兰州市AQI指数与气象要素相关性研究_王璐.pdf

化学工程与装备 2023 年 第 2 期 286 Chemical Engineering&Equipment 2023 年 2 月 兰州市 AQI 指数与气象要素相关性研究兰州市 AQI 指数与气象要素相关性研究7 7 王 璐（兰州资源环境职业技术大学气象学院，甘肃 兰州 730021）摘 要：摘 要：因为空气质量的好坏关系到人们的身体健康和地球环境的可持续发展，近些年来全球各界都聚焦于如何能控制大气的污染与空气质量的改善。本文选取兰州地区 2012-2021 年的 AQI 指数及温度、湿度、能见度、风速等气象要素数据，利用 SPSS 进行统计分析，以此得出甘肃省兰州地区空气质量指数与各气象要素之间的关系，从而得出适用于当地区域条件的气象建议，服务本地工农业生产及居民日常生活。关键词：关键词：空气质量指数；气象要素；拟合 基金项目：基金项目：本论文为 2022 年兰州资源环境职业技术大学校级教育教学改革研究项目高职直招军士生气象类课程思政教学创新改革-以天气预报技术为例（编号：JG22B27）之阶段性成果 引 言引 言 随着社会经济的不断发展与人们生活水平的不断提高，人们在注重经济物质精神生活的同时也越来越关注空气质量。因为空气质量的好坏关系到人们的身体健康和地球环境的可持续发展，近些年来全球各界都聚焦于如何能控制大气的污染与空气质量的改善。在此类大背景下，研究能反应某一地区空气质量的好坏程度的空气质量指数（AQI）与当地的气象要素（气温、湿度、风、能见度）之间的关系，并以此分析得出适用于当地区域条件的气象建议，对于当地工农业生产及居民日常生活具有比较好的现实意义。我们使用空气质量指数（Air Quality Index，简称 AQI）是来定量的表征空气的质量好坏。其中我们通过描述可吸入颗粒物（PM2.5）、二氧化硫（SO2）、细颗粒物（PM10）、一氧化碳(CO)、臭氧(O3)、二氧化氮(NO2)这六项污染物的含量来综合评价空气的质量好坏1。在获得可靠的气象资料的基础上，从中选取兰州地区2012-2022 年全年内的 AQI 指数数据、温度数据、湿度数据、能见度数据、风数据等，利用 SPSS 进行统计分析，找到这些气象数据在 2012-2021 年全年内的分布规律；然后以 AQI指数为因变量，温度、湿度、能见度、风速等气象要素分别为自变量，采用函数数据回归分析的方法2，研究 AQI 指数与气象要素之间的相关性。1 气象数据来源 1 气象数据来源 兰州市 AQI 指数监控点有 8 个，分别位于兰炼宾馆、兰大校区、教育港（20181115 启用）、兰州兰大校区(对照点)、生物制品所、铁路设计院、职工医院、生物制品所。本文采用的 AQI 指数为兰州监控点测得平均数据，AQI 数据每小时有一个观测值，本文采应用的是兰州市每天 24 小时 AQI 指数的平均值，2012-2021 全年共有 365x12 个 AQI 指数值。气温、湿度、能见度、风速等气象要素数据来自 NECP气象资料再分析网站，选取了 2012-2021 年兰州市，区站号为 52983 台站的气温、湿度、能见度、风数据，每类气象要素的数据的观测时间为 02 时、08 时、14 时、20 时，间隔为 6 小时，每天 4 个数据，本文采用每天 4 次数据的平均值，即各气象要素数据均有 365 个对应日均数值。2 统计分析结果及相应解释 2 统计分析结果及相应解释 本文选取 2012-2021 年兰州地区全年的空气质量指数与兰州地区全年气温、湿度、能见度、风速等气象要素数据，经过 SPSS 分析处理，得出空气质量数 AQI 与各气象要素之间存在的关系如下：图 1 兰州地区 2012-2021 年平均年 AQI 指数趋势图 图 1 兰州地区 2012-2021 年平均年 AQI 指数趋势图 图 1 为兰州地区 2012-2021 年 AQI 指数的趋势图，从图中可以看出 AQI 的峰值出现在年初、年末，究其原因主要是因为冬季供暖造成的大量颗粒物与气体的排放，还有在 4月末，5 月初中的时间段，AQI 指数有较强的爆发，最大峰DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.02.004 王 璐：兰州市 AQI 指数与气象要素相关性研究 287 值达到了 500 左右，究其原因可能是因为春季这个时间段花粉、柳絮等大量颗粒物漂浮在空中，造成 AQI 指数值出现峰值。7 月份也出现一个高值，可能因为夏季空调使用较多，排放气体量较大。图 2（a）兰州地区 2012-2022 年平均全年温度分布图 图 2（a）兰州地区 2012-2022 年平均全年温度分布图 图 2（b）AQI 指数与温度的拟合结果 图 2（b）AQI 指数与温度的拟合结果 图 2(a)为兰州地区 2012-2021 年全年的温度分布图，从图中可以看出，7 月温度出现最高值，12 月与 1 月温度出现最低值，图 2（b）为 AQI 指数与温度拟合图，从图中可以看出 AQI 与温度拟合分布呈正弦分布，温度最低值与温度最高值处，AQI 指数出现峰值，与 AQI 的时间分布图一致。