Математическое описание и расчет влияния погодных условий на концентрацию поллютантов и канцерогенных веществ в атмосфере

Аннотация

Цель – разработка диагностической модели прогноза концентрации основных загрязнителей воздушного бассейна на основе анализа связей концентрации загрязняющих веществ и параметров атмосферы города Воронежа. Материалы и методы. Для математической интерпретации изучаемых процессов были использованы статистические методы исследования анализа связей, регрессионный метод, позволившие наиболее точно отразить сущность процессов загрязнения на фоне изменения атмосферных условий. Обработка численных данных проведена при использовании программного продукта MSExcel. В качестве исходных данных использованы климатические параметры за период 1971–2000 годы по данным научно-прикладного справочника «Климат России» ВНИИГМИ-МЦД, а также использованы ежедневные данные о загрязнении атмосферного воздуха в городе Воронеже и сведения о среднесуточном состоянии атмосферы Воронежского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (ЦГМС) за период с 1989 по 2020 годы; общий объем выборки превысил 11000 случаев. Результаты и обсуждение. Выявлены основные закономерности распределения метеорологических параметров атмосферы города Воронежа в различные сезоны года. Установлены климатические параметры основных показателей состояния атмосферы за период 1971–2000 годы. Проведен анализ временного распределения концентраций различных загрязняющих веществ в различные сезоны года и определена величина их корреляционной связи от метеорологических параметров. Установлено, что теснота связи метеорологических параметров с различными загрязняющими веществами различна. Влияние метеорологических параметров на концентрацию различных загрязняющих веществ носит порой противоположный характер, то есть увеличение значений метеорологических параметров для одних загрязняющих веществ увеличивает концентрацию, а для других наоборот – уменьшает. Заключение. В работе решена актуальная практико-ориентированная геоэкологическая задача – разработана диагностическая модель прогноза концентрации основных загрязнителей от параметров атмосферы. Установлены их регрессионные зависимости и дана оценка их достоверности.