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典型农牧(mu)交(jiao)错(cuo)区大(da)气负氧离子浓(nong)度特征: 以内蒙(meng)古(gu)多伦县为例

张国兰 杨丽桃 王宇宸

引用本文: 张国兰,杨丽桃,王宇宸. 典型农牧交错区大气负氧离子浓度特征: 以内蒙古多伦县为例. 欧宝体育, 2021, 38(10): 1-10 doi: shu
Citation:  ZHANG G L, YANG L T, WANG Y C. Concentrations and influences of negatively charged oxygen ions in a typical agro-pastoral ecotone: A case study of Duolun County in Inner Mongolia, China. Pratacultural Science, 2021, 38(10): 1-10 doi: shu

典型农牧交错区大气负氧离子浓度特征: 以内蒙古多伦县为例

    作者简介: 张国兰(1979-),女,内蒙古阿拉善左旗人,工程师,本科,主要从事综合气象服务研究。E-mail: 123049744@qq.com
    通讯作者: 杨丽桃(1972-),女,内蒙古乌兰察布人,高级工程师,硕士,主要从事气候分析与影响评价。E-mail: ylt9618@126.com
  • 基金项目: 内蒙古自治区锡林郭勒盟气象局2019年科技创新项目(xmqxjkyxm201901)

摘要: 为探究典型农牧交错区大气负氧离子浓度特征,利用气压、气温、相对湿度、风速、降水量和日照时数几类气象要素及O3、SO2等空气污染物要素,揭示其中影响负氧离子浓度大小的有利及不利因子,并对比研究区内不同下垫面及环境中大气负氧离子浓度差异,以期为生态保护与经济建设共同发展提供决策思路。以内蒙古多伦县为例,重点采用Kruskal-Wallis检验及Spearman相关性分析予以研究,结果表明: (1)大气负氧离子浓度全天06:00最高,14:00 − 15:00最低;负氧离子浓度夜间明显高于白天;不同下垫面及环境下负氧离子浓度存在统计学差异(P < 0.05),且差异随季节变化而不同。(2)负氧离子浓度存在明显月际变化,6月 − 10月间以8月为中心基本呈正态分布,7月 − 8月负氧离子浓度达全年最高;12月至次年4月起伏较小。(3)气温与负氧离子浓度日变化呈负相关关系,与负氧离子浓度月际变化呈正相关关系;负氧离子浓度变化与相对湿度呈正相关关系,与风速呈负相关关系,且不随时间尺度而改变;负氧离子浓度月际变化与降水量呈正相关关系,与气压、日照时数无相关性。(4)负氧离子浓度日均值与空气污染物指标因子PM 10、CO、SO2、NO2、O3均呈负相关关系,但四季中各相关因子随季节不同而存在差异;与PM 2.5无相关性。

English

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    图 1  内蒙古多伦县大气负氧离子监测站地理分布图

    Figure 1.  Geographical distribution of atmospheric negatively charged oxygen ion monitoring stations in Duolun County, Inner Mongolia

    图 2  内蒙古多伦县各监测区负氧离子浓度日变化特征图

    Figure 2.  Diurnal variation in negatively charged oxygen ion concentrations in Duolun County, Inner Mongolia

    图 3  内蒙古多伦县各监测区负氧离子浓度月际变化特征图

    Figure 3.  Monthly variations in negatively charged oxygen ion concentrations in Duolun County, Inner Mongolia

    图 4  内蒙古多伦县地区负氧离子浓度与气压、气温、相对湿度、2 min平均风速日变化特征图

    Figure 4.  Monthly variations in negatively charged oxygen ion concentrations and air pressure, air temperature, relative humidity, and two-minute average wind speed in Duolun County, Inner Mongolia

    图 5  内蒙古多伦县地区负氧离子浓度与降水量等气象要素月际变化特征图

    Figure 5.  Monthly variations in negatively charged oxygen ion concentrations and precipitation in Duolun County, Inner Mongolia

