第25卷第6期2004年11月
Vol.25，No.6环境科学
，Nov.2004ENVIR NMENTALSCIENCE
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
城市臭氧浓度分布特征
殷永泉，李昌梅，马桂霞，崔兆杰
（山东大学环境科学与工程学院，济南250100）摘要：近地面层臭氧（ 研究是当今环境科学领域的前沿课题之一，随着汽车尾气排放N 在日光照 ）!和碳氢化合物的增加，射等条件下导致低层大气中 面临光化学烟雾污染的威胁，开展环境空气中 浓度明显增高， 监测与分析对防治大气污染有十分重要的意义.利用200 年6个月的臭氧（ 自动连续监测数据，对山东大学校园内 日变化、月变 ） 浓度的频率分布、化等特征进行分析.实验结果表明，《环境空气质量标准》（GB 二级标准的频率为96.88%； 095-1996） 小时平均浓度达到 浓度呈明显的日变化，一般在下午浓度较高，上午和夜晚较低；这与辐射强烈，温度高有关；天 浓度的最高值出现在6月份，气条件也影响 一般晴天时 多云、阴雨天气 浓度， 浓度高， 浓度低.关键词：臭氧；环境空气；辐射
中图分类号：X515
文献标识码：A
文章编号：（0250- 012004）06-0016-05
OzoneConcentrationdistributionofurban
YINYong-Cuan，LIChang-mei，MAGui-xia，CUIZhao-jie
（SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering，ShandongUniversity，Jinan250100，China）Abstract：Theincreaseofozoneconcentrationinurbanisoneofthemostimportantresearchtopicsonenvironmentalscience.Withtheincreaseofnitrogenoxidesandhydrogen-carboncompoundswhichareexhaustedfromcars，theozoneconcentrationinurbanisobvi-，，ouslyincreasedonsunlightandthreatofphotochemistrysmogwillbepossible.Thereforeitisveryimportanttomonitorandstudy
diurnalvariationandmonthlyvariationofozoneconcentra-theozoneconcentrationdistributioninurban.ThefreCuency-distribution，
tionwerestudiedonthecampusofShandongUniversityduringsixmonthsmonitoring.Theinfluenceofsolarradiationandweather
m is96.88%.Theozoneconditionsonozoneconcentrationwerediscussed.ThefreCuencyofozoneconcentrationlessthan200"g／
concentrationhasanobviousdiurnalvariation.Theozoneconcentrationintheafternoonishigherthaninthemorningandinthe
whenitisthestrongsolarradiationandhighair-temperature.Theweatherconditionsalsoevening.ThemaximumappearsinJune，
influencetheozoneconcentration.Theozoneconcentrationincleardayishigherthaninrainyandcloudyday.Keywords：ozone；ambientair；radiation
近地面层 增加是当今环境科学研究的前沿
［］1! 课题之一城市光.随着工业及交通业的发展，
并对 浓度的分布特征进行分续6个月的监测，
析.1
实验部分
化学烟雾污染越来越严重.光化学烟雾的特征污染物为 对PAN等强氧化剂. 、 具有强氧化能力，眼睛和呼吸道有很强的刺激性，损害人体肺功能，伤
［4］低空大气中害农作物，甚至导致各种疾病. 污
（北纬 6 40*， 采样监测点设在山东大学校园
东经117 00*），采样点设在环境学院三楼（海拔高度约 ，采样时间为200 4.5m）-05!200 -10.
采用美国热电子环境仪器公司生产的49C型量程为0!400mg／精度和最低检出 m ， 分析仪，限均为2.0"噪音为1.0"零漂为2.0m ，m ，g／g／
（，响应时间为20s，流量为1! m 24h）L／min.g／"
每天连续24h采样监测，每min记录1次数据，
浓度数据由仪器自带软件TEIforWindows（Ver-记录，用Msion2.2.0）icrosoftExcel及 rigin软件进行数据处理.太阳辐射和气温数据来自山东省气
收稿日期：修订日期：2004-01-16；2004-04-06基金项目：山东省中青年科学家奖励基金项目（编号：02BS116）作者简介：殷永泉（），男，博士，副教授，主要研究方向为环境1966!
监测、清洁生产和环境友好材料等.
