摘要：文章基于地面观测资料和 PM_2.5 气溶胶质量浓度资料，分析龙门县 2014-2024 年能见度年际变化特征及其与 PM_2.5 、气象因子相关性。结果表明：2014-2024 年年平均能见度总体下降，分三阶段变化，其中2019 年暴跌提示污染源结构重大变化；10-20 时能见度与 PM_2.5 昼夜变化相反，其中14 时能见度与 PM_2.5 强负相关，与相对湿度中等负相关、风速弱正相关。

关键词：能见度；年际变化；PM2.5；相关性

能见度不仅是自然界大气状态的直观体现，更与人类生活紧密相连，深刻影响着公众健康、交通安全及日常生产活动，其重要性随着城市化进程与环境问题的凸显日益受到关注。国内很多学者均对能见度的年际或年代际变化及与气象条件、空气污染物关系作了分析，大致得出能见度的日变化与相对湿度、气温和风速的日变化有一定的关系[1-4]，如张馨木研究指出不同季节大气能见度与PM2.5 浓度、相对湿度均存在0.5 以上的强线性相关性。

龙门国家基本气象站位于县城偏北约 5km处，周边主要是农田、林地，能见度受人为活动影响小，加之处于我县工业区常年主导风向上风向区，因此龙门国家基本气象站监测的能见度变化可以认为是气象条件、大气平均污染物浓度共同作用的结果。因此，本文分析龙门县2014-2024 年能见度的年际变化特征及分析能见度和PM2.5、气象因子相关性，以期为低能见度预报预测和服务提供科学依据。

1 研究区概况、资料与方法

1.1 研究区概况

龙门县位于广东省中部，增江上游，是珠三角后花园，一直以来历界县委县政府均高度重视生态环境保护和建设工作，龙门县2018 年成为广东省首个“国家生态文明建设示范县”，2018 年成为粤港澳大湾区唯一全域“中国天然氧吧”，2019 年成功创建首批广东省全域旅游示范区，入列2020 年中国县域旅游发展潜力百强县市。根据龙门县人民政府 2021 年6 月印发《龙门县国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要》：龙门县确立建设“五位一体”协调发展生态文明建设示范县的总目标，明确“粤港澳大湾区康养旅居高地、珠三角高端产业承接基地、惠州北部市域高品质城市“三大定位”，生态立县摆上更加重要的战略地位。然随着外来污染物逐年增多的影响，我县能见度减低的直观感受愈加明显，既影响了龙门县居民绿美生活的感受，也影响了慕名而来游客的旅游体验。因此有必要分析研究能见度与气象条件、空气污染物的关系，找出关键影响因素，并以此制定针对性的改善措施。

1.2 资料与方法

本文选取龙门国家基本气象观测站2014-2024 年逐月平均能见度、代表年份 2023 年逐时能见度、风速、气温、相对湿度资料，以及布设在站内的大气成分气溶胶质量浓度观测仪2023 年逐时 PM2.5 气溶胶质量浓度资料。分析龙门县能见度年际变化曲线，同时利用一元线性回归分析计算得出气候倾向率。采用皮尔逊相关系数法计算能见度与 PM_2.5 、定时气温、定时风速、定时相对湿度的相关性，寻找影响能见度的关键因子。

2 结果与分析

2.1 能见度变化特征

2.1.1 季节变化

对 2014-2024 年龙门县各季节平均能见度的统计分析（图 1），龙门县冬季平均能见度最大，达23.7Km；春季平均能见度最低，为 18.4Km；秋季平均能见度和冬季较为接近，均介于21-22Km。能见度四季变化，由春季最低值升至夏季最高值后，从夏季-秋季-冬季-春季逐季递减。

夏季是能见度最高的季节。夏季龙门县气温较高，对流旺盛，利于空气污染物垂直扩散；此外，夏季受东南季风和西南季风影响，加之开始有台风生成影响，风力较大，有利于污染物水平扩散，减少污染物在地面的积聚，从而提高能见度。同时，夏季是雨季，6 月和8 月分别为龙门县前汛期和后汛期的降水高峰期，夏季降水频繁，雨水对空气中污染物有冲刷作用，能清洁空气，提高能见度。

秋季能见度略低于夏季，但高于冬春季节。秋季气温下降，降水减少，晴朗干燥天气增多，风力相对稳定，污染物扩散条件变差，致使能见度下降。

冬季能见度进一步低于秋季。冬季气温较低，湿度较高，大气层结稳定，易形成深厚持久的逆温层，不利于污染物扩散。叠加北方冷空气南下与本地污染源的影响， PM_2.5 浓度升高，导致能见度进一步下降。

春季是能见度最低的季节。与传统认知不同，龙门县能见度最低的季节出现在春季，而不是冬季。春季暖湿气流从南海北上，与南下冷空气相遇，空气湿度增大，易形成雨雾，降低能见度。此外。春季由于其昼夜温差大、活跃冷暖空气交汇以及较大的区域温差，是逆温层相对易形成的季节。虽然在持久性和强度上可能不如深冬，但其发生频率和类型多样性使其成为一个重要的气象现象并对春季空气质量、能见度等有显著影响。

图1 2014-2024 年龙门县能见度四季变化

2.1.2 年变化

2014-2024 年龙门县年平均能见度整体呈下降趋势（图 2）。分阶段看，能见度年际变化分为三个阶段，2014-2016 年能见度持续上升，从 23.8km 升至 25.8km （峰值），表明大气透明度较好；2017-2019年能见度显著下降，尤其是2018-2019 年降幅达 4.8km ，可能受大气污染物异常增多影响；2020-2024年能见度在 18.4-19.7 km 之间波动，整体趋于稳定，但仍明显低于 2014-2017 年水平。