图 3 AQI 值与能见度的拟合结果 图 3 AQI 值与能见度的拟合结果 兰州地区 2012-2021 年能见度其分布趋势与温度分布相似，即夏季能见较好，出现峰值，冬季能见度差出现低值，冬季因供暖等原因，气体杂质排放量增大，能见度较差，图3 为 AQI 值与能见度的拟合图，呈一条曲率较大的 U 型分布，能见度低值处与高值处 AQI 指数较高，与 AQI 的时间分布图也一致。图 4 AQI 指数与风速值拟合结果 图 4 AQI 指数与风速值拟合结果 图 4 为 AQI 指数与风速值拟合图，从中可以看出风速值越小，AQI 指数偏高，是因为，风速小不利于颗粒物及污染气体的扩散与消散，风速小，颗粒污染物停留堆积在该地上空的时间越长。图 5 AQI 指数与露点温度的拟合结果 图 5 AQI 指数与露点温度的拟合结果 兰州地区 2012-2021 年露点温度呈倒 u 型分布，年初与年末露点值最低为负值，年初与年末正好为冬季时间，温度低，年中露点温度值最高，正处于夏季时间，温度全年最高。图 5 为 AQI 指数与露点温度拟合图，可以看出露点在低值取AQI 值偏高，这也和冬季 AQI 指数偏高基本一致。3 统计分析结果及相应解释 3 统计分析结果及相应解释 综上所述，兰州地区空气质量指数（AQI）与气象要素（温度、湿度、能见度、风速）的时间（下转第 301 页）（下转第 301 页）辛海霞：教育生态学视角下产教融合创新生态系统研究以化工专业群为例 301 制定合理的化工目标，引导化工企业和高校相关专业调整生产行为和教学目标。其次，化工行业组织则依照政府制定的标准来约束企业或其他经济主体的生产行为，有章可循，起到良好的监督作用。最后，高校化工专业应将双碳的具体含义、双碳目标提出的背景以及如何实现双碳目标作出清晰定义与理论梳理，与时俱进革新教材和实验实践，提升化工实验成果落地标准。一旦确立了某一个具体的目标，与化工相关的各项要素都应随风而动，围绕这一目标加以调整，促使自身向目标靠近，推动教育生态系统规范建立、和谐发展。综上所述，在教育视角下，化工行业专业群的建设外围因素日益复杂，在近年提出的“产学研训赛创”一体化新形态构建背景下，发挥产教融合集成平台综合职能，研究真实生产、实训教学、科技研发、社会培训、创新创业等各要素的一体化建设，并形成良性循环路径，可以显著体现产教融合生态效应。3.3 教育生态学视角下化工专业群构建目标 教育生态学视角下，化工专业群的建设目标是围绕各项外部因素的优势，创建不同主体的个性化目标，均衡各项外部主体在专业群中的作用发挥。多元主体共同参与化工行业产教融合质量评估机制，再将流畅、高效的评估结果反馈至市场及政府部门，及时调整优化机制，注重第三方和社会评价与评价体系的耦合互动。4 结 语 4 结 语 新发展格局下，新兴产业的发展以及传统产业转型升级急需创新人才支撑，当前我国化工行业人才培养体系仍不够完善，不能完全适应化工市场对人才的专业需求。本研究对化工产业产教融合创新生态系统的构建策略与路径开展研究，通过体制机制创新推动产教融合高质量转变，通过价值创造破解各主体之间的隔阂，通过资源共享实现产学主体优势互补与协同发展，为解决当前职业教育产教融合存在的层次不深、合而难融、机制不畅等问题提供策略支持。参考文献 参考文献 1 李玉芬.新时代职业教育产教融合生态圈的建构J.教育与职业,2018(20):7.2 杨慷慨.教育生态学视角下的高职院校专业建设J.甘肃警察职业学院学报,2016,14(4):71-74.3 王明志.教育生态学视阈下公安院校课程建设探究J.公安教育,2022(3):63-66 4 王凡.教育生态学视域下地方本科院校工程教育人才培养模式改革思考J.南阳理工学院学报,2022,14(1):90-96 5 范丽华.“双高计划”专业群建设实践方略与效应表征研究基于教育生态学视角J.福建教育学院学报,2022,23(1):88-91,129.6 侯向锋.基于教育生态学视角:应用型院校“双创”教育优化路径研究J.中国成人教育,2021(3):34-37.（上接第 287 页）_（上接第 287 页）_ 分布有密切关系。AQI 指数受季节影响波动较大，特别是在冬季时段数值偏高，这与兰州地区冬季需大规模供暖等原因有关。因此要想改善兰州市冬季空气质量，建议对兰州市燃煤炉进行技术升级与改造。兰州市近 10 年来年完成了超过10 万多台居民小火炉的治理改善工作，减少了兰州市区居民散煤的使用量，削减比例达到 50%以上。同时兰州市政府对室内数 100 余台燃气锅炉实施了低氮管理，氮氧化物污染物的排放浓度减少幅度达到 70%以上3。除了调整改变原来的能源结构外，还需继续贯彻落实国家的环境保护立法措施、实施工业生产、生活减排措施、进行化石燃料的减量、开发绿色能源、除此之外城市应实行扬尘管控、尾气减排、清新空气和能力提升等治污工程的实施与推进4。参考文献 参考文献 1 万莉鑫.大数据背景下气象因素与 AQI 之间的实证分析D.2016.2 郭雯雯,陈永金,刘阁.2016-2012-2022 年长江中游城市群空气质量时空变化特征及影响因素分析J.生态环境学报,2020(10).3 黄晓慧,曲学斌,王绍云.2015-2018 黄冈市空气质量特征及其气象因子关系J.气象与环境科学,2020(4).4 何振芳,郭庆春,刘加珍.河北省大气污染时空变化特征及其影响因素J.自然资源学报,2021(2).