染的日益加重，已引起人们的高度重视，不少学者研
［4!10］我国究了 . 的变化规律及相关的影响因素
《环境空气质量标准》（GB 中规定了一级095-1996）
二级标准的 m ，g／ 小时平均浓度不大于0.16m和三级标准不大于0.20mg／m .济南市大气受以煤炭为主的能源结构的影响，呈现出明显的煤烟型污染特征，但随着经济的迅猛发展，济南市的大气污染类型也在发生显著变化.随着汽车尾气排放N !和碳氢化合物的增加，在日光照射等条件下，使低层大气中 面临光化学烟雾的威胁.因 浓度明显增高，此，开展环境空气中 监测与研究有十分重要的意义.本文对山东大学校园内的 浓度进行了连
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环境科
学
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象监测站的历史观测资料.2结果与讨论
2.103小时平均浓度的频率分布
（总体分布2003-05!1）2003-10监测的03小
时平均浓度频率分布总体情况见图1.可见，03小
大于时平均浓度小于200"m3的频率为96.88%，g／《环境空气质量标200"m3的频率为3.12%.按照g／
准》（GB3095-1996）二级标准，03小时平均浓度超标率为3.12%.
图103小时平均浓度频率的总体分布
Fig.1
SchematicfreCuency-distributionofozonehourlyaverageconcentration
（2）03浓度的月变化2003-05!2003-10各月
的03小时平均浓度频率分布情况见图2.可见，5月份、并且6月6月份03小时平均浓度分布较分散，份出现高浓度03的频率最大，而7!10月份03小时平均浓度分布在低浓度范围内较多，特别是出现10月份全部监测200"m3以下的频率明显增多，g／
结果均低于200"m3.g／2.203小时平均浓度与太阳辐射的关系
图3列出2003-07太阳辐射与03小时平均浓度月平均的日变化曲线.太阳辐射与03小时平均浓度的日变化存在相关性，太阳辐射强度一般在而在12：05：00!12：00逐渐加强，00以后逐渐减弱；00!14：00逐渐加强，14：0003浓度一般在05：
以后逐渐减弱.太阳辐射的最大值出现在12：00，03浓度一天中的最大值出现在14：00，03浓度比太阳辐射最大值出现时间滞后2h.这说明03的产生与太阳辐射密切相关，而且03是由于太阳辐射而形
［11］成的二次污染物.
成，因此03浓度较低.
2.3太阳辐射和气温与03小时平均浓度分布特征
太阳辐射和气温数据与03小时平均浓度的分布特征的关系见表1.可见，在2003-05!2003-10的03小时平均浓度最低值为03浓度监测数据中，
出现在8月份；最高值为621.71"0.10"m3，m3，g／g／出现在6月份；最大超标率出现在6月份，最小为气温较高，而0310月份.6月份的太阳辐射较强、
浓度最高值也出现在6月份；5月份太阳辐射较强，但气温相对偏低，5月份03浓度平均值低于6月份；但太阳辐射较弱，7月份气温较高，7月份03浓度平均值低于5!6月份.
表1结果说明03的浓度与太阳辐射以及气温有密切联系.由于6月份气温较高和太阳辐射较强，致使03浓度超标比其它月份更严重；10月份气温较低和太阳辐射较弱，因而03浓度无超标情况.2.403浓度的时间分布特征
（日变化特征将2003-05!2003-10的逐日1）
结果见图5.03小时平均浓度进行统计，
可以看出，03小时平均浓度在观测的数据中
呈明显的日变化规律，一天中日出前03浓度随时（，日出间变化平缓，06：00达到最低值46.80"m3）g／
在午后后随着太阳辐射的增强，03浓度逐渐升高，，随后03浓（137.97"14：00左右达到最高值m3）g／
图4列出2003-07不同天气条件下的太阳辐射强度和03浓度分布的关系.在3种天气条件下太阳
辐射随时间变化，而03浓度也随时间呈现相似的说变化规律.晴天时，太阳辐射最强，03浓度最高，而多明晴天时较强的太阳辐射有利于03的生成；云和阴雨天气时，太阳辐射较弱，不利于03的生
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图22003-05!2003-10的03小时平均浓度分布情况
Fig.2
FreCuency-distributionofozonehourlyaverageconcentrationfromMay2 3to0ctober2
3
［4!6］这与文献的03小时平均浓度日变化规律基本
一致.
