基于分层贝叶斯时空模型的雾霾天气过程计数分析

发布时间：2019-07-28 19:46

【摘要】：本文以北京市8个行政区(东城区、西城区、石景山区、海淀区、朝阳区、昌平区、顺义区、怀柔区)的PM2.5指数计算各区逐月雾霞天气过程计数频数为研究对象,选择考虑包括地表温度、相对湿度、平均风速、SO_2质量浓度和NO_2质量浓度在内的5个影响因素。本文定义雾霾天气过程,构建分层贝叶斯时空模型,在一个统计模型中对诸多影响因素进行分析,并从计数分析的角度对北京市雾霾天气现象的时空分布、影响因素进行深入讨论。通过分析得出,温度、湿度、污染物浓度对于雾霾天气过程发生具有促进作用,平均风速对于雾霾天气过程发生具有抑制作用。从时空角度分析,从时间维度上看雾霾天气过程的发生具有明显的季节性特征,冬季(1月、2月)以及3月雾霾天气过程发生次数最高,春季(4月、5月)发生次数最低,秋季发生次数略高于夏季。从空间维度上来看,中心城区(东城区、西城区、石景山、海淀区、朝阳区)雾霾天气过程发生次数明显高于郊区(顺义、昌平、怀柔),以东城区、西城区和朝阳区最为严重。
【图文】：

９８０逡逑数理统计与管理逡逑第３６卷第６期２０１７年１１月逡逑图５北京市各区县逐月雾霾天气过程期望次数图逡逑由图我们可以看出，雾霾天气过程计数频次从空间角度看呈现出明显的分布特征，其中可逡逑以看出较明显强弱差距，总体呈现出城区污染程度高于郊区的特征，其程度粗略可以按照由逡逑强到弱排序为：西城区、东城区、石景山区、朝阳区、昌平区、顺义区、怀柔区。从时间角度来逡逑看，雾霾天气过程的发生频次呈现出明显的季节性特征，其中一月、二月、三月强度明显高于逡逑其他月份，四月份雾霾天气过程发生次数期望明显小于其他月份，五月至十二月间雾霾天气逡逑过程发生次数期望值较为相似，但也呈现出秋季强于夏季的特征。结合图２、３中展示的二氧逡逑化硫、二氧化氮浓度变化的时空特征。本文认为，在非集中供暖季节所呈现出的显著城区与郊逡逑区差距主要来源于机动车尾气污染物的贡献率差异。同时由于北京三面环山的地形特征与城逡逑市热岛效应造成的较稳定大气状态，使得污染物聚积更易出现雾霾天气。逡逑北京市呈现出典型的具有采暖期的北方城市的雾霾天气分布特征，从气象因素角度看，温逡逑度、湿度的提高都对雾霾天气的形成起到一定的促进作用，这与雾霾天气形成的物理化学分析逡逑结果相符合。平均风速的增加对于雾霾天气过程起到抑制作用，较为活跃的大气流动能够加逡逑速污染物稀释，较少空气污染物堆积从而抑制严重的空气污染现象出现，，北京独特的地形地逡逑貌对空气流通的影响抑制了这一因素的效应。从大气污染物角度分析，集中供暖季节Ｓ０２质逡逑量浓度出现了剧烈增加，与此相对应在中心城区与郊区都出现了明显的雾霾天气过程发生频逡逑次增强现象。冬季重点能源消耗企业的含硫、含氮气体以及烟尘排放是影响整个城市冬、春季逡
【作者单位】：中国人民大学应用统计科学研究中心;中国人民大学统计学院;兰州财经大学统计学院;新疆财经大学新疆社会经济统计研究中心;新疆财经大学统计与信息学院;
【基金】：中国人民大学科学研究基金(中央高校基本科研业务费专项资金资助)项目成果(15XNL008)
【分类号】：O212.8;X513

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