Л.Р. Сонькин "Синоптико-статистический анализ и краткосрочный прогноз , 69 – 71 с."
Глава 4.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Результаты, представленные в данной главе, получены на основании выполненного автором анализа фактических материалов наблюдений за загрязнением воздуха и сопутствующими метеорологическими условиями в ряде городов Советского Союза. Учитывались также данные многих советских и зарубежных исследований. Полученные результаты являются основой для разработки статистических методов прогноза загрязнения воздуха в городах, в том числе для обоснования предикторов. При этом не так важно, что связи, обнаруженные между загрязнением воздуха в городе и метеорологическими факторами, в некоторых случаях могут определяться не непосредственным влиянием рассматриваемого фактора, а сопутствующими условиями. Более детальный анализ фактической информации с учетом результатов теоретических исследований и известных физических закономерностей позволил выявить эффекты прямого влияния каждого из рассматриваемых факторов на уровень загрязнения городского воздуха, исследовать механизм загрязнения воздуха в городе.
Задача изучения метеорологических условий, влияющих на за-грязнение воздуха по городу в целом (на фоновое загрязнение), по ряду причин является весьма сложной. В первой главе было показано, что для каждого источника выбросов, создающего в городе очаг концентрации примесей, существуют свои неблагоприятные метеорологические ситуации, которые определяют максимальное загрязнение воздуха. Очевидно, что в городе может наблюдаться опасное скопление примесей при самых различных ситуациях. При обработке информации, естественно, нельзя отделить фоновые концентрации вредных веществ в атмосфере от тех концентраций, которые создаются непосредственно выбросами отдельных объектов.
Изменения уровня загрязнения воздуха по городу в целом определяются рядом взаимозависимых факторов. Известно, что рассеивание выбросов в атмосфере происходит в значительной степени за счет их переноса и турбулентного перемешивания. Для учета влияния этих факторов при статистическом анализе информации, видимо, достаточно рассматривать характеристики скорости ветра и атмосферной устойчивости. Анализ загрязнения городского воздуха в зависимости от этих двух характеристик усложняется в связи с формированием в городе микрометеорологического режима. В то же время наряду со скоростью переноса и с турбулентным перемешиванием на уровень загрязнения воздуха в городе влияют и другие факторы, непосредственно не связанные с первыми. К ним относятся направление воздушных потоков, вымывание примесей осадками, их аккумуляция в туманах и облаках, степень подъема перегретых газов, зависящая от температуры воздуха, инерционный фактор и др.
При статистической обработке информации из большого числа одновременно влияющих факторов не всегда можно выделить отдельный фактор. Однако это не означает, что реально влияние того или иного фактора на содержание примесей в городском воздухе отсутствует. Сложность статистического анализа метеорологических условий загрязнения воздуха в городе определяется и тем, что характер зависимостей концентраций примесей от какого-либо одного параметра и теснота связей в ряде случаев, сильно зависят от сопутствующих метеоусловий. В дальнейшем будет показано, что зависимость загрязнения воздуха от скорости ветра определяется состоянием устойчивости (и наоборот), связь концентраций с температурой воздуха, скоростью переноса и т. д. Учет указанных соображений при обработке и анализе материалов наблюдений позволил выявить ряд новых зависимостей.
Полученные в результате анализа связи и зависимости являются статистически значимыми. Их неслучайность оценивалась с помощью статистических критериев. Большая часть разработок была выполнена с использованием параметра Р, при этом отдельные выборки состояли чаще всего из нескольких десятков значений этого параметра. Значимость различий средних значений параметра P оказалось возможным определить по критерию Стьюдента. Как уже отмечалось, значения концентраций примесей в воздухе распределяются по закону, близкому к логнормальному. Но параметр P является обобщенной характеристикой большого числа измеренных концентраций (порядка 100), в то же время он тесно коррелирует со средней по городу и за день концентрацией примесей. Поэтому можно полагать, что распределение параметра P должно приближаться к нормальному. Это подтверждается результатами обработки фактических материалов, наблюдений.
В табл. приводятся данные о значимости различий средних значений Р для разного числа случаев в выборках. Возможность составления такой таблицы определяется тем обстоятельством, что средние квадратические отклонения параметра P ( ) мало различаются для различных городов и сезонов и составляют 30 – 50 % среднего значения P. Для расчета критерия Стьюдента взято = 0,1.
Из таблицы видно, что различие средних значений параметра P в двух выборках 0,1 и более значимо даже при малом числе случаев. Если же количество случаев в выборках достигает 30, то различие средних, равное 0,05, уже является значимым.
Назад