六盤(pán)山區(qū)負(fù)氧離子變化特征及其與氣象因素關(guān)系

六盤(pán)山區(qū)負(fù)氧離子變化特征及其與氣象因素關(guān)系

摘要：該文利用六盤(pán)山區(qū)境內(nèi)涇源縣（城市森林區(qū)）、六盤(pán)山（山地）、隆德縣（城市綠地區(qū)）2020年1月-2020年12月空氣負(fù)氧離子和氣象數(shù)據(jù)，分析六盤(pán)山負(fù)氧離子濃度時(shí)空變化特征及其與氣象因素的關(guān)系。結(jié)果表明：（1）空氣負(fù)氧離子濃度為夏季>秋季>春季>冬季。（3）城郊森林區(qū)空氣負(fù)氧離子濃度顯著高于城市綠地區(qū)空氣負(fù)氧離子濃度，城市森林區(qū)空氣負(fù)氧離子濃度的日變化、月變化、季節(jié)變化特征更為明顯。（4）不同天氣條件下，城郊森林區(qū)空氣負(fù)氧離子濃度表現(xiàn)為雨天>晴天>陰天，城市綠地區(qū)為雨天>陰天>晴天。（5）不同季節(jié)空氣負(fù)氧離子與氣象因子的相關(guān)性不同，夏季負(fù)氧離子濃度與氣溫、相對(duì)濕度呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。Keys：空氣負(fù)氧離子濃度；變化特征；氣象因素引言

空氣負(fù)（氧）離子是帶負(fù)電荷的單個(gè)氣體分子和氫離子團(tuán)的總稱(chēng)。在自然生態(tài)系統(tǒng)中，森林和濕地是產(chǎn)生空氣負(fù)（氧）離子的重要場(chǎng)所，被稱(chēng)為“空氣維生素和生長(zhǎng)素”，具有殺菌、抑制病毒、清潔空氣的作用，能夠加強(qiáng)人體新陳代謝、調(diào)節(jié)人體機(jī)能，對(duì)人體健康十分有益，在空氣凈化、城市小氣候等方面有調(diào)節(jié)作用，其濃度水平是城市空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)的指標(biāo)之一[1]

。近年來(lái)由中國(guó)氣象局公服中心組織的“中國(guó)天然氧吧”創(chuàng)建活動(dòng)受到了全國(guó)各地的追捧，因此負(fù)氧離子有關(guān)研究也大規(guī)模開(kāi)展起來(lái)。何寧等［2］發(fā)現(xiàn)湘潭森林公園負(fù)氧離子濃度與日照、降水量和氣溫呈線性正相關(guān);譚靜等［3］發(fā)現(xiàn)湖北旅游景區(qū)的負(fù)氧離子濃度晴天最大，陰天小于晴天，霧霾天和小雨天濃度較小;張勇等［4］發(fā)現(xiàn)AQI、氣溫和降水量是影響峨眉山景區(qū)負(fù)氧離子濃度的關(guān)鍵因子。馬晶昊等[5]發(fā)現(xiàn)溫度越高，負(fù)氧離子濃度越大，溫度上升越高的月份負(fù)氧離子濃度與溫度的正相關(guān)越大。濕度越大，負(fù)氧離子濃度越大。

六盤(pán)山，是中國(guó)最年輕的山脈之一。六盤(pán)山是我國(guó)為數(shù)不多南北走向的狹長(zhǎng)山脈。山脊海拔超過(guò)2500米，最高峰米缸山達(dá)2942米。其北側(cè)另一高峰亦稱(chēng)六盤(pán)山，達(dá)2928米，年降水量充沛，植被茂盛，是黃河重要支流之一的涇河發(fā)源地。六盤(pán)山是寧夏負(fù)氧離子含量最高的地區(qū)，其中六盤(pán)山東側(cè)的涇源縣于2021年12月獲得“中國(guó)天然氧吧”稱(chēng)號(hào)。因此研究六盤(pán)山地區(qū)負(fù)氧離子變化特征對(duì)發(fā)展康養(yǎng)旅游和開(kāi)展負(fù)氧離子預(yù)報(bào)具有重要意義。

1資料與方法

2019年下半年在六盤(pán)山東西兩側(cè)及六盤(pán)山山頂共建設(shè)負(fù)氧離子監(jiān)測(cè)站3套，分別安裝在涇源國(guó)家氣象觀測(cè)站、六盤(pán)山國(guó)家基準(zhǔn)氣候站、隆德國(guó)家氣象觀測(cè)站院內(nèi)。其中隆德、涇源用地類(lèi)型和下墊面狀況分別城市綠地區(qū)、城郊森林區(qū)，六盤(pán)山站位山地。以上三地均采用上海氣象儀器廠生產(chǎn)的負(fù)氧離子對(duì)大氣負(fù)氧離子濃度進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)間間隔為1分鐘。本文選取2020年1月至2020年12月隆德、六盤(pán)山、涇源逐小時(shí)負(fù)氧離子濃度數(shù)據(jù)和氣象要素?cái)?shù)據(jù)，包括、溫度、濕度、氣壓、平均風(fēng)速。運(yùn)用數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，采用相關(guān)系數(shù)分析及回歸分析法進(jìn)行分析。

