大氣污染問題

1、.PAGE ：.；大氣污染預(yù)告數(shù)學(xué)系：田翠翠 吳姍姍 惠靜摘 要 本文經(jīng)過運(yùn)用所給數(shù)據(jù)，利用空氣質(zhì)量與主要污染物SO、NO、PM之間的換算關(guān)系求出各城市的污染指數(shù)，然后進(jìn)展對各城市的空氣質(zhì)量進(jìn)展排序。同時，運(yùn)用所給數(shù)據(jù)的平均值建立SO、NO、PM與氣候因子之間的關(guān)系，經(jīng)過預(yù)測A城市的各氣候因子進(jìn)而預(yù)測A城市空氣中SO、NO、PM的含量。關(guān)鍵字 氣候因子；污染指數(shù)；空氣質(zhì)量一問題提出空氣污染曾經(jīng)成為城市進(jìn)程中一個突出的問題。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷開展，地球上的大氣污染日趨嚴(yán)重，大量的污染物SO、NO和懸浮顆粒物PM等排放到空氣中，呵斥空氣質(zhì)量的嚴(yán)重下降。為此，他們對氣候因子與污染物做了研討。二、問題分析

2、由于空氣污染指數(shù)是評價空氣質(zhì)量情況的一組數(shù)據(jù)，因此，研討空氣質(zhì)量經(jīng)過研討空氣污染指數(shù)來反映。我國計入空氣污染指數(shù)的工程為：SO、NO和總懸浮顆粒物?？諝馕廴局笖?shù)與主要污染物SO、NO、PM有關(guān)。根據(jù)我國城市空氣質(zhì)量的分級規(guī)范如表：空氣污染指數(shù)對應(yīng)的污染物濃度限值表污染指數(shù)污染物濃度毫克/立方米APISO(日均值)NO(日均值)PM(日均值).數(shù)據(jù)來源于空氣污染指數(shù)的計算公式： 式中是第i種污染物的污染指數(shù)；是第i種污染物的濃度值；是第i種污染物j轉(zhuǎn)機(jī)點的污染分項指數(shù)值；是第i種污染物j+轉(zhuǎn)機(jī)點的污染分項指數(shù)值；是第j轉(zhuǎn)機(jī)點上i種污染物對應(yīng)于濃度值；是第j+轉(zhuǎn)機(jī)點上i種污染物的濃度值；API=m

3、ax(、)； A,B,C,D,E,F城市各種污染物濃度關(guān)系如以下圖：注：以下數(shù)據(jù)是把所給數(shù)據(jù)每一年按季節(jié)劃分后，求得平均值，然后作圖所得A城市SO、NO、PM的分布情況B城市SO、NO、PM的分布情況C城市SO、NO、PM的分布情況D城市SO、NO、PM的分布情況E城市SO、NO、PM的分布情況F城市SO、NO、PM的分布情況由上圖及空氣污染指數(shù)公式得出A,B,C,D,E,F各城市關(guān)于季節(jié)的污染指數(shù)如以下各表注以下數(shù)據(jù)是把所給數(shù)據(jù)的每一年按季節(jié)劃分后，求得平均值A(chǔ)城市每季日均污染物濃度(API)：.B城市每季平均日均污染物濃度(API)：.C城市每季平均日均污染物濃度(API)：.D城市每季平

4、均日均污染物濃度(API)：.E城市每季平均日均污染物濃度(API)：.F城市每季平均日均污染物濃度(API)：.該五個地域的平均空氣污染指數(shù)(API)：地域ABCDEFAPI.所以可得A、B、C、D、E、F空氣污染指數(shù)的大小順序如下：C(API)D(API)B(API)A(API)E(API)F(API)由于空氣的污染指數(shù)是與NO、SO、PM有關(guān)的，空氣質(zhì)量與氣候因子有關(guān)，而空氣質(zhì)量是由空氣污染指數(shù)來描寫的，因此他們只需研討NO、SO、PM與氣候因子之間的關(guān)系即可。為了研討NO、SO、PM與氣候因子之間的關(guān)系，他們以A城市為例建立以下模型。三建立函數(shù)模型關(guān)系一模型假設(shè)及符號闡明。模型假設(shè) 忽

