汾渭平原作为中国大气环境治理的第三大重点区域， 由挥发性有机物和氮氧化物等前体物排放增加导致光化学反应加剧进而引发的近地面臭氧（O3）污染已成为迫切需要面对的关键问题。本文基于汾渭平原11个重点城市2015 -2019年近地面大气O3及前体物观测数据结合同期气象监测资料， 总结归纳其时空变化特征， 利用Global Moran's I和Getis-Ord Gi*指数方法分析空间集聚效应和冷热点区域， 运用KZ（Kolmogorov-Zurbenko）滤波方法揭示了不同时间尺度的排放和气象环境对O3浓度变化的影响。结果表明： 近5年汾渭平原O3污染以轻度为主， 超标率逐年增加且夏季最高春季次之， 其中6月超标37%以上， 前体物中NO2年际差异不大CO浓度逐年减少。空间分布上， O3空间集聚特征逐年增强， 高浓度聚集区分布在临汾、 运城、 三门峡和洛阳的三角区域。从气象环境的影响看， O3浓度主要受到前体物排放及气象条件的季节分量和短期分量影响， 贡献率分别达到40%和24%。原始序列及各分量除与气压成负相关外， 与气温和日照均呈显著正相关且对不同区域影响较为一致， 而相对湿度和风速对各分量的影响具有显著的区域性差异。
As an energy supply and urban agglomeration area in the central and western regions， the Fenwei plain in recent years has been facing more and more serious air pollution problem.It has become the third key area for comprehensive treatment of environmental issues after the region of Beijing-Tianjin-Hebei and the Yangtze River Delta.With the improvement of the atmospheric environmental management and the adjustment of energy structure， the seasonal composition of pollutants has changed substantially.Particulate matters such as PM2.5 and PM10 have been effectively controlled.However， the emission of ozone precursors such as volatile organic compounds and nitrogen oxides leads to a significant increase in the concentration of ozone near the ground.Based on the observations of surface atmospheric O3 and precursors in 11 key cities across the Fenwei plain from 2015 to 2019， along with the meteorological monitoring data during the same period， this paper analyzed the characteristics of their temporal and spatial variations.The spatial agglomeration effect and cold-hot spot area were analyzed by using the Global Moran's I and Getis-OrdGi* methods.Using Kolmogorov Zurbenko （KZ） filtering method， the influence of emission and meteorological elements on the variations in O3 concentration was investigated on different time scales.The results showed that： From the temporal perspective， the O3 pollution overall was mild in recent five years， the rate over standard increased year by year with obvious seasonal variability； the highest rate appears in summer， followed by spring， and there was no over-standard phenomenon in O3 alone in winter.Among them， the rate of exceeding the standard reached more than 20% from May to August， and more than 37% in June.The CO in precursors decreased year by year， but in NO2 the annual difference was not significant.From the spatial perspective， the concentration of O3 increased year by year.The high concentration occurred mainly in Yuncheng， Linfen， Luoyang and Sanmenxia， while the low concentration appeared mainly in Baoji， Xi'an and Xianyang， the core cities in Guanzhong region.Furthermore， the temporal variation in O3 concentration is mainly caused by seasonal and short-term fluctuations of pollutant precursor emissions and meteorological conditions.The contribution rate of seasonal component is 40%， that of short-term component is 24%， and is only 5%~18% from the long-term component.Besides the significant negative correlation between O3 concentration and air pressure， a significant positive correlation was observed between O3 concentration and air temperature， sunshine and mixed layer height， respectively.In contrast， the lower the relative humidity， the higher O3 concentration.However， the effects of precipitation and wind speed on different components are not consistent in various regions.
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