开化县负氧离子浓度分布特征及其在旅游气象中的应用

开化县负氧离子浓度分布特征及其在旅游气象中的应用

张主宁 1 罗志伟 2 黄顺帮 3

浙江省衢州市开化县气象局 324300； 2 、 浙江省衢州市衢江区气象局 324022 ；

3. 广东省江门市新会区气象局 529100

摘要：本文选用2013年~2020年开化县较为完整的逐时大气负氧离子浓度数据资料，利用数理统计方法对开化县负氧离子浓度分布特征进行分析。结果表明：开化县、古田山、钱江源三地的大气负氧离子浓度日变化特征基本保持一致，均有一个较为明显的峰值存在，也就是从午夜到清晨这段时间内，大气负氧离子浓度较高；开化县、古田山、钱江源三地的负氧离子浓度变化具有明显的季节性变化特征，可能是受当地特殊自然地理环境和气候类型共同作用产生的。

关键词：负氧离子浓度 特征 旅游气象

引言

负氧离子是带有负电荷的氧气分子，在受到地壳放射性元素、雷电、宇宙射线、紫外线等的辐射而发生电离现象而产生的。空气中的负氧离子浓度有益于人们的身体健康、因此它被人们称之为“空气维生素” 。尤其是近些年来，人们对环境和保健意识逐渐增强，而空气负氧离子作为一种重要的空气质量评价重要参数开始受到越来越多人的关注。本研究利用2013年~2020年开化县较为完整的逐时大气负氧离子浓度数据资料，探讨开化县负氧离子浓度分布特征及在旅游气象中的应用，以期为未来开化县生态资源开发提供参考借鉴。

1、研究资料和方法

开化县大气负氧离子监测设备可以24h全天候不间断工作，每5分钟对空气中的负氧离子浓度数据进行一次自动采集，并向服务器终端实时传输数据信息。本文选用2013年~2020年开化县较为完整的逐时大气负氧离子浓度数据资料，利用数理统计方法对开化县负氧离子浓度分布特征进行分析。其中季节划分采用常规划分标准：春季为3~5月，夏季为6~8月，秋季为9~11月，冬季为12月到次年2月。

2、开化县负氧离子浓度分布特征

2.1日变化特征

如图1所示为2013~2019年开化县大气负氧离子浓度日变化统计结果，从图中可以看出，开化县、古田山、钱江源三地的大气负氧离子浓度日变化特征基本保持一致。三地区均有一个较为明显的峰值存在，也就是从午夜到清晨这段时间内，大气负氧离子浓度较高。其中，开化县负氧离子浓度从凌晨4时到上午10时呈现出增加的趋势，10时负氧离子浓度数值达到最高，为2008个/cm³；从11时往后则逐渐减少，尤其是晚上20时负氧离子浓度数值达到最低，只有1161个/cm³。而古田山负氧离子浓度峰值出现在04时，高达2601个/cm³，04时到14时古田山负氧离子浓度值不断减少；随后则开始逐渐增加；钱江源负氧离子浓度的峰值出现在05时，高达2637个/cm³，05时到15时钱江源负氧离子浓度逐渐减少，之后随着时间的推移逐渐增加。三地负氧离子浓度的这种变化趋势可能是居民日常活动引起的。从上午到傍晚这段时间内，人类的活动相对较多，人流和车流都是高峰时段，增加了空气中的烟、粉尘含量，使得大气负氧离子相对较低，因此开化县大气负氧离子浓度的日变化特征为：从凌晨到上午相对较高；中午到傍晚相对较低，峰值主要集中在凌晨。尤其是对于古田山和钱江源来说，在04时到07时这段时间内的大气负氧离子浓度最高，此时晨练可呼吸到负氧离子浓度含量较高的清新空气。

