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臭氧是自然大气中的重要组成部分,是氧的同素异形体,与人类的生存环境息息相关。自然大气中的臭氧,平流层中占90%,其余10%的臭氧分布在对流层。在平流层中的臭氧可以吸收对生物有害的紫外辐射,对流层中适量的臭氧对大气清洁起到有益的作用,臭氧具有强氧化性,近地面过量的臭氧对人体健康和植物的生长有极具危害的作用。自然大气中的臭氧含量很低,由人类活动导致的一定范围臭氧浓度的微小变化,将会使得这种自然状态受到很大的冲击。新疆地处我国西北边陲,独有的“三山夹两盆”的地形特点不利于污染物的扩散。近些年随着新疆工业化和城市化的快速发展,以及人类活动的加剧,大气污染尤其是城市大气污染日益严重,臭氧的前体物和光氧化剂的大量增加,造成近地面臭氧浓度不断上升。在此背景下,本文选取在新疆具有代表性的典型区域(阿克达拉、乌鲁木齐、库尔勒和塔中)来研究2012年臭氧质量浓度在时间和空间上的变化特征,为清晰的认识新疆臭氧质量浓度的分布特征提供一定的理论支持。本文初步形成了以下结论:(1)近地面臭氧日平均浓度表现为夜间变化较平缓,白天变化剧烈。其中阿克达拉臭氧日平均浓度比其他三个城市高,乌鲁木齐较库尔勒和塔中偏低。阿克达拉、乌鲁木齐和塔中臭氧日浓度变化呈单峰型变化趋势,库尔勒臭氧浓度呈双峰型变化趋势;乌鲁木齐臭氧浓度的最低值和最高值分别出现在8点和16点,库尔勒和塔中最低值和最高值分别滞后于乌鲁木齐1小时和2小时,阿克达拉最低值出现在7点,最高值与乌鲁木齐相同。(2)近地面臭氧平均浓度周变化中,变化幅度不剧烈,阿克达拉高值出现在星期六,低值出现在星期一;乌鲁木齐高值出现在星期四,低值出现在星期二;库尔勒高值出现在星期四、星期五和星期六,低值出现在星期三;塔中高值出现在星期一,低值出现在星期三。(3)近地面臭氧月平均浓度变化中乌鲁木齐、库尔勒和塔中变化基本一致,均为1~7月臭氧浓度逐渐上升,8~12月均呈明显的降低趋势;阿克达拉1~6月臭氧浓度呈缓慢的上升趋势,7~11月呈降低趋势,12月臭氧浓度比11月高。各月臭氧平均质量浓度中,阿克达拉最高月(6月)是最低月(11月)的近2倍;乌鲁木齐和库尔勒最高月(7月)是最低月(1月)的10.44倍和5.2倍;塔中最高月(7月)是最低月(2013年1月)的近3.48倍。(4)近地面臭氧平均浓度季节变化中,阿克达拉夏季臭氧浓度较高,秋季臭氧浓度较冬季低,其他三个区域夏季的臭氧平均浓度较高,冬季的臭氧浓度较低。(5)不同天气条件下,臭氧平均浓度日变化均剧烈。其中阿克达拉四季日均高值分别出现在扬沙天气、晴天、雨天和阴天,春季、夏季和秋季最高臭氧小时平均浓度值差别不大,但最低小时平均浓度值相差很大,冬季最高和最低臭氧小时平均浓度值相差很大;乌鲁木齐四季中日均值最高分别为雨天、晴天、雨天和雪天,最高和最低臭氧小时平均浓度差别不大。库尔勒四季中,日均最高值除冬季为雪天,其他三季均为雨天,最高和最低臭氧小时平均浓度相差不大;塔中四季日均值最高值分别为阴天、雨天、阴天和扬沙天气,春季、夏季和冬季最高臭氧小时平均浓度差别很小,最低臭氧小时平均浓度相差很大,秋季最高和最低臭氧小时平均浓度值相差很大。(6)各气象要素中,乌鲁木齐雨天臭氧浓度的产生与太阳辐射关系不大,阴天臭氧浓度的生成受一定程度的太阳辐射影响,晴天臭氧的生成与太阳辐射关系密切;平均温度、空气湿度与臭氧的生成有一定的联系;乌鲁木齐主要以东风、东南风、南风和西南风为主,其中西南风和南风出现的次数居多,当出现西南风和南风时是臭氧平均浓度较高的时段,出现东风和东南风时是臭氧平均浓度相对较低的时段。