霧霾時空分布研究

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1、霧霾時空分布研究摘要根據(jù)國家環(huán)保部最新發(fā)布的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》，首次將產(chǎn)生灰霾的主要因素——對人類健康危害極大的細顆粒物PM2.5的濃度指標作為空氣質(zhì)量監(jiān)測指標，根據(jù)以上背景，結(jié)合附件中數(shù)據(jù)分析問題，研究PM2.5的形成和演變規(guī)律。題目一是探索PM2.5與其余五項監(jiān)測指標之間的相關(guān)性，我們利用spss數(shù)據(jù)分析軟件對六項監(jiān)測指標進行相關(guān)性分析，為了使分析結(jié)果更加嚴謹，鑒于所分析的目標量PM2.5含量和其他幾個分量（各監(jiān)測指標）沒有科學(xué)的因果關(guān)系，即各指標的重要性差異，我們利用灰色關(guān)聯(lián)分析法進行驗證，最終可推斷：一氧化碳、PM10的

2、灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)最高，它們對PM2.5的形成起著關(guān)鍵性作用。針對問題二，我們將從時間上和空間上兩個方面去描述杭州地區(qū)的PM2.5的分布情況和相關(guān)規(guī)律,先用spss軟件進行數(shù)據(jù)的分析，將時間上和空間上的分布情況用圖形呈現(xiàn),結(jié)合圖形可得出如下結(jié)論：1、在相同的時間段內(nèi)，PM2.5含量在各地區(qū)的變化趨勢基本相同，無明顯差異。2、工業(yè)園區(qū)較為密集的地區(qū)PM2.5含量較高。為求得浙江污染最為嚴重的城市，我們先用matlab將附件中各城市的AQI通過空氣質(zhì)量指標的計算方法求出，為進行有效排序，我們將每個城市各個區(qū)域的AQI的平均值作為衡量標準，最

3、終得出湖州地區(qū)污染最為嚴重。針對問題三，需要研究PM2.5的發(fā)生和演變規(guī)律，我們采用偏最小二乘回歸的方法建立模型，對問題進行研究。在此模型的基礎(chǔ)上，我們根據(jù)附件3提供的杭州地區(qū)氣象數(shù)據(jù)，考慮風(fēng)力、濕度等天氣和季節(jié)因素的影響，對該地區(qū)的數(shù)據(jù)進行定性分析，發(fā)現(xiàn)天氣晴朗，濕度較低時，PM2.5的含量較低，空氣質(zhì)量指數(shù)較為優(yōu)良，但風(fēng)力風(fēng)向是個不確定因素，無法進行準確評估。關(guān)鍵字：灰色關(guān)聯(lián)分析偏最小二乘回歸SPSS軟件PM2.5一、問題重述大氣是地球上生命的繁衍與發(fā)展的理想因素之一，它的狀態(tài)和變化直接制約著人類的生活和生命健康，而其直接的表

4、現(xiàn)形式——空氣質(zhì)量更是與我們密不可分?；诖?，針對空氣質(zhì)量監(jiān)測，預(yù)報和控制等問題，國家和地方政府均制定了相應(yīng)政策、法規(guī)和管理辦法。2012年2月29日，環(huán)境保護部公布了新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》和《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術(shù)規(guī)定(試行)》。新規(guī)定中空氣質(zhì)量指數(shù)AQI作為空氣質(zhì)量監(jiān)測指標，它相比原質(zhì)量監(jiān)測指標API，一種基于3個基本指標（二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物PM10）的監(jiān)測指標，新增加了3個基本指標（細顆粒物PM2.5、臭氧、一氧化碳）。其中產(chǎn)生灰霾的主要因素——對人類健康危害極大的細顆粒物PM2.5的濃度指標是此

5、次建模的焦點。因為PM2.5的形成機理和過程比較復(fù)雜，有一種研究認為，AQI監(jiān)測指標中的二氧化硫（SO2），二氧化氮（NO2），一氧化碳（CO）是在一定環(huán)境條件下形成PM2.5前的主要氣態(tài)物體。在第一問中，我們要通過給定的部分地區(qū)的有效數(shù)據(jù)，建立適當?shù)哪芎饬恐笜说年P(guān)系模型，對PM2.5（含量）與其它5項分指標及其對應(yīng)污染物（含量）之間的相關(guān)性及其關(guān)系進行分析；第二問，是結(jié)合新頒布的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》及相應(yīng)的計算公式描述某一地區(qū)的PM2.5的時空分布情況，并對某一地區(qū)的受污染情況進行排序，找出污染最為嚴重的城市；第三問，在前兩問的

6、基礎(chǔ)上，結(jié)合地區(qū)的氣候，天氣，濕度等數(shù)據(jù)，將模型加以演變和發(fā)展，分析自然條件的變動對模型的影響，使我們能更直觀的判別影響PM2.5的主要因素，從而制定相應(yīng)的環(huán)境保護策略，緩解中國的陰霾現(xiàn)象。二、問題分析根據(jù)國家環(huán)保部發(fā)布了新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》，其中增加了對細顆粒物（PM2.5）的監(jiān)測，同時加嚴了部分污染物限值，相對于舊的標準，其能更加客觀反映我國環(huán)境空氣質(zhì)量狀況，推動大氣污染防治。根據(jù)以上背景，結(jié)合附件中數(shù)據(jù)分析問題。題目一是探索PM2.5與其余五項監(jiān)測指標之間的相關(guān)性，也就是說，建立模型尋求目標值與各分量之間的相關(guān)系數(shù)，

7、基于此，我們利用spss數(shù)據(jù)分析軟件對六項監(jiān)測指標進行相關(guān)性分析，為了使分析結(jié)果更加嚴謹，我們利用灰色關(guān)聯(lián)分析法進行驗證?；疑P(guān)聯(lián)分析雖沒有考慮各指標的重要性差異，但因為所分析的目標量PM2.5含量和其他幾個分量（各監(jiān)測指標）沒有科學(xué)的因果關(guān)系，所以我們只需分析目標量與各個監(jiān)測分量之間的關(guān)聯(lián)。針對問題二，我們將從時間上和空間上兩個方面去描述杭州地區(qū)的PM2.5的分布情況和相關(guān)規(guī)律,先用spss軟件進行數(shù)據(jù)的分析，將時間上和空間上的分布情況用圖形呈現(xiàn),結(jié)合圖形描述結(jié)果和所觀察到的相關(guān)規(guī)律。為求得浙江污染最為嚴重的城市，我們先用mat

8、lab將附件中各城市的AQI通過空氣質(zhì)量指標的計算方法求出，為進行有效排序，我們將每個城市各個區(qū)域的AQI的平均值作為衡量標準。針對問題三，需要研究PM2.5的發(fā)生和演變規(guī)律，用一組變量去推演另一組變量，考慮到經(jīng)典多元線性回歸分析、二次多項式回歸分