（2）03浓度的日均值变化特征图6表示
2 3- 5!2 3-1 03浓度的日均值变化情况.从图6看出，5!7月份的03日均浓度普遍高于8!1 月份，03最高日均浓度为231.31"m3，g／出现在6月份；最低日均浓度为9.84"出现在m3，g／
图3太阳辐射与03小时平均浓度的日变化Fig.3
Diurnalvariationofsolarradiationandozone
hourlyaverageconcentration
辐射强度和气温等差别较1 月份.由于天气情况、
而天气情况、辐射强大，每天的03浓度差别很大；度和气温等差别不大时，03日均浓度变化不大.
（ 3- 5!2 3-1 各月3）03浓度的月变化2
的03小时平均浓度日变化情况见图7.
从图7看出，2 3- 5!2 3-1 各月的03小
度逐渐降低，直至第221： 后03浓度平缓降低，
天的日出达到最低.上述结果说明03浓度的日变化与太阳辐射密切相关，白天浓度高，夜间浓度低.
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时平均浓度变化情况与03小时平均浓度的总体日变化特征基本一致.5!6月份03浓度在午后15：00出现最高值，7!10月份03浓度一般在午后14：00出现最高值；03浓度的最高值随月份增大而逐渐降低.这是由于随月份增大，太阳辐射逐渐减弱，气温逐渐降低，因此，同时，随着月份03浓度逐渐降低，的增大，出现最高值的时间也在逐渐提前.
（4）03浓度变化与天气条件的关系天气状况也是造成03浓度变化的一个重要影响因素.图8表示2003-05!2003-10间03小时平均浓度在晴天、多云以及阴雨天情况下的变化情况.云量小于2为晴天，云量大于2为多云，阴雨天气的云量为10.从图8看出，上述3种天气情况下03浓度随时间的变化规律基本相似，出现峰值的时间一般在午
图4不同天气条件下的太阳辐射强度和03浓度分布Fig.4
Diurnalvariationofsolarradiationandozonehourlyaverageconcentrationindifferentweatherconditions
后的13：晴天时03浓度高，多云天气0300!15：00，浓度较低，阴雨天气03浓度最低，这与前述的7月份的结果一致.
表1太阳辐射强度和气温与03小时平均浓度分布特征的关系
Table1
月份5月
6月7月8月9月10月
Relationshipbetweensolarradiationandair-temperatureandcharacterizationoftheozonehourlyaverageconcentration
太阳辐射强度／MJ・m-2
19.2618.8015.6814.3112.4510.35
观测数[***********]
浓度范围／m-3g・"2.40!256.367.34!621.713.22!292.640.10!253.710.84!226.961.69!158.65
平均值／m-3g・"
108.87131.4480.0468.9968.1951.81
最大超标倍数
1.33.11.51.37.00.0
超标率／%7.688.913.722.010.170.
00
气温／K294.95299.45300.85299.45295.55289.35
生与太阳辐射密切相关，03是由于太阳辐射而形成
的二次污染物.
（日出前03浓度随3）03浓度呈明显的日变化，时间变化平缓，日出后随着太阳辐06：00达到最低，射的增强，在午后14：03浓度逐渐升高，00左右达到最高值（137.97"，随后03浓度逐渐降低，m3）g／
直至第2天的日出达到21：00后03浓度平缓降低，
最低.
（4）03浓度的最高值出现在辐射强烈而且气温高的6月份，5!6月份03浓度在15：00出现最高值，7!10月份03浓度在14：00出现最高值；03浓度的最高值随着月份增加而降低.这说明气温也是影响03浓度的一个重要因素.
（天气状况也是影响03浓度的一个因素.晴5）
天时03浓度高，多云天气03浓度较低，阴雨天气03浓度最低.
图503小时平均浓度的日变化
Fig.5
Diurnalvariationofozonehourlyaverageconcentration.
3结论
从实验观测的03小时平均浓度的总体频（1）
率分布来看，达到国家二级标准（即小于200"m3）g／的频率为96.88%.
