蚌埠市O3污染特征及对气象要素的敏感度分析

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气象条件在地面O3形成过程中扮演重要角色。本文使用相关分析法从43个气象要素和5个污染物影响因子中挑选对蚌埠市O3日最大8小时平均浓度(简称O3浓度)影响强烈的因子,然后通过多元线性回归方法和BP神经网络方法构建预报模型。研究发现BP神经网络模型性能优于多元线性回归预报模型。基于BP神经网络预报模型采用情景分析法定量计算O3浓度对主要气象要素的敏感度。本文同时分析了蚌埠市O3污染的多时间尺度特征,以及构建O3浓度的四季预报模型。主要研究结果如下:(1)蚌埠市O3浓度均值2018年之前呈升高趋势,之后下降。O3浓度逐月变化呈“双峰”分布特征,峰值集中在4-6月和9月。日变化中O3浓度7时最低,15时左右最高。周变化呈先降后升再下降的趋势。O3浓度中午12时后浓度呈现周末高于工作日的“周末效应”。(2)O3浓度与温度呈强正相关,与绝对水汽含量呈正相关和相对湿度呈负相关,与辐射呈正相关、与风速呈负相关、与NO2和CO浓度呈负相关、与气压呈负相关。O3浓度的多元线性回归预报模型R~2为0.739,2020年平均预报准确率为82.2%。O3浓度的BP神经网络预报模型R~2为0.791,2020年平均预报准确率84.0%。模型预报能力表现为春季>夏季>秋季>冬季,模型整体效果优于多元线性回归模型。(3)用情景分析法基于BP神经网络预报模型分析蚌埠市O3浓度对温度、相对湿度、风速和气压的敏感度,计算结果分别为3.2μg·m-3·℃-1、-0.2μg·m-3·%-1、-3.4μg·m-3·m-1·s、-0.2μg·m-3·h Pa-1。(4)建立蚌埠市4个季节O3浓度BP神经网络预报模型,相比全年预报模型,季节预报模型平均预报准确率在春季、夏季、秋季和冬季分别提升0.9%、2.1%、4.1%和7.4%。
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