overall upward trend, it has obvious seasonal effects, relative humidity and visibility of maximum correlation, other factors have different degree of correlation. Key words: visibility; time series analysis; correlation analysis; meteorological factor 引言 大气能见度是表征大气透明度的 一个指标，直接反应了天空的清晰程度， 是一个重要的气象要素，是评价环境污 染的重要标准【1】 。能见度的变化反正 了当地的发展状况，且具有很强的季节 性。影响大气能见度的主要有气象因子 以及空气质量因子【2】 【3】 。 分析能见度的变化以及同气象要 素之间的关系，改善武汉市大气能见度， 加快城市的发展具有重大意义。武汉地 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 处中国的中部地区，地理位置东经 113 41 11505，北纬 2958 3122， 在亚欧大陆东部的亚热带地区，属压热 带湿润的季风气候，冬季盛行偏北风， 夏季盛行偏南风，全年的气候特点主要 表现为冬冷夏热，冬干夏雨和雨热同季 【4】 。 本文利用武汉市 20052011 年共 7 年的能见度以及气象观测资料，分析 武汉市能见度的变化特点，以及与气象 因子之间的相关性。 能见度分析 资料来源 本次实验使用的资料是武汉市吴 家山观测站点的能见度观测中心获取的 2005 年2011 年 7 年的能见度数据，中 国气象科学数据共享服务网获取的 20052011 年气象因子（日平均气压、 日平均气温、日平均相对湿度、日降水 量、日平均风速、日照时间）的数据。 能见度年、季变化特征分析【5】 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 【6】 图 1 给出了 2005 年2011 年 武汉市大气能见度年变化趋势。由图 1 可看出，除了 2009-2010 年有一个短暂 的下降过程外，通过站点数据计算出武 汉市的大气能见度近十年来总体呈逐年 上升趋势，年平均下降速度约为 1.03。其中，2005-2008 年能见度年 变化较为平缓，平均变化率为 0.52；2009-2010 年呈明显的下降趋 势，其能见度年下降速度达到 8.52；2011 年大气能见度又大幅回升， 上升了 10.99。在 2005-2011 年间， 武汉市大气能见度总体呈上升趋势，这 与城市环保力度加大，大气污染源排放 得到有效控制有一定的关系。而 2010 年，武汉市城市能见度大幅降低，这和 当年的气候因素反常、城市建设工程增 多及机动车剧增有很大关联。 图 2 给出了 2005 年2011 年 武汉市大气能见度各季节变化趋势。统 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 计显示，2005-2011 年间各季节平均能 见度以夏季最高、冬季最低，春季整体 略高于秋季。近十年大气能见度的平均 值为冬季(13583m)秋季(14581m)春季 (15185m)夏季(16017m)。 图 1 能见度年际变化图 2 能见度 季节变化 能见度与气象因子相关性 使用 7 年的统计数据，探究能见 度和气象因子的相关性，使用 excel 函 数计算相关性，得到能见度和日平均气 压、日平均气温、日平均相对湿度、日 降水量、日平均风速、日照时间的相关 系数分别是-0.188、0.333、-0.529、- 0.051、0.169 以及 0.059。可以看出并不 是所有的因子都对能见度有显著的作用。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 日平均气压对能见度的影响 日平均气压同能见度的相关系数 只有-0.188 ，呈现较弱的负相关，平均 气压是一个相对稳定的量，不随时间发 生较大的改变。高的大气压让污染物不 容易扩散，使得能见度较低，反之气压 较低能见度较高。同时每天气压并不是 一个恒定的量值，气压的变化，引起空 间上的气压差，形成了风，对能见度有 影响。 日平均气温、日照时间对能见度 的影响 日平均气温同能见度有较稳显著 的正相关，分季节性比较可以看出，春 夏秋冬日平均气温对能见度的相关系数 分别是 0.182、0.538、0.169、-0.056。 春秋两季平均气温对能见度有较弱的相 关性，冬季气温基本不影响能见度，夏 季温度与能见度呈显著的正相关。于此 相反，日照时间和总体的能见度相关系 数为 0.059，但是取不同季节分析，能 见度与春夏秋冬四个季节的相关性分别 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 是 0.621、0.053、0.402、0.509，可以看 出在夏季，能见度与日照时间基本不相 关，而在春、秋、冬都有较强的相关性。 其原因可能为温度较高的夏季，温度的 上升使得近地层大气热力对流旺盛，易 于微小颗粒的扩散；而在其他季节，日 照时间是引起热力对流的主要因子。可 以看出在不同的季节，气象因子对能见 度的作用是不一样的，气象因子对能见 度的影响有季节性。 日平均相对湿度对能见度的影响 日平均相对湿度与能见度呈显著 的相关关系，相关系数达-0.529，对两 者的相关性进行季节性分析，春夏秋冬 四个季度相对湿度和能见度的相关系数 分别是-0.621、-0.497 、-0.452 、- 0.642，可以看出季节变化对相对湿度和 能见度的影响并不大，相对湿度大表示 空气中存在较多的细小水滴，同时还有 吸附微小颗粒等因素综合其作用，致使 能见度下降。 日降水量对能见度的影响 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 日平均降雨量和能见度的相关系 数为-0.051 ，按季节分析，每个季度的 相关系数绝对值没有超过 0.1，为不显 著相关。依据地理学知识知道，降雨对 能见度有影响，表现在降水粒子和谱分 布上，能见度和降雨强度以指数相关性 为主，随降水强度的增大而呈指数降低 【9】短时降雨对会使能见度呈下降的 趋势，但维持低能见度时间比较短暂， 同时造成的能见度波动性较大，随着雨 强的波动性变化，能见度变化不可预期 【10】 。降雨对能见度有持续的影响， 表现在雨后的几天中。 日平均风速对能见度的影响 风速与能见度的相关系数为 0.169，呈较弱的正相关，按季节性分析 只有夏季到达了 0.3，成较强的正相关。 能见度与风速的关系比较复杂，在风速 较低是，容易引起扬尘等污染物，造成 能见度的下降，在风速较大的情况下， 利于污染物的扩散，是能见度有个显著 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 的上升过程。同时风速应该与武汉市的 地理位置以及风向有关。 结论 （1）20052011 年武汉市能见度 逐年呈上升趋势，2010 年能见度出现了 大幅度的下降。表示武汉市城市环境呈 现逐步好转的趋势。 能见度的变化有明显的季节性， 其平均值为冬季(13583m)秋季(14581m) 春季(15185m)夏季(16017m)，能见度 的在 35 月、以及 7、8 月都会出现周 期性的峰值，与季度变化相吻合。 日平均相对湿度对能见度有显著 的负相关性，表现为空气中的细小水滴 对能见度的影响；日平均气温、日照时 间对能见度的相关性有明显的季节特点， 主要表现为热力对流对能见度的影响； 日平均气压对能见度有较弱的负相关； 风速对能见度有较弱的正相