（一天中太阳辐射最强一般出现在12：2）00，03浓度最大值一般出现在午后14：这说明03的产00，
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图6
Fig.6
2003-05!2003-10的03浓度日变化
DailyvariationofozoneaverageconcentrationfromMay2 3toOctober2
3
.Bei-processesandMathematicalModelonairpollution［M］
ChinaMeteorologicalpress，1998.1!355.jing：
［2］CheungVTF，WangT.Observationalstudyofozonepollution
.atmosphericataruralsiteintheyangtzeDeltaofChina［J］Environment，2 1，35：4947!4958.
［3］W，angT，CheungVTF，LamK KoIGL，~arrisJM.The
characteristicsofozoneandrelatedcompoundsintheboundary
layerofthe outhChinacoast：temporalandverticalvariationsduringautumnseason［J］.atmosphericEnvironment，2 1，
图72003-05!2003-10的03小时平均浓度日变化
Diurnalvariationofozonehourlyaverage
Fig.7
35：2735!2746.
［4］姜允迪，王式功，祁斌，等.兰州城区臭氧浓度时空变化特征及
其与气象条件的关系［（自然科学版），，J］.兰州大学学报2 （：365）118!125.
［5］白建辉，王明星，孔国辉，等.鼎湖山地面臭氧、氮氧化物变化
特征的分析［（：J］.环境科学学报，1999，193）262!265.［6］张远航，邵可声，唐孝炎.中国城市光化学烟雾污染研究［J］.北京大学学报（自然科学版），（：1998，342!3）392!4 .［7］蒋维楣，蔡晨霞，李昕.城市低层大气臭氧生成的模拟研究［（：J］.气象科学，2 1，212）154!161.［8］于鹏，王建华，郭素英，等.近十年青岛市臭氧质量浓度分布特
征分析［（：J］.青岛大学学报，2 2，171）87!89.
［9］朱毓秀，徐家骝.臭氧和氮氧化物四季浓度特征及其相关性
concentrationfromMay2 3toOctober2 3
图8Fig.8
不同天气状况下03小时平均浓度变化Variationofozonehourlyaverageconcentration
indifferentweatherconditions
［（：J］.上海环境科学，1998，171）36!38.
［］徐家骝，朱毓秀.气象因子对近地面臭氧污染影响的研究1
［（：J］.大气科学，1994，186）751!757.［徐永福，陈辉，等.鼎湖山森林地区臭氧及其前体物的11］白建辉，
变化特征和分析［（：J］.气候与环境，2 3，83）37 !38 .
参考文献：
［1］LeiXE，ZhangMG，~anZW.physical，Chemical，Biological
城市臭氧浓度分布特征
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
殷永泉， 李昌梅， 马桂霞， 崔兆杰
山东大学环境科学与工程学院,济南,250100环境科学
CHINESE JOURNAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCE2004,25(6)33次
参考文献(11条)
1.Lei X E;Zhang M G;Han Z W Physical,Chemical,Biological Processes and Mathematical Model on AirPollution 1998
2.Cheung V T F;Wang T Observational study of ozone pollution at a rural site in the Yangtze Delta ofChina 2001
3.Wang T;Cheung V T F;Lam K S;Kok G L Harris J M The characteristics of ozone and related compoundsin the boundary layer of the South China coast:temporal and vertical variations during autumn season[外文期刊] 2001(15)
4.姜允迪;王式功;祁斌 兰州城区臭氧浓度时空变化特征及其与气象条件的关系[期刊论文]-兰州大学学报(自然科学版) 2000(05)
5.白建辉;王明星;孔国辉 鼎湖山地面臭氧、氮氧化物变化特征的分析[期刊论文]-环境科学学报 1999(03)6.张远航;邵可声;唐孝炎 中国城市光化学烟雾污染研究[期刊论文]-北京大学学报(自然科学版) 1998(2-3)7.蒋维楣;蔡晨霞;李昕 城市低层大气臭氧生成的模拟研究[期刊论文]-气象科学 2001(02)