5、略NO、SO、PM的含量受其他要素的影響，假設(shè)其只與大氣壓強(qiáng)、平均氣溫、空氣的相對濕度以及平均風(fēng)速有關(guān)。假設(shè)短時間內(nèi)，空氣中的NO、SO、PM的含量沒有突發(fā)事件影響導(dǎo)致大幅度的變化。各氣候因子在短時間內(nèi)變化不大。假設(shè)NO、SO、PM與氣候因子之間呈線性關(guān)系。符號闡明表示時間表示各種污染物在空氣中的含量 表示氣候因子大氣壓強(qiáng)mmhg表示SO在空氣中的含量 表示氣候因子平均溫度tem表示在空氣中的含量 表示日平均風(fēng)速ws表示在空氣中的含量表示對于函數(shù)中自變量的系數(shù)參數(shù)表示對于函數(shù)中自變量的系數(shù)參數(shù)表示對于函數(shù)中自變量的系數(shù)參數(shù)表示對于函數(shù)中自變量的系數(shù)參數(shù)表示對于函數(shù)中自變量的系數(shù)參數(shù)表示對于函數(shù)

6、中自變量的系數(shù)參數(shù)表示對于函數(shù)中自變量的系數(shù)參數(shù)表示對于函數(shù)中自變量的系數(shù)參數(shù)表示對于函數(shù)中自變量的系數(shù)參數(shù)表示對于函數(shù)中自變量的系數(shù)參數(shù)表示對于函數(shù)中自變量的系數(shù)參數(shù)表示對于函數(shù)中自變量的系數(shù)參數(shù) i表示年份表示模型中大氣壓強(qiáng)的值表示模型中日平均氣溫表示模型中平均溫度表示模型中平均風(fēng)速二模型建立及求解模型建立經(jīng)過查閱資料，分別建立空氣中NO、SO、PM、濃度與大氣壓強(qiáng)、平均氣溫、空氣的相對濕度以及平均風(fēng)速如下的函數(shù)關(guān)系 a b c根據(jù)各年數(shù)據(jù)，經(jīng)過解線性方程組，確定變量的系數(shù)，即求、的值。模型求解 A地域各年平均SO與各氣候因子的相關(guān)數(shù)據(jù)如下：年份SO壓強(qiáng)mmhg平均氣溫tem空氣相對濕度r

7、h平均風(fēng)速 ws.-.數(shù)據(jù)來源：把所給數(shù)據(jù)按年份取其平均值A(chǔ)地域各年平均NO與各氣候因子的相關(guān)數(shù)據(jù)如下：年份NO壓強(qiáng)mmhg平均氣溫tem空氣相對濕度rh平均風(fēng)速 ws.-.數(shù)據(jù)來源：把所給數(shù)據(jù)按年份取其平均值A(chǔ)地域各年平均PM與各氣候因子的相關(guān)數(shù)據(jù)如下：年份PM壓強(qiáng)mmhg平均氣溫tem空氣相對濕度rh平均風(fēng)速 ws.-.數(shù)據(jù)來源：把所給數(shù)據(jù)按年份取其平均值將以上數(shù)據(jù)分別帶入公式a、b、c，運(yùn)用軟件解得結(jié)果如下:關(guān)于SO含量函數(shù)模型求解數(shù)據(jù)：的取值年份-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.關(guān)于NO含量函數(shù)模型求解數(shù)據(jù)：的取值年份.-.-.-.-.-.-.-.-.關(guān)于PM含量函數(shù)模型求解數(shù)據(jù)

8、：的取值年份-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.對、分別取平均值得 于是得到NO、SO、PM含量與壓強(qiáng)、平均氣溫、空氣的相對濕度以及平均風(fēng)速的函數(shù)關(guān)系分別如下：模型修正：SO與壓強(qiáng)、平均氣溫、空氣的相對濕度以及平均風(fēng)速的函數(shù)關(guān)系模型的修正利用上述所建模型式對SO含量的求解與實踐數(shù)據(jù)的對比詳細(xì)如下表所示：年份模型解.實踐解.偏向.-.-.年份模型解.-.-.實踐解.偏向.對偏向處置，去掉最大和最小的取平均值，得常數(shù)。經(jīng)過修正后的模型結(jié)果為：對NO 與壓強(qiáng)、平均氣溫、空氣的相對濕度以及平均風(fēng)速的函數(shù)關(guān)系模型的修正利用上述所建模型式對NO含量的求解與實踐數(shù)據(jù)的對比詳細(xì)如下表所示年份模型解.實踐解

9、.偏向.-.-.年份模型解.實踐解.偏向.-.-.對偏向處置，去掉最大和最小的取平均值，得常數(shù)。經(jīng)過修正后的模型結(jié)果為：對PM、濃度與壓強(qiáng)、平均氣溫、空氣的相對濕度以及平均風(fēng)速的函數(shù)關(guān)系模型的修正利用上述所建模型式對PM含量的求解與實踐數(shù)據(jù)的對比詳細(xì)如下表所示年份模型解.實踐解.偏向-.-.-.-.-年份模型解.實踐解.偏向-.對偏向處置，去掉最大和最小的取平均值，得常數(shù)。經(jīng)過修正后的模型結(jié)果為：利用所建模型對未來一周即年月日至月日各個城市的SO、NO、PM以及各氣候參數(shù)作出預(yù)測。以A城市為例研討對A城市壓強(qiáng)mmhg的預(yù)測對A城市的日平均壓強(qiáng)mmhg的預(yù)測，采用最小二乘法用matlab對日平均

