大氣污染問題

1、.PAGE ：.；大氣污染預告數(shù)學系：田翠翠 吳姍姍 惠靜摘 要 本文經過運用所給數(shù)據，利用空氣質量與主要污染物SO、NO、PM之間的換算關系求出各城市的污染指數(shù)，然后進展對各城市的空氣質量進展排序。同時，運用所給數(shù)據的平均值建立SO、NO、PM與氣候因子之間的關系，經過預測A城市的各氣候因子進而預測A城市空氣中SO、NO、PM的含量。關鍵字 氣候因子；污染指數(shù)；空氣質量一問題提出空氣污染曾經成為城市進程中一個突出的問題。隨著經濟的不斷開展，地球上的大氣污染日趨嚴重，大量的污染物SO、NO和懸浮顆粒物PM等排放到空氣中，呵斥空氣質量的嚴重下降。為此，他們對氣候因子與污染物做了研討。二、問題分析

2、由于空氣污染指數(shù)是評價空氣質量情況的一組數(shù)據，因此，研討空氣質量經過研討空氣污染指數(shù)來反映。我國計入空氣污染指數(shù)的工程為：SO、NO和總懸浮顆粒物?？諝馕廴局笖?shù)與主要污染物SO、NO、PM有關。根據我國城市空氣質量的分級規(guī)范如表：空氣污染指數(shù)對應的污染物濃度限值表污染指數(shù)污染物濃度毫克/立方米APISO(日均值)NO(日均值)PM(日均值).數(shù)據來源于空氣污染指數(shù)的計算公式： 式中是第i種污染物的污染指數(shù)；是第i種污染物的濃度值；是第i種污染物j轉機點的污染分項指數(shù)值；是第i種污染物j+轉機點的污染分項指數(shù)值；是第j轉機點上i種污染物對應于濃度值；是第j+轉機點上i種污染物的濃度值；API=m

3、ax(、)； A,B,C,D,E,F城市各種污染物濃度關系如以下圖：注：以下數(shù)據是把所給數(shù)據每一年按季節(jié)劃分后，求得平均值，然后作圖所得A城市SO、NO、PM的分布情況B城市SO、NO、PM的分布情況C城市SO、NO、PM的分布情況D城市SO、NO、PM的分布情況E城市SO、NO、PM的分布情況F城市SO、NO、PM的分布情況由上圖及空氣污染指數(shù)公式得出A,B,C,D,E,F各城市關于季節(jié)的污染指數(shù)如以下各表注以下數(shù)據是把所給數(shù)據的每一年按季節(jié)劃分后，求得平均值A城市每季日均污染物濃度(API)：.B城市每季平均日均污染物濃度(API)：.C城市每季平均日均污染物濃度(API)：.D城市每季平

4、均日均污染物濃度(API)：.E城市每季平均日均污染物濃度(API)：.F城市每季平均日均污染物濃度(API)：.該五個地域的平均空氣污染指數(shù)(API)：地域ABCDEFAPI.所以可得A、B、C、D、E、F空氣污染指數(shù)的大小順序如下：C(API)D(API)B(API)A(API)E(API)F(API)由于空氣的污染指數(shù)是與NO、SO、PM有關的，空氣質量與氣候因子有關，而空氣質量是由空氣污染指數(shù)來描寫的，因此他們只需研討NO、SO、PM與氣候因子之間的關系即可。為了研討NO、SO、PM與氣候因子之間的關系，他們以A城市為例建立以下模型。三建立函數(shù)模型關系一模型假設及符號闡明。模型假設 忽

5、略NO、SO、PM的含量受其他要素的影響，假設其只與大氣壓強、平均氣溫、空氣的相對濕度以及平均風速有關。假設短時間內，空氣中的NO、SO、PM的含量沒有突發(fā)事件影響導致大幅度的變化。各氣候因子在短時間內變化不大。假設NO、SO、PM與氣候因子之間呈線性關系。符號闡明表示時間表示各種污染物在空氣中的含量 表示氣候因子大氣壓強mmhg表示SO在空氣中的含量 表示氣候因子平均溫度tem表示在空氣中的含量 表示日平均風速ws表示在空氣中的含量表示對于函數(shù)中自變量的系數(shù)參數(shù)表示對于函數(shù)中自變量的系數(shù)參數(shù)表示對于函數(shù)中自變量的系數(shù)參數(shù)表示對于函數(shù)中自變量的系數(shù)參數(shù)表示對于函數(shù)中自變量的系數(shù)參數(shù)表示對于函數(shù)