图1 2013~2019年开化县大气负氧离子浓度日变化

2.2月季变化

开化县、古田山、钱江源三地每日平均大气负氧离子浓度分别为1578.1个/cm³、2291.8个/cm³、2189.4个/cm³。三地月、季大气负氧离子浓度的统计结果如图2和表1所示，开化县不同地点、不同月份、不同季节的大气负氧离子浓度均有很大差异。从图2中可以看出，开化县7月大气负氧离子浓度最高，达到了2885个/cm³，2月最低，只有1401个/cm³；古田山和钱江源的大气负氧离子浓度的最高值均出现在6月份，分别为5674、5433.7个/cm³，低值则出现在12月份，分别为3828、3372.7个/cm³。从表1中则能看出，开化县三地的负氧离子浓度变化具有明显的季节性变化特征，其中夏季大气负氧离子浓度最高，冬季则最低，除了钱江源外，秋季负氧离子浓度要比春季要高，大气负氧离子浓度季节变化特征较为明显，可能是受当地特殊自然地理环境和气候类型共同作用产生的。从表中可以看出，开化县负氧离子浓度与古田山、钱江源相差较大。

图2 2013~2019年开化县年内负氧离子浓度变化图

表1 2013~2019年开化县四季负氧离子浓度统计表

2.4空间分布特征

在水平空间上，空气中的负氧离子浓度也存在很大差异。如图3所示为开化县水平空间负氧离子浓度年平均分布图，从图中可以看出，古田山空气中的负氧离子浓度最高，其次是钱江源，开化县的负氧离子浓度最低，也就是距离县中心越近，其负氧离子浓度则越低。这种情况出现的原因是县城内有较大的人流量和车流量，进而增加了空气中的气溶胶含量，此时空气中负氧离子浓度随之减少；县城中的路面大都是以水泥、沥青为主，对土壤中的电离源产生阻碍；古田山和钱江源周围的植物和绿地相对较多，再加上距离县城有一段距离，使得空气负氧离子浓度相对较高。

图3开化县水平空间负氧离子浓度年平均分布图

2.3人类活动对大气负氧离子浓度的影响

大气负氧离子浓度同空气污染程度之间呈现出反相关关系，也就是说在环境污染愈发严重时，大气负氧离子浓度则相对较低。由于人类活动、汽车尾气和工厂废气排放的过程中，都会使空气中的粉尘、烟雾和二氧化碳浓度增加，空气中的负氧离子与正离子之间在相互碰撞的过程中很容易形成中性分子，在相互融合后就会形成较大的气溶胶粒子，且比空气的浮力还要高，此时气溶胶例子将会降落到地面，降低了空气中负氧离子数量，进而造成空气中负氧离子浓度降低。在自然生态系统中，森林和湿地是负氧离子产生的重要场所。对于古田山和钱江源两站来说，由于位置原理闹市，再加上植被较为茂密，污染物对其的影响相对较低，也是造成这两地大气负氧离子浓度比开化县要高的主要原因。

3、负氧离子浓度在旅游气象中的应用

负氧离子含量是评价空气的首要指标，其浓度含量通过空气清洁度密切相关。在自然界中，虽然肉眼看不到负离子，但却能感受它的存在。如森林、高山、湖边、海滩等空气中的负氧离子浓度较高，对人体健康极为有利。世界卫生组织规定，清新空气负氧离子浓度应在1000~1500个/cm³之间。当前，针对负氧离子浓度，我国还缺少统一的评价标准，根据国内外研究负氧离子浓度对人体健康的影响程度结论。根据森林环境中空气负氧离子浓度分级标准，将其划分为6个等级。结合监测数据，不难发现，开化县的空气负氧离子浓度为1910 个/cm³，负氧离子浓度达到了三级，对于人体健康很有利，而古田山和钱江源的负氧离子浓度分别为4269个/cm³和4068个/cm³，负氧离子浓度均达到了一级，对人体健康极有利。由此可以看出，开化县境内的空气质量较高，对于人体健康极为有利。结合开化县气候特点和自然条件，境内比较适合观光游览。未来，开化县也会成为集观光旅游、度假休闲、疗养健身、文化娱乐等为一体的多功能、综合型的旅游休闲胜地。

参考文献：

[1]顾小丽,钱燕珍,鲍岳建,等.宁波市负氧离子浓度分布与预测模型及其在旅游气象中的应[J].气象与环境学报,2013,29(6):128-133．

[2]周德平,佟维华,温日红,等.闾山国家级森林公园负氧离子观测及其空气质量分析[J].干旱区资源与环境,2015,29(3):181-187．

作者简介：张主宁（1991.10），男，汉族，江西宁都人，本科，助理工程师，从事县级气象综合业务工作。