2結(jié)果與分析

2.1負(fù)氧離子濃度空間分布情況

對(duì)采集到的負(fù)氧濃度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果顯示負(fù)氧離子2020年平均濃度涇源縣最高為4514個(gè)/立方厘米，其次為隆德氣象站為3345個(gè)/立方厘米，最小的為六盤(pán)山氣象站為2321個(gè)/立方厘米。按照負(fù)氧離子保健濃度分級(jí)評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，涇源縣城、隆德縣城及六盤(pán)山氣象站上的負(fù)氧離子濃度均達(dá)到5級(jí)，超過(guò)保健濃度臨界值，是大自然恩賜的“天然大氧吧”，具備建設(shè)“負(fù)氧離子呼吸區(qū)”及“森林醫(yī)院”等療養(yǎng)保健場(chǎng)所的先天優(yōu)越條件。

表1各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)負(fù)氧離子濃度及等級(jí)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)平均值（個(gè)/立方厘米）空氣負(fù)氧離子等級(jí)涇源縣氣象局監(jiān)測(cè)站45146級(jí)隆德縣氣象局監(jiān)測(cè)站33456級(jí)六盤(pán)山氣象站監(jiān)測(cè)站23215級(jí)2.2負(fù)氧離子濃度時(shí)間變化情況圖1：2020年六盤(pán)山地區(qū)負(fù)氧離子濃度月度變化圖涇源縣2020年月均負(fù)氧離子最大值出現(xiàn)在9月，其次為7月最低值出現(xiàn)在1月，涇源縣最大值出現(xiàn)在9月主要是由于9月樹(shù)木生長(zhǎng)達(dá)到巔峰，加之水汽較為充足，大霧天氣頻發(fā)有很大關(guān)系。；隆德縣負(fù)氧離子濃度月均最大值出現(xiàn)在7月，其次為9月，最小值出現(xiàn)在1月；六盤(pán)山負(fù)氧離子月均最大值出現(xiàn)在7月，其次為8月，最小值在1月。圖2：2020年六盤(pán)山地區(qū)負(fù)氧離子濃度季度變化圖整體上，從4月開(kāi)始隨著植被的逐漸生長(zhǎng)，負(fù)氧離子濃度逐漸升高，到7月達(dá)到巔峰，之后由于夏季氣溫較高，植物生長(zhǎng)變緩，負(fù)氧離子變化出現(xiàn)減緩現(xiàn)象，9月再次逐漸升高，到了10月植物葉片逐漸掉落，負(fù)氧離子濃度逐漸降低。按季節(jié)劃分負(fù)氧離子濃度夏季>秋季>春季>冬季。圖1：負(fù)氧離子濃度日變化圖選取晴好天氣負(fù)氧離子數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，負(fù)氧離子濃度從日出開(kāi)始逐漸增大，至10時(shí)達(dá)到最大，隨后開(kāi)始慢慢下降。出現(xiàn)降水時(shí)負(fù)氧離子濃度有顯著提高。2.3負(fù)氧離子與氣象條件的關(guān)系相關(guān)負(fù)離子數(shù)風(fēng)速(m/s)氣溫(℃)相對(duì)濕度(%)水氣壓露點(diǎn)溫度負(fù)離子數(shù)皮爾森(Pearson)相關(guān)1.046**.015*.098**.286**.290**顯著性（單尾）.000.037.000.000.000**.相關(guān)性在0.01層上顯著（單尾）。*.相關(guān)性在0.05層上顯著（單尾）。選取負(fù)氧離子觀測(cè)儀自帶的氣象觀測(cè)要素與負(fù)氧離子進(jìn)行相關(guān)性分析，我們發(fā)現(xiàn)負(fù)氧離子與風(fēng)速、相對(duì)濕度、水氣壓、露點(diǎn)溫度均通過(guò)0.01顯著性水平檢驗(yàn)。選取晴天，陰天，雨天對(duì)三地負(fù)氧離子進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)城郊森林區(qū)空氣負(fù)氧離子濃度表現(xiàn)為雨天>晴天>陰天，城市綠地區(qū)及山地為雨天>陰天>晴天。3結(jié)論（1）六盤(pán)山地區(qū)負(fù)氧離子濃度在空間上呈東高西低，山頂最小的分布態(tài)勢(shì)。（2）六盤(pán)山負(fù)氧離子濃度在時(shí)間分布上具有明顯的季節(jié)性均為夏季>秋季>春季>冬季。（3）一年中6-9月為負(fù)氧離子含量較高的時(shí)刻，適宜開(kāi)展康養(yǎng)避暑旅游。（4）負(fù)氧離子與風(fēng)速、相對(duì)濕度、水氣壓、露點(diǎn)溫度具有很強(qiáng)的相關(guān)性。Reference：[1]LY/T2586-2016空氣負(fù)(氧)離子濃度觀測(cè)技術(shù)規(guī)范［2］何寧，林明麗，趙紅云，等．湘潭負(fù)氧離子濃度變化與氣象要素的相關(guān)分析［J］．貴州氣象，2016，40(2):65－69．［3］譚靜，陳正洪，羅學(xué)榮，等．湖北省旅游景區(qū)大氣負(fù)氧離子濃度分布特征以及氣象條件的影響［J］．長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2017，26(2):314－323．［4］張勇，陳蘭英，