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上海市2003—2012 年大气环境质量状况的统计分析 复旦大学 蒋楚楚、孙贻冬、杨春 摘要 上海作为中国首屈一指的金融文化中心，其大气环境状况一直广受关注。2010 年世博会在上海成功举办，期间采取各项新型环保措施均取得了良好的效果，然而近 来上海市春季的沙尘天气和雾霾天气问题又一跃成为社会焦点，大气污染的相关讨论 时常见诸报端。因此，本文选取了 “上海环境热线”网站上公布的上海市2003-2012 年每日大气污染监测数据，包括大气环境中PM10、SO2 和NO2 的污染分指数值，对 上海市的大气环境质量状况进行全面的统计分析。 本文首先介绍了上海市的大气环境质量现状，并简要分析其成因。接着我们引入 空气污染指数（API ）这一反应大气环境质量状况的气象概念，分别从年份和季节两 个角度出发，对上海市10 年来的空气污染指数（API ）进行了系统的统计分析。从年 份看，上海市空气污染指数总体上呈逐年下降的趋势，期间用线性回归模型解释了日 API 的值与年份之间的线性相关关系。从季节看，上海市大气质量表现为冬春季较差， 夏秋季普遍较好 （特别是夏季）。排除年份因素影响后，Kruskal-Wallis 秩和检验的结 果表明上海市大气质量的季节性差异显著。另外，本文还采用两因素方差分析法 （two-way ANOVA ），分析大气质量与年份和季节两大因素之间的关系，结果表明两 者与大气质量的相关性均是极显著的。最后本文对三项大气污染物SO 、NO 和PM 2 2 10 的污染分指数之间进行了相关性研究，Spearman 和 Kendall τ 等非参数检验结果表 明，三项指标两两相关，其随时间变化趋势是基本一致的。所有统计分析都是采用正 版SAS 9.3 软件完成。 关键词：上海环境空气质量 API 描述统计统计检验 目录 1 引言 1 2 数据来源与描述 4 2.1 空气污染指数（API ）及其分指数 4 2.2 数据来源 6 3 对API 及分指数的统计分析 8 3.1 API 的年度变化 8 3.1.1 API 年度变化的描述性统计 8 3.1.2 API 年度变化的线性回归模型 9 3.2 API 的季节变化 11 3.2.1 API 季节变化的描述性统计 11 3.2.2 API 季节变化的K-W 检验 13 3.3 API 关于季节和年份的两因子模型 14 3.4 优质空气天数的两因素方差分析模型 16 3.5 大气污染指标SO 、NO 和PM 的相关性分析 17 2 2 10 4 结论与建议 19 参考文献 20 1 引言 大气是地球生命赖以生存的空间环境，是人类最大的保护伞。随着工业社会的发 展和城市化进程的加快，大气污染物的排放量与日俱增，以总悬浮颗粒物TSP 、二氧 化硫SO 和氮氧化物NO （主要为二氧化氮）为主要污染物的大气污染问题也显得日 2 x 趋严重。 “大气污染事件”的历史是触目惊心的。 1952 年12 月发生在 “雾都”伦敦的烟雾事件中，整座城市被大片强酸性、高浓 度的硫酸雾所笼罩。此期间有4000 多人因呼吸道疾病、心脏病而死亡，雾散后的两 个月中又有8000 多人被夺去生命。 始于20 世纪40 年代的洛杉矶光化学烟雾事件，主要由工业废气和汽车尾气的排 放造成，纵横三十余年，导致成批65 岁以上高龄老人死亡。据统计，直到1970 年仍 有大约75% 以上的市民罹患红眼病。 再观我国，国家环保总局和统计局于2006 年联合发布《中国绿色国民经济核算