10、壓強(qiáng)進(jìn)展次逼近，預(yù)測日平均壓強(qiáng)mmhg的變化，進(jìn)而預(yù)測未來空氣中NO、SO、PM、濃度的值。用替代起始年份年月日，替代年月日，用替代年月日，替代月日替代年月日。詳細(xì)操作如下A城市壓強(qiáng)mmhg關(guān)于時間作次曲線擬合月日月日：.擬合曲線方程為：，其曲線擬合圖如下：未來一周A城市壓強(qiáng)mmhg的預(yù)測值為：日期月日月日月日月日月日月日月日壓強(qiáng)mmhg.() 對A城市日平均溫度tem的預(yù)測對A城市的日平均溫度tem的預(yù)測，采用最小二乘法用matlab對日平均溫度tem進(jìn)展次逼近，預(yù)測日平均溫度tem的變化，進(jìn)而預(yù)測未來空氣中NO、SO、PM、濃度的值。用替代起始年份年月日，替代年月日，用替代年月日，替代月日

11、替代年月日。詳細(xì)操作如下：A城市日平均溫度tem關(guān)于時間作次曲線擬合月日月日：.擬合曲線方程為：。其曲線擬合圖如下：未來一周A城市日平均溫度tem的預(yù)測值為：日期月日月日月日月日月日月日月日日平均溫度tem.對A城市空氣的相對濕度rh預(yù)測對A城市空氣的相對濕度rh預(yù)測，采用最小二乘法用matlab對空氣的相對濕度rh進(jìn)展次逼近，預(yù)測日平均溫度tem的變化，進(jìn)而預(yù)測未來空氣中NO、SO、PM、濃度的值。用替代起始年份年月日，替代年月日，用替代年月日，替代月日替代年月日。詳細(xì)操作如下：A城市空氣的相對濕度rh關(guān)于時間作次曲線擬合月日月日.擬合曲線方程為：未來一周A城市空氣的相對濕度(rh)的預(yù)測值

12、為：日期月日月日月日月日月日月日月日空氣的相對濕度rh.() 對A城市日平均風(fēng)速ws的預(yù)測對A城市日平均風(fēng)速ws的預(yù)測,采用最小二乘法用matlab對空氣的日平均風(fēng)速ws進(jìn)展次逼近，預(yù)測日平均風(fēng)速ws的變化，進(jìn)而預(yù)測未來空氣中NO、SO、PM、濃度的值。用替代起始年份年月日，替代年月日，用替代年月日，替代月日替代年月日。詳細(xì)操作如下：A城市日平均風(fēng)速ws關(guān)于時間作次曲線擬合月日月日.擬合曲線方程為： 未來一周A城市日平均風(fēng)速ws的預(yù)測值為：日期月日月日月日月日月日月日月日日平均風(fēng)速ws.預(yù)測結(jié)果的模型求解利用上面所建模型和各氣候因子的預(yù)測結(jié)果對A城市未來一周空氣中的SO、NO、PM濃度進(jìn)展預(yù)測

13、求解，得A城市未來一周空氣中的SO、NO、PM的濃度如下表：日期月日月日月日月日月日月日月日SO.NO.PM.A城市未來一周空氣中每天SO、 NO 、PM的含量大約在上表中所給數(shù)據(jù)的左右。四就空氣質(zhì)量的控制對相關(guān)部門提出的建議由于空氣的污染指數(shù)是與污染物NO、SO、PM有關(guān)的，而空氣質(zhì)量是由空氣污染指數(shù)來描寫的，因此，要提高空氣質(zhì)量，就要減少空氣中的污染物含量，鑒于此，他們對相關(guān)部門提出以下幾點建議： 大量植樹造林，建立綠色生態(tài)維護(hù)帶。 有關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)執(zhí)法，嚴(yán)厲按照環(huán)境維護(hù)的要求和法規(guī)執(zhí)法，對建筑工地和運(yùn)送沙土的交通車輛，進(jìn)展全程的環(huán)境監(jiān)控。應(yīng)經(jīng)過各種方式，提高人們的環(huán)保意，開展公共交通系統(tǒng)，倡導(dǎo)人們盡量減少私有汽車的運(yùn)用時機(jī)，而乘坐公共交通車輛。 . 抽煙開車，燒炭.大力宣傳防止空氣污染的有關(guān)知識，提高寬廣人民的防護(hù)認(rèn)識，引導(dǎo)寬廣人民積極參與防止空氣污染的活動