图 2 2014-2024 年龙门县年平均能见度年际变化

图3 2014 年-2024 年各季节平均能年度年际变化

从各季节能见度年际变化特征看（图3），年平均能见度的“三阶段”特征在四季中均有体现，尤其是2019 年的同步暴跌，表明当年发生了重大的、全局性的大气污染源结构的变化，影响了全年的每个季节。春季能见度年际变化波动剧烈，整体呈下降趋势，是四季中稳定性最差的季节，春季能见度常年最低，是拉低年值的“短板”季节；夏季在2019 年前是能见度的绝对高峰季，数值远高于其他季节；2019 年后下降幅度最大，但至今仍是年内能见度最高的季节，夏季能见度的变化对年值的影响最大，因为夏季值最高，其大幅下降直接拉低了年平均值；秋季能见度年际变化趋势与年平均能见度年际变化高度吻合，2019 年前后呈现“高峰-低谷-回升”的完整周期。冬季能见度年际变化波动性极强，但近年回升趋势显著，对年值从低位回升的贡献正在变大（如2024 年）。

2.2 2023 年龙门能见度和 PM_2.5 日变化特征

龙门县2023 年年平均能见度为2014-2024 年间最低，受空气污染物影响最大。为研究能见度与 PM_2.5 日变化是否存在关联，对2023 年龙门县平均逐时能见度、平均逐时 PM_2.5 浓度的统计分析可知（图 4），龙门县能见度和 PM_2.5 均存在明显的昼夜变化特征。能见度日变化为一锋一谷型，06-14 时能见度处上升阶段，其中从 07 时开始显著上升，09 时突破 20km ，14 时达到峰值（25.9km）；14 时-06 时处下降阶段，06 时降至最低值（12.6km）。PM2.5 日变化为两峰两谷型，20 时出现最大峰值 23.5μg/m³ ，10 时出现次大峰值 18.6μg/m³ ，06 时出现最低值 14.4μg/m³ ，14 时出现次低值 14.9μg/m³s 。在白天段，能见度和PM2.5 变化受气象条件影响较小，10-14 时能见度呈上升趋势而 PM_2.5 呈下降趋势，14-20 时能见度呈下降趋势而 PM_2.5 呈上升趋势，二者呈负相关。14 时能见度达到峰值时， PM_2.5 浓度降至日次低 （14.9μg/m³. ），可知14 时二者达到最大负相关。

图4 2023 年龙门能见度和 PM_2.5 日变化特征

2.3龙门能见度和 PM_2.5 、气象因子相关性分析

选取 2023 年 1 月 1 日-12 月 31 日逐日 14 时的能见度、 PM_2.5 数据，为同时分析气象条件的影响，加入 14 时气温、风速、相对湿度数据，采用皮尔逊相关系数法计算能见度与 PM_2.5 、定时气温、定时风速、定时相对湿度的相关性，得出： PM_2.5 与能见度强负相关 （r=-0.73） ），即 PM2.5浓度越高，能见度越低，这是由于 PM2.5 作为气溶胶主要成分，会散射和吸收光线，直接影响能见度。相对湿度与能见度中等负相关（ （r=.0.57） ），即湿度越高，能见度越低，这是由于高湿度促进气溶胶吸湿增长，增强消光效应，降低能见度。风速与能见度弱正相关 （r=0.24） ），即风速增大可能促进污染物扩散，但相关性较弱，表明其他因素（如空气污染物浓度）更关键。气温与能见度极弱正相关 （r=0.14） ），可视为基本无显著线性关系。

表1 2023 年 1 月1 日-12 月31 日逐日 14 时能见度、PM2.5 与气温、定时风速、定时相对湿度相关性

3 结论

分析龙门县2014-2024 年能见度变化特征及分析能见度和 、气象因子相关性，得出以下结论：① 龙门县冬季平均能见度最大，春季平均能见度最低。能见度四季变化，由春季最低值升至夏季最高值后，从夏季-秋季-冬季-春季逐季递减。

②2014-2024 年龙门县年平均能见度总体呈下降趋势；大体可分为三个阶段，2014-2016 年能见度持续上升；2017-2019 年能见度显著下降；2020-2024 年能见度小幅波动，整体趋于稳定，但仍明显低于 2014-2017 年水平。

③ 年平均能见度的“三阶段”特征在四季中均有体现，尤其是2019 年同步暴跌，表明当年发生了重大的、全局性的大气污染源结构的变化，影响了全年的每个季节。

④ 龙门县能见度和PM2.5日变化特征均存在明显的昼夜变化特征，10-20 时能见度与PM2.5 成相反趋势，具有明显负相关。中午到下午是能见度高而PM2.5 浓度较低的时段，游客可选择此时段作为主要的户外活动时间。

⑤ 龙门能见度与PM 强负相关，要改善能见度必须采取有力措施控制 PM_2.5 及前端污染物的排放。

参考文献

[1]马文博，崔日权，刘兰芝，等.延吉市大气能见度变化特征及其气象影响因子研究[J].气象灾害防御，2023，30（3）：11-15.

[2]张馨木，郭淑静，郭立平，等.廊坊市大气能见度与相对湿度、 PM_2.5 、 PM₁₀ 间的关系研究[J].农业灾害研究，2023，13（9）：171-174.

[3]董芳淑， 廉丽姝， 孙博雯， 等. 华东地区能见度时空变化特征及影响因子分析[J]. ∵ 象科技，2023，51（4）：510-519.

[4]马文博，崔日权，刘兰芝，等.延吉市大气能见度变化特征及其气象影响因子研究[J].气象灾害防御，2023，30（3）：11-15.

作者简介：郑心茹（1998-），女，广东惠东人，本科，助理工程师，从事短期天气预报工作。