8.于鹏;王建华;郭素英 近十年青岛市臭氧质量浓度分布特征分析[期刊论文]-青岛大学学报 2002(01)9.朱毓秀;徐家骝 臭氧和氮氧化物四季浓度特征及其相关性[期刊论文]-上海环境科学 1998(01)10.徐家骝;朱毓秀 气象因子对近地面臭氧污染影响的研究[期刊论文]-大气科学 1994(06)
11.白建辉;徐永福;陈辉 鼎湖山森林地区臭氧及其前体物的变化特征和分析[期刊论文]-气候与环境研究 2003(03)
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31.刘峰.朱永官.王效科 我国地面臭氧污染及其生态环境效应[期刊论文]-生态环境 2008(4)
32.张文方.郑艳红.孙德智.张立秋 北京夏季道路环境中NOx,NMHCs及气象因子对ρ(O3)的影响[期刊论文]-环境科学研究 2010(5)
33.唐雪芬 上海市大气中苯系物和MTBE的污染特征及防治对策研究[学位论文]硕士 2005
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_hjkx200406004.aspx
第25卷第6期2004年11月
Vol.25，No.6环境科学
，Nov.2004ENVIR NMENTALSCIENCE
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
城市臭氧浓度分布特征
殷永泉，李昌梅，马桂霞，崔兆杰
（山东大学环境科学与工程学院，济南250100）摘要：近地面层臭氧（ 研究是当今环境科学领域的前沿课题之一，随着汽车尾气排放N 在日光照 ）!和碳氢化合物的增加，射等条件下导致低层大气中 面临光化学烟雾污染的威胁，开展环境空气中 浓度明显增高， 监测与分析对防治大气污染有十分重要的意义.利用200 年6个月的臭氧（ 自动连续监测数据，对山东大学校园内 日变化、月变 ） 浓度的频率分布、化等特征进行分析.实验结果表明，《环境空气质量标准》（GB 二级标准的频率为96.88%； 095-1996） 小时平均浓度达到 浓度呈明显的日变化，一般在下午浓度较高，上午和夜晚较低；这与辐射强烈，温度高有关；天 浓度的最高值出现在6月份，气条件也影响 一般晴天时 多云、阴雨天气 浓度， 浓度高， 浓度低.关键词：臭氧；环境空气；辐射
中图分类号：X515
文献标识码：A
文章编号：（0250- 012004）06-0016-05
OzoneConcentrationdistributionofurban
YINYong-Cuan，LIChang-mei，MAGui-xia，CUIZhao-jie
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diurnalvariationandmonthlyvariationofozoneconcentra-theozoneconcentrationdistributioninurban.ThefreCuency-distribution，
tionwerestudiedonthecampusofShandongUniversityduringsixmonthsmonitoring.Theinfluenceofsolarradiationandweather
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concentrationhasanobviousdiurnalvariation.Theozoneconcentrationintheafternoonishigherthaninthemorningandinthe
whenitisthestrongsolarradiationandhighair-temperature.Theweatherconditionsalsoevening.ThemaximumappearsinJune，
influencetheozoneconcentration.Theozoneconcentrationincleardayishigherthaninrainyandcloudyday.Keywords：ozone；ambientair；radiation
近地面层 增加是当今环境科学研究的前沿
［］1! 课题之一城市光.随着工业及交通业的发展，
并对 浓度的分布特征进行分续6个月的监测，
析.1
实验部分
化学烟雾污染越来越严重.光化学烟雾的特征污染物为 对PAN等强氧化剂. 、 具有强氧化能力，眼睛和呼吸道有很强的刺激性，损害人体肺功能，伤
［4］低空大气中害农作物，甚至导致各种疾病. 污
（北纬 6 40*， 采样监测点设在山东大学校园
东经117 00*），采样点设在环境学院三楼（海拔高度约 ，采样时间为200 4.5m）-05!200 -10.
采用美国热电子环境仪器公司生产的49C型量程为0!400mg／精度和最低检出 m ， 分析仪，限均为2.0"噪音为1.0"零漂为2.0m ，m ，g／g／
（，响应时间为20s，流量为1! m 24h）L／min.g／"
每天连续24h采样监测，每min记录1次数据，
浓度数据由仪器自带软件TEIforWindows（Ver-记录，用Msion2.2.0）icrosoftExcel及 rigin软件进行数据处理.太阳辐射和气温数据来自山东省气
收稿日期：修订日期：2004-01-16；2004-04-06基金项目：山东省中青年科学家奖励基金项目（编号：02BS116）作者简介：殷永泉（），男，博士，副教授，主要研究方向为环境1966!
监测、清洁生产和环境友好材料等.
