关中地区PM2.5污染过程的主要参数特征和EMD统计分析

摘要

为了掌握关中地区的污染过程特征,并为关中地区预警预报提供理论支撑,利用2014—2017年关中地区五市(西安市、咸阳市、宝鸡市、渭南市、铜川市)ρ(PM2.5)数据,对该地区PM2.5污染过程的峰值质量浓度、持续时间等特征进行统计分析,并用EMD(经验模态分解法)分解海平面气压观测数据,对PM2.5污染过程的统计结果进行解释.结果表明:①关中地区ρ(PM2.5)分布在时间和空间上均具有显著的区域相关和时间同步特征.各城市的ρ(PM2.5)日均值较接近,相差范围为2～15μg∕m3.②污染过程持续时间的统计表明,冬季污染过程持续时间(11～15 d)相对较长,夏季污染过程持续时间(7～9 d)相对较短;PM2.5污染过程的峰值质量浓度分析表明,各城市中度及以上等级的污染频次差异较大,最大值出现在咸阳市,为16次,最小值出现在铜川市,为9次.③利用EMD算法对气压数据进行分解后发现,第4模态(IMF4)的震荡频率变化是关中地区各城市不同季节污染过程持续时间存在明显差异的主要原因.研究显示,单站气压的EMD模态分解可以较好地解释关中地区的污染物浓度特征.