基于无人机垂直观测的眉山市臭氧污染个例对比分析

doi:10.3969/j.issn.1673-503X.2024.03.003

摘要/Abstract

摘要：

为深入了解对流层低层臭氧(O₃)浓度分布特征及气象要素对O₃污染的影响, 使用无人机对眉山市2022年6月27—30日和7月6—12日的O₃浓度、气温和相对湿度进行垂直观测, 并结合天气形势、地面气象要素和HYSPLIT的48 h后向轨迹, 分别从近地面和垂直方向对两次过程进行对比分析。结果表明: O₃浓度日变化明显, 近地面06:00—08:00出现谷值, 10:00左右开始明显升高, 多在12:00—20:00达到峰值, 而垂直方向10:00—22:00一般O₃平均浓度10:00最低, 12:00快速升高, 16:00小幅回落, 20:00达到峰值; 近地面O₃浓度较高时对应的平均垂直浓度也较高, 且同一时次近地面高于垂直方向, 无冷空气影响时大部分时次O₃浓度在0~1000 m随高度的增加在近地面呈先略增后减少的趋势, 峰值多出现在离地面0~300 m; O₃浓度与气象要素的相关性白天明显比夜间高, 与温度呈显著的正相关, 在近地面与相对湿度、气压总体呈显著负相关, 与风速呈正相关, 而在垂直方向上O₃浓度与相对湿度在不同观测时次相关性有明显差别。

关键词: O₃污染, 无人机, 垂直分布

Abstract:

In order to better understand the concentration distribution of O₃ in the lower troposphere and the influence of meteorological factors on O₃ pollution, this paper used UAV (Unmanned Aerial Vehicle) to observe O₃ concentration vertically, air temperature and relative humidity in Meishan city from June 27 to 30 and July 6 to 12, 2022, and combines the weather situation, ground meteorological elements and HYSPLIT's 48 h backward trajectory to compare and analyze the two processes from the near surface and vertical direction, respectively. The results showed that the daily variation of O₃ concentration was obvious, the valley value near surface appeared at 06:00-08:00, and began to increase significantly around 10:00, then reaching a peak during 12:00-20:00. While the average concentration of O₃ in the vertical direction was lowest at 10:00 and rapidly enhanced at 12:00, fell slightly at 16:00 and peaked at 20:00. When the concentration of O₃ near surface is high, the corresponding average vertical concentration is also higher; while the concentration of O₃ near surface is higher than that in the vertical direction, and the concentration of O₃ in the 0~1000 m increases slightly and then decreases, and the peak mostly appears in the height of 0~300 m above the ground. The correlation between O₃ concentration and meteorological elements was significantly higher during the day than that during the night, positively correlated with temperature, negatively correlated with relative humidity and pressure, and positively correlated with wind speed, while the correlation between O₃ concentration and relative humidity in the vertical direction was significantly different at different observation times.

Key words: O₃ pollution, Unmanned Aerial Vehicle (UAV), Vertical distribution

中图分类号:

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图/表 10

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表2

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日期	时段	气压	温度	相对湿度	降雨量	风速
6月27—30日	白天	-0.644^**	0.848^**	-0.852^**	a	0.412^**
6月27—30日	夜间	0.010	-0.008	-0.279	0.130	0.374^**
7月6—12日	白天	-0.329^**	0.790^**	-0.592^**	a	0.276^*
7月6—12日	夜间	-0.265^*	0.773^**	-0.532^**	a	0.591^**

日期	10时		12时		16时		20时		22时
日期	温度	相对湿度	温度	相对湿度	温度	相对湿度	温度	相对湿度	温度	相对湿度
6月27日	—	—	0.950^**	0.953^**	—	—	0.058	0.961^**	—	—
6月28日	—	—	0.981^**	0.814^**	0.957^**	0.819^**	0.938^**	0.757^**	—	—
6月29日	0.942^**	0.905^**	0.935^**	-0.657^**	0.942^**	0.905^**	0.925^**	0.650^**	0.909^**	0.262
6月30日	—	—	—	—	0.863^**	0.950^**	0.956^**	0.633^**	0.956^**	0.633^**
7月6日	—	—	0.993^**	0.840^**	0.990^**	0.690^**	0.989^**	0.000	0.965^**	0.946^**
7月7日	—	—	0.984^**	0.567^**	0.945^**	-0.714^**	0.990^**	0.176	0.753^**	-0.548^**
7月8日	0.935^**	0.875^**	0.926^**	-0.228	0.932^**	0.112	0.842^**	0.378^**	0.945^**	0.387^**
7月9日	0.812^**	0.519^**	0.938^**	-0.351^*	0.902^**	-0.747^**	0.868^**	0.066	0.886^**	-0.060
7月10日	—	—	0.901^**	-0.815^**	0.922^**	-0.773^**	0.950^**	-0.152	—	—
7月11日	—	—	0.970^**	0.929^**	0.879^**	-0.648^**	0.913^**	0.108	—	—
7月12日	—	—	—	—	0.971^**	-0.571^**	-0.174	-0.571^**	—	—

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