染的日益加重，已引起人们的高度重视，不少学者研
［4!10］我国究了 . 的变化规律及相关的影响因素
《环境空气质量标准》（GB 中规定了一级095-1996）
二级标准的 m ，g／ 小时平均浓度不大于0.16m和三级标准不大于0.20mg／m .济南市大气受以煤炭为主的能源结构的影响，呈现出明显的煤烟型污染特征，但随着经济的迅猛发展，济南市的大气污染类型也在发生显著变化.随着汽车尾气排放N !和碳氢化合物的增加，在日光照射等条件下，使低层大气中 面临光化学烟雾的威胁.因 浓度明显增高，此，开展环境空气中 监测与研究有十分重要的意义.本文对山东大学校园内的 浓度进行了连
6期
环境科
学
17
象监测站的历史观测资料.2结果与讨论
2.103小时平均浓度的频率分布
（总体分布2003-05!1）2003-10监测的03小
时平均浓度频率分布总体情况见图1.可见，03小
大于时平均浓度小于200"m3的频率为96.88%，g／《环境空气质量标200"m3的频率为3.12%.按照g／
准》（GB3095-1996）二级标准，03小时平均浓度超标率为3.12%.
图103小时平均浓度频率的总体分布
Fig.1
SchematicfreCuency-distributionofozonehourlyaverageconcentration
（2）03浓度的月变化2003-05!2003-10各月
的03小时平均浓度频率分布情况见图2.可见，5月份、并且6月6月份03小时平均浓度分布较分散，份出现高浓度03的频率最大，而7!10月份03小时平均浓度分布在低浓度范围内较多，特别是出现10月份全部监测200"m3以下的频率明显增多，g／
结果均低于200"m3.g／2.203小时平均浓度与太阳辐射的关系
图3列出2003-07太阳辐射与03小时平均浓度月平均的日变化曲线.太阳辐射与03小时平均浓度的日变化存在相关性，太阳辐射强度一般在而在12：05：00!12：00逐渐加强，00以后逐渐减弱；00!14：00逐渐加强，14：0003浓度一般在05：
以后逐渐减弱.太阳辐射的最大值出现在12：00，03浓度一天中的最大值出现在14：00，03浓度比太阳辐射最大值出现时间滞后2h.这说明03的产生与太阳辐射密切相关，而且03是由于太阳辐射而形
［11］成的二次污染物.
成，因此03浓度较低.
2.3太阳辐射和气温与03小时平均浓度分布特征
太阳辐射和气温数据与03小时平均浓度的分布特征的关系见表1.可见，在2003-05!2003-10的03小时平均浓度最低值为03浓度监测数据中，
出现在8月份；最高值为621.71"0.10"m3，m3，g／g／出现在6月份；最大超标率出现在6月份，最小为气温较高，而0310月份.6月份的太阳辐射较强、
浓度最高值也出现在6月份；5月份太阳辐射较强，但气温相对偏低，5月份03浓度平均值低于6月份；但太阳辐射较弱，7月份气温较高，7月份03浓度平均值低于5!6月份.
表1结果说明03的浓度与太阳辐射以及气温有密切联系.由于6月份气温较高和太阳辐射较强，致使03浓度超标比其它月份更严重；10月份气温较低和太阳辐射较弱，因而03浓度无超标情况.2.403浓度的时间分布特征
（日变化特征将2003-05!2003-10的逐日1）
结果见图5.03小时平均浓度进行统计，
可以看出，03小时平均浓度在观测的数据中
呈明显的日变化规律，一天中日出前03浓度随时（，日出间变化平缓，06：00达到最低值46.80"m3）g／
在午后后随着太阳辐射的增强，03浓度逐渐升高，，随后03浓（137.97"14：00左右达到最高值m3）g／
图4列出2003-07不同天气条件下的太阳辐射强度和03浓度分布的关系.在3种天气条件下太阳
辐射随时间变化，而03浓度也随时间呈现相似的说变化规律.晴天时，太阳辐射最强，03浓度最高，而多明晴天时较强的太阳辐射有利于03的生成；云和阴雨天气时，太阳辐射较弱，不利于03的生
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环境科学
25
卷
图22003-05!2003-10的03小时平均浓度分布情况
Fig.2
FreCuency-distributionofozonehourlyaverageconcentrationfromMay2 3to0ctober2
3
［4!6］这与文献的03小时平均浓度日变化规律基本
一致.