    表 1  2017年6月至2018年5月内蒙古多伦县地区各观测区负氧离子浓度差异分析

    Table 1.  Differences in negatively charged oxygen ion concentrations in observation areas within Duolun County, Inner Mongolia from June 2017 to May 2018

    cm−3
    观测区
    Monitor ring station
    年度 Year
    M (Q25, Q75)
    夏季 Summer
    M (Q25, Q75)
    秋季 Autumn
    M (Q25, Q75)
    冬季 Winter
    M (Q25, Q75)
    春季 Spring
    M (Q25, Q75)
    龙泽湖 Longze Lake 826.2
    (736.9, 1 788.1)b
    2 072.7
    (1 674.5, 2 793.9)b
    1 419.4
    (924.1, 1 950.0)b
    787.3
    (756.7, 808.8)a
    692.9
    (662.3, 730.8)b
    撅尾巴河 Jueweiba Lake 1 552.0
    (611.2, 2 315.1)b
    3 050.1
    (2 489.6, 3 661.4)a
    1 427.1
    (722.5, 1 870.4)b
    655.3
    (551.5, 881.7)b
    663.1
    (534.0, 847.0)b
    榆木川 Yumuchuan 1 894.8
    (745.0, 2 572.3)a
    3 360.0
    (2 841.0, 4 540.9)a
    1 764.4
    (1 139.6, 2 353.5)a
    743.1
    (734.0, 761.4)b
    968.8
    (722.5, 1 279.0)a
    H 30.162 69.635 10.169 49.688 74.570
    P < 0.001 < 0.001 0.006 < 0.001 < 0.001
     同列不同小字字母表示各观测区间差异显著(P < 0.05);M (Q25, Q75)代表中位数(下四分位数,上四分位数)。
     Different small letters in the same column indicate significant difference between observation intervals at the 0.05 level; M (Q25, Q75) stands for median (First quartile, Last quartile).
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    表 2  多伦县地区负氧离子浓度日变化与气压、气温、平均风速及相对湿度的相关系数

    Table 2.  Correlation coefficients between diurnal variations in negatively charged oxygen ion concentrations and air pressure, air temperature, average wind speed, and relative humidity in Duolun County, Inner Mongolia

    时间 Season 气压
    Atmospheric pressure
    气温
    Air temperature
    相对湿度
    Relative humidity
    2 min平均风速
    Two-minute average wind speed
    年度 Year 0.417* −0.970** 0.961** −0.977**
    夏季 Summer 0.429* −0.966** 0.967** −0.976**
    秋季 Autumn 0.512* −0.984** 0.977** −0.957**
    冬季 Winter −0.946** 0.939** −0.835**
    春季 Spring 0.527** −0.987** 0.995** −0.966**
     *表示通过0.05显著性双尾检验;**表示通过0.01显著性双尾检验; “−”表示无相关。下表同。
     * indicates passing the significance test at 0.05; ** indicates passing the significance test at 0.01. “−” means irrelevant; this is applicable for the following tables as well.
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    表 3  内蒙古多伦县地区负氧离子浓度月变化与各气象要素相关性

    Table 3.  Correlations between monthly variations in negatively charged oxygen ion concentrations and meteorological elements in Duolun County, Inner Mongolia

    指标
    Paremeter
    气压
    Atmospheric
    pressure
    气温
    Air
    temperature
    相对湿度
    Relative
    humidity
    2 min平均风速
    Two-minute average
    wind speed
    降水量
    Precipitation
    日照时数
    Sunshine
    hours
    r −0.517 0.853** 0.643* −0.671* 0.888** 0.517
    P 0.085 < 0.001 0.024 0.017 < 0.001 0.085
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    表 4  内蒙古多伦县地区负氧离子日平均浓度与各空气污染物指标相关性

    Table 4.  Correlation between daily average concentration of negatively charged oxygen ions and air pollutants in Duolun County, Inner Mongolia

    空气污染物
    Air pollutants
    夏季
    Summer
    秋季
    Autumn
    冬季
    Winter
    春季
    Spring
    PM 10 −0.377** −0.598**
    PM 2.5
    CO −0.434** −0.273** −0.278**
    SO2 −0.331** −0.622** −0.275**
    NO2 −0.339** −0.457**
    O3 −0.274**
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        • 通讯作者:  杨丽桃, ylt9618@126.com
        • 收稿日期:  2020-10-09
        • 接受日期:  2021-06-21
        • 网络出版日期:  2021-09-03
        通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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          沈阳化(hua)工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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