2019—2023年聊城市PM2.5和O3质量浓度变化特征的相关性分析及气象因素影响研究

doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2025022

山东科学 ›› 2026, Vol. 39 ›› Issue (1): 133-143.doi: 10.3976/j.issn.1002-4026.2025022

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2019—2023年聊城市PM_2.5和O₃质量浓度变化特征的相关性分析及气象因素影响研究

李静¹(), 姜娜¹, 董原¹, 王金业¹, 孟静静²

1.山东省聊城生态环境监测中心, 山东聊城 252000
2.聊城大学地理与环境学院, 山东聊城 252000

收稿日期:2025-03-03 修回日期:2024-04-15 出版日期:2026-02-20 上线日期:2026-01-29
作者简介:李静(1988—),硕士,高级工程师,研究方向为环境监测。E-mail:lijing198803118223@sina.com,Tel:15206358983
基金资助:
山东省自然科学基金(ZR2020MD113);国家自然科学基金(42177083)

Research oncorrelations between variations in PM_2.5 and O₃ concentrations and impacts of meteorological factors in Liaocheng from 2019 to 2023

LI Jing¹(), JIANG Na¹, DONG Yuan¹, WANG Jinye¹, MENG Jingjing²

1. Liaocheng Ecological & Environmental Monitoring Centre of Shandong Province, Liaocheng 252000, China
2. School of Geography and Environment, Liaocheng University, Liaocheng 252000, China

Received:2025-03-03 Revised:2024-04-15 Published:2026-02-20 Online:2026-01-29

摘要/Abstract

摘要：

为探究中等规模工业城市大气复合污染特征及气象驱动机制,基于2019—2023年聊城市5个国控站点和8个县级监测站的空气质量数据,系统分析了PM_2.5与臭氧(O₃)的时空变化规律及其协同效应。结果表明:PM_2.5年均质量浓度呈波动下降趋势,但2023年出现反弹,极端值增加;O₃质量浓度则呈现“先降后升”特征,夏季为污染高峰期,峰值出现在6月为230.0 μg/m³。相关性分析表明,PM_2.5污染与O₃污染夏季呈现正相关、冬季呈现负相关,中重度污染时两者协同上升。在各种气象因子中,温度对O₃生成具有显著正反馈,湿度在60%~70%区间时O₃与PM_2.5复合超标风险同步升高。风向-风速分析表明,O₃超标数据集中于南风(0~7.5 m/s)区间,呈现显著“红舌”延伸特征,西风静稳条件可加剧PM_2.5累积。

关键词: 聊城市, PM_2.5, O₃, 时空分布特征, 相关性分析, 气象因子

Abstract:

To investigate the characteristics of atmospheric composite pollution and meteorological driving mechanisms in medium-sized industrial cities, this study systematically analyzed the spatiotemporal variations and synergistic effects of PM_2.5 and ozone (O₃) based on air quality data from five national stations and eight county-level monitoring stations in Liaocheng City from 2019 to 2023. The results showed that the annual average PM_2.5 concentration exhibited a fluctuating downward trend but rebounded in 2023 with increased extreme values. O₃ concentrations displayed a “decline followed by rise” pattern, peaking at 230.0 μg/m³ in June during the summer pollution season. Correlation analysis revealed that PM_2.5 and O₃ pollution showed a positive correlation in summer and a negative correlation in winter,Among various meteorological factors, temperature exhibited a significant positive effect on O₃ formation. When humidity was in the 60%-70% range, the risk of simultaneous PM_2.5 and O₃ exceedance increased. Wind analysis further showed that O₃ exceedances predominantly occurred under the presence of southerly winds(0 to 7.5 m/s), displaying a distinct “red tongue” extension pattern, while calm and westerly winds exacerbated PM_2.5 concentration.

Key words: Liaocheng, PM_2.5, O₃, spatiotemporal distribution, correlation analysis, meteorological factors

中图分类号:

X831

李静, 姜娜, 董原, 王金业, 孟静静. 2019—2023年聊城市PM_2.5和O₃质量浓度变化特征的相关性分析及气象因素影响研究[J]. 山东科学, 2026, 39(1): 133-143.

LI Jing, JIANG Na, DONG Yuan, WANG Jinye, MENG Jingjing. Research oncorrelations between variations in PM_2.5 and O₃ concentrations and impacts of meteorological factors in Liaocheng from 2019 to 2023[J]. Shandong Science, 2026, 39(1): 133-143.

图/表 11

表1

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参考文献 22

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IAQI	O₃质量浓度/(μg·m^-3)	PM_2.5质量浓度/(μg·m^-3)
0	0	0
50	100	35
100	160	75
150	215	115
200	265	150
300	800	250

指标	ρ(SO₂)	ρ(NO₂)	ρ(PM₁₀)	ρ(PM_2.5)	ρ(CO)	ρ(O₃-8H)	AQI
ρ(SO₂)	1
ρ(NO₂)	0.522^**	1
ρ(PM₁₀)	0.447^**	0.485^**	1
ρ(PM_2.5)	0.534^**	0.514^**	0.873^**	1
ρ(CO)	0.594^**	0.432^**	0.523^**	0.674^**	1
ρ(O₃-8H)	-0.138^**	-0.138^**	0.031	-0.014	-0.125^**	1
AQI	0.309^**	0.297^**	0.755^**	0.682^**	0.316^**	0.518^**	1

2019—2023年聊城市PM_2.5和O₃质量浓度变化特征的相关性分析及气象因素影响研究

Research oncorrelations between variations in PM_2.5 and O₃ concentrations and impacts of meteorological factors in Liaocheng from 2019 to 2023

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