（2）03浓度的日均值变化特征图6表示
2 3- 5!2 3-1 03浓度的日均值变化情况.从图6看出，5!7月份的03日均浓度普遍高于8!1 月份，03最高日均浓度为231.31"m3，g／出现在6月份；最低日均浓度为9.84"出现在m3，g／
图3太阳辐射与03小时平均浓度的日变化Fig.3
Diurnalvariationofsolarradiationandozone
hourlyaverageconcentration
辐射强度和气温等差别较1 月份.由于天气情况、
而天气情况、辐射强大，每天的03浓度差别很大；度和气温等差别不大时，03日均浓度变化不大.
（ 3- 5!2 3-1 各月3）03浓度的月变化2
的03小时平均浓度日变化情况见图7.
从图7看出，2 3- 5!2 3-1 各月的03小
度逐渐降低，直至第221： 后03浓度平缓降低，
天的日出达到最低.上述结果说明03浓度的日变化与太阳辐射密切相关，白天浓度高，夜间浓度低.
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环境科学
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时平均浓度变化情况与03小时平均浓度的总体日变化特征基本一致.5!6月份03浓度在午后15：00出现最高值，7!10月份03浓度一般在午后14：00出现最高值；03浓度的最高值随月份增大而逐渐降低.这是由于随月份增大，太阳辐射逐渐减弱，气温逐渐降低，因此，同时，随着月份03浓度逐渐降低，的增大，出现最高值的时间也在逐渐提前.
（4）03浓度变化与天气条件的关系天气状况也是造成03浓度变化的一个重要影响因素.图8表示2003-05!2003-10间03小时平均浓度在晴天、多云以及阴雨天情况下的变化情况.云量小于2为晴天，云量大于2为多云，阴雨天气的云量为10.从图8看出，上述3种天气情况下03浓度随时间的变化规律基本相似，出现峰值的时间一般在午
图4不同天气条件下的太阳辐射强度和03浓度分布Fig.4
Diurnalvariationofsolarradiationandozonehourlyaverageconcentrationindifferentweatherconditions
后的13：晴天时03浓度高，多云天气0300!15：00，浓度较低，阴雨天气03浓度最低，这与前述的7月份的结果一致.
表1太阳辐射强度和气温与03小时平均浓度分布特征的关系
Table1
月份5月
6月7月8月9月10月
Relationshipbetweensolarradiationandair-temperatureandcharacterizationoftheozonehourlyaverageconcentration
太阳辐射强度／MJ・m-2
19.2618.8015.6814.3112.4510.35
观测数[***********]
浓度范围／m-3g・"2.40!256.367.34!621.713.22!292.640.10!253.710.84!226.961.69!158.65
平均值／m-3g・"
108.87131.4480.0468.9968.1951.81
最大超标倍数
1.33.11.51.37.00.0
超标率／%7.688.913.722.010.170.
00
气温／K294.95299.45300.85299.45295.55289.35
生与太阳辐射密切相关，03是由于太阳辐射而形成
的二次污染物.
（日出前03浓度随3）03浓度呈明显的日变化，时间变化平缓，日出后随着太阳辐06：00达到最低，射的增强，在午后14：03浓度逐渐升高，00左右达到最高值（137.97"，随后03浓度逐渐降低，m3）g／
直至第2天的日出达到21：00后03浓度平缓降低，
最低.
（4）03浓度的最高值出现在辐射强烈而且气温高的6月份，5!6月份03浓度在15：00出现最高值，7!10月份03浓度在14：00出现最高值；03浓度的最高值随着月份增加而降低.这说明气温也是影响03浓度的一个重要因素.
（天气状况也是影响03浓度的一个因素.晴5）
天时03浓度高，多云天气03浓度较低，阴雨天气03浓度最低.
图503小时平均浓度的日变化
Fig.5
Diurnalvariationofozonehourlyaverageconcentration.
3结论
从实验观测的03小时平均浓度的总体频（1）
率分布来看，达到国家二级标准（即小于200"m3）g／的频率为96.88%.
（一天中太阳辐射最强一般出现在12：2）00，03浓度最大值一般出现在午后14：这说明03的产00，
2
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卷
图6
Fig.6
2003-05!2003-10的03浓度日变化
DailyvariationofozoneaverageconcentrationfromMay2 3toOctober2
3
.Bei-processesandMathematicalModelonairpollution［M］
ChinaMeteorologicalpress，1998.1!355.jing：
［2］CheungVTF，WangT.Observationalstudyofozonepollution
.atmosphericataruralsiteintheyangtzeDeltaofChina［J］Environment，2 1，35：4947!4958.
