典型灰霾期间城市大气PM2.5演化的标度行为实证研究
吴生虎1
史凯2
谢志辉1
黄毅3
刘春琼1
向昌国4
1.吉首大学生物资源与环境科学学院,湖南吉首,4160002.吉首大学生态旅游湖南省重点实验室,湖南吉首416000;吉首大学生物资源与环境科学学院,湖南吉首4160003.吉首大学数学与统计学院,湖南吉首,4160004.吉首大学生态旅游湖南省重点实验室,湖南吉首,416000
摘要：针对成都市2014年1月22-31日的持续重度灰霾过程,运用频度统计分析、功率谱分析和去趋势波动分析方法,对成都市6个国控环境空气质量监测子站(草堂寺、金泉两河、梁家巷、人民公园、三瓦窑、灵岩寺)大气PM2.5小时平均浓度时间序列的标度行为(标度律)进行实证研究.结果显示,此次灰霾期间高浓度PM2.5的波动行为呈现明显的日用期循环规律,这与人类的生产生活具有密切关系.宏观上看,PM2.5浓度波动在统计上服从典型的负幂律分布规律,具有标度不变分形特征.同时,利用功率谱及去趋势波动分析发现,各监测子站PM2.5时间演化的DFA指数均在1左右,PM2.5演化呈现1/f噪声性质,表明灰霾期间高浓度PM2.5的动态演化过程表现出长程关联特性(或长期持续性),其波动关联特性在研究时段内呈现幂律分布的标度律.实证研究表明,此次灰霾期间成都市大气PM2.5时间演化呈现出自组织临界性(SOC)基本特征,高浓度PM2.5时间演化过程涌现出的长期持续性标度律很可能是由城市灰霾污染的SOC行为导致.该研究对深入认识灰霾天气大气PM2.5非线性演化的内在动力学机制具有一定启示意义.
关键词：灰霾PM2.5标度律标度不变性幂律分布
分类号：X513(大气污染及其防治)
资助基金：国家自然科学基金(41465010)湖南省教育厅科学研究项目(15C1117)生态旅游湖南省重点实验室开放基金(JDSTLY1519)湖南省研究生培养创新基地开放项目(201506)
论文发表日期：2016-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
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