6、中自變量的系數(shù)參數(shù)表示對于函數(shù)中自變量的系數(shù)參數(shù)表示對于函數(shù)中自變量的系數(shù)參數(shù)表示對于函數(shù)中自變量的系數(shù)參數(shù)表示對于函數(shù)中自變量的系數(shù)參數(shù)表示對于函數(shù)中自變量的系數(shù)參數(shù)表示對于函數(shù)中自變量的系數(shù)參數(shù) i表示年份表示模型中大氣壓強的值表示模型中日平均氣溫表示模型中平均溫度表示模型中平均風速二模型建立及求解模型建立經過查閱資料，分別建立空氣中NO、SO、PM、濃度與大氣壓強、平均氣溫、空氣的相對濕度以及平均風速如下的函數(shù)關系 a b c根據各年數(shù)據，經過解線性方程組，確定變量的系數(shù)，即求、的值。模型求解 A地域各年平均SO與各氣候因子的相關數(shù)據如下：年份SO壓強mmhg平均氣溫tem空氣相對濕度r

7、h平均風速 ws.-.數(shù)據來源：把所給數(shù)據按年份取其平均值A地域各年平均NO與各氣候因子的相關數(shù)據如下：年份NO壓強mmhg平均氣溫tem空氣相對濕度rh平均風速 ws.-.數(shù)據來源：把所給數(shù)據按年份取其平均值A地域各年平均PM與各氣候因子的相關數(shù)據如下：年份PM壓強mmhg平均氣溫tem空氣相對濕度rh平均風速 ws.-.數(shù)據來源：把所給數(shù)據按年份取其平均值將以上數(shù)據分別帶入公式a、b、c，運用軟件解得結果如下:關于SO含量函數(shù)模型求解數(shù)據：的取值年份-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.關于NO含量函數(shù)模型求解數(shù)據：的取值年份.-.-.-.-.-.-.-.-.關于PM含量函數(shù)模型求解數(shù)據

8、：的取值年份-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.對、分別取平均值得 于是得到NO、SO、PM含量與壓強、平均氣溫、空氣的相對濕度以及平均風速的函數(shù)關系分別如下：模型修正：SO與壓強、平均氣溫、空氣的相對濕度以及平均風速的函數(shù)關系模型的修正利用上述所建模型式對SO含量的求解與實踐數(shù)據的對比詳細如下表所示：年份模型解.實踐解.偏向.-.-.年份模型解.-.-.實踐解.偏向.對偏向處置，去掉最大和最小的取平均值，得常數(shù)。經過修正后的模型結果為：對NO 與壓強、平均氣溫、空氣的相對濕度以及平均風速的函數(shù)關系模型的修正利用上述所建模型式對NO含量的求解與實踐數(shù)據的對比詳細如下表所示年份模型解.實踐解

9、.偏向.-.-.年份模型解.實踐解.偏向.-.-.對偏向處置，去掉最大和最小的取平均值，得常數(shù)。經過修正后的模型結果為：對PM、濃度與壓強、平均氣溫、空氣的相對濕度以及平均風速的函數(shù)關系模型的修正利用上述所建模型式對PM含量的求解與實踐數(shù)據的對比詳細如下表所示年份模型解.實踐解.偏向-.-.-.-.-年份模型解.實踐解.偏向-.對偏向處置，去掉最大和最小的取平均值，得常數(shù)。經過修正后的模型結果為：利用所建模型對未來一周即年月日至月日各個城市的SO、NO、PM以及各氣候參數(shù)作出預測。以A城市為例研討對A城市壓強mmhg的預測對A城市的日平均壓強mmhg的預測，采用最小二乘法用matlab對日平均

10、壓強進展次逼近，預測日平均壓強mmhg的變化，進而預測未來空氣中NO、SO、PM、濃度的值。用替代起始年份年月日，替代年月日，用替代年月日，替代月日替代年月日。詳細操作如下A城市壓強mmhg關于時間作次曲線擬合月日月日：.擬合曲線方程為：，其曲線擬合圖如下：未來一周A城市壓強mmhg的預測值為：日期月日月日月日月日月日月日月日壓強mmhg.() 對A