［3］W，angT，CheungVTF，LamK KoIGL，~arrisJM.The
characteristicsofozoneandrelatedcompoundsintheboundary
layerofthe outhChinacoast：temporalandverticalvariationsduringautumnseason［J］.atmosphericEnvironment，2 1，
图72003-05!2003-10的03小时平均浓度日变化
Diurnalvariationofozonehourlyaverage
Fig.7
35：2735!2746.
［4］姜允迪，王式功，祁斌，等.兰州城区臭氧浓度时空变化特征及
其与气象条件的关系［（自然科学版），，J］.兰州大学学报2 （：365）118!125.
［5］白建辉，王明星，孔国辉，等.鼎湖山地面臭氧、氮氧化物变化
特征的分析［（：J］.环境科学学报，1999，193）262!265.［6］张远航，邵可声，唐孝炎.中国城市光化学烟雾污染研究［J］.北京大学学报（自然科学版），（：1998，342!3）392!4 .［7］蒋维楣，蔡晨霞，李昕.城市低层大气臭氧生成的模拟研究［（：J］.气象科学，2 1，212）154!161.［8］于鹏，王建华，郭素英，等.近十年青岛市臭氧质量浓度分布特
征分析［（：J］.青岛大学学报，2 2，171）87!89.
［9］朱毓秀，徐家骝.臭氧和氮氧化物四季浓度特征及其相关性
concentrationfromMay2 3toOctober2 3
图8Fig.8
不同天气状况下03小时平均浓度变化Variationofozonehourlyaverageconcentration
indifferentweatherconditions
［（：J］.上海环境科学，1998，171）36!38.
［］徐家骝，朱毓秀.气象因子对近地面臭氧污染影响的研究1
［（：J］.大气科学，1994，186）751!757.［徐永福，陈辉，等.鼎湖山森林地区臭氧及其前体物的11］白建辉，
变化特征和分析［（：J］.气候与环境，2 3，83）37 !38 .
参考文献：
［1］LeiXE，ZhangMG，~anZW.physical，Chemical，Biological
城市臭氧浓度分布特征
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
殷永泉， 李昌梅， 马桂霞， 崔兆杰
山东大学环境科学与工程学院,济南,250100环境科学
CHINESE JOURNAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCE2004,25(6)33次
参考文献(11条)
1.Lei X E;Zhang M G;Han Z W Physical,Chemical,Biological Processes and Mathematical Model on AirPollution 1998
2.Cheung V T F;Wang T Observational study of ozone pollution at a rural site in the Yangtze Delta ofChina 2001
3.Wang T;Cheung V T F;Lam K S;Kok G L Harris J M The characteristics of ozone and related compoundsin the boundary layer of the South China coast:temporal and vertical variations during autumn season[外文期刊] 2001(15)
4.姜允迪;王式功;祁斌 兰州城区臭氧浓度时空变化特征及其与气象条件的关系[期刊论文]-兰州大学学报(自然科学版) 2000(05)
5.白建辉;王明星;孔国辉 鼎湖山地面臭氧、氮氧化物变化特征的分析[期刊论文]-环境科学学报 1999(03)6.张远航;邵可声;唐孝炎 中国城市光化学烟雾污染研究[期刊论文]-北京大学学报(自然科学版) 1998(2-3)7.蒋维楣;蔡晨霞;李昕 城市低层大气臭氧生成的模拟研究[期刊论文]-气象科学 2001(02)
8.于鹏;王建华;郭素英 近十年青岛市臭氧质量浓度分布特征分析[期刊论文]-青岛大学学报 2002(01)9.朱毓秀;徐家骝 臭氧和氮氧化物四季浓度特征及其相关性[期刊论文]-上海环境科学 1998(01)10.徐家骝;朱毓秀 气象因子对近地面臭氧污染影响的研究[期刊论文]-大气科学 1994(06)
11.白建辉;徐永福;陈辉 鼎湖山森林地区臭氧及其前体物的变化特征和分析[期刊论文]-气候与环境研究 2003(03)
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