论文总字数：21951字

摘 要

由于大气颗粒物PM_2.5和PM₁₀对大气环境质量及人体健康的危害较大，如何准确快速地分析区域尺度上的大气环境PM_2.5和PM₁₀浓度的分布特征从而为改善大气环境质量提供有效信息，已成为当下环境科学研究的热点。

本研究以华北地区各地级市为研究对象，收集2015年至2016年间华北地区各地级市的PM_2.5和PM₁₀空气质量浓度等有关数据，对该区域内的大气颗粒物浓度时空分布特征进行研究分析，在此基础上进一步利用空间自相关性分析方法（Moran’s I）对该区域的大气颗粒物浓度的空间集聚特征做了定量描述。结果表明，时间分布上华北地区各地级市的PM_2.5和PM₁₀月均浓度在11、12月份前后最高，6、7月份前后最低，且季均浓度存在明显的季节性变化，即夏季浓度最低，冬季浓度最高。在空间分布上，可以得出华北地区各地级市PM_2.5和PM₁₀年均浓度具有明显的空间集聚特性，高高集聚主要出现在京津冀地区，低低集聚主要出现在内蒙古锡林郭勒盟等城市。论文还结合华北地区各地级市的降雨量、风速和温度等气象数据以及经济发展数据（GDP），分析形成该地区大气颗粒物浓度时空分布特征原因，并提出解决华北地区区域大气复合污染的相关措施。

关键词：华北地区 PM₁₀和PM_2.5 时空特征 空间自相关

Study on the Temporal and Spatial Distribution of Atmospheric Particulate Concentration in North China

Abstract

As the atmospheric PM_2.5 and PM₁₀ have great harm to the atmospheric environment quality and human health, how to analyze the distribution of PM_2.5 and PM₁₀ concentration in the atmospheric environment accurately and quickly can provide effective information for improving the atmospheric environment quality, Has become the current hot research of environmental science.

In this study, the data of PM_2.5 and PM₁₀ air concentration in the cities in North China from 2015 to 2016 were collected from the cities in North China. The temporal and spatial distribution characteristics of atmospheric particulate matter in this area were studied and analyzed , The spatial clustering characteristics of the atmospheric particulate matter in this region are quantitatively described by using the spatial autocorrelation analysis method (Moran's I). The results show that the PM_2.5 and PM₁₀ intensities of the regional cities in North China are the highest in the 11th and 12th months, and the seasonal variation is significant in the quartertime and the seasonal mean, which is the lowest in summer , The highest winter concentration. In the spatial distribution, it can be concluded that the PM_2.5 and PM₁₀ annual concentrations in the North China are mainly affected by the daily influencing factors. The high agglomeration mainly occurs in the Beijing-Tianjin-Hebei region, and the low and low agglomeration mainly occurs in cities such as Xilin Gol League, Inner Mongolia The Based on the meteorological data such as rainfall, wind speed and temperature and economic development data (GDP) in the cities in North China, the paper analyzes the causes of the spatial and temporal distribution of atmospheric particulate matter in the region, and puts forward the relevant measures to solve the regional atmospheric pollution in North China.

Key words:North China;PM₁₀ and PM_2.5;space-time feature;spatial autocorrelation

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究背景及其意义 1

1.2研究进展 1

1.2.1时间变化曲线特征分析 2

1.2.2时间变化相关特征分析 2

1.2.3离差系数判别分析 3

1.2.4空间统计分析 3

1.2.5重心迁移技术 4

1.2.6空间自相关分析 4

1.2.7空间计量模型 5

1.2.8自然正交函数（EOF）和地理加权回归模型（GWR） 6

1.3研究内容和技术路线 6

第二章 研究方法及原理 7

2.1研究区域概述 7

2.2数据来源 7

2.3研究方法 7

第三章 华北地区PM_2.5和PM₁₀浓度时空特征分析 11

3.1年均浓度特征分析 11

3.2月均浓度特征分析 12

3.3季均浓度特征分析 13

3.4全局自相关分析 15

3.5局部自相关分析 16

3.6结果讨论 18

3.6.1天气因素对大气颗粒物浓度分布特征的影响 18

3.6.2经济发展水平对大气颗粒物浓度分布特征的影响 19

3.6.3臭氧（O₃）浓度 20

3.7华北地区大气颗粒物污染防治措施 22

第四章 结论与展望 24

4.1结论 24

4.2展望 25

参考文献 26

致谢 28

第一章 绪论

1.1研究背景及其意义

近几十年来，我国经济发展与城市化进程逐渐加快，能源消费总量呈现持续上升的趋势，而由此产生的大气污染问题也不断加剧，这已成为我国在环境保护工作方面的一个巨大挑战。我国现行的《环境空气质量标准》（GB3095-2012）将SO₂、NO₂、CO、O₃、PM_2.5和PM₁₀等六项污染物定为环境空气污染物基本项目，其中大气颗粒物对人的身心健康危害较大，且会导致大气能见度大幅度降低。现今，对大气颗粒物的研究已成为大气环境的一大热点，尤其是近年来有关PM_2.5的各类问题越来越突显，很多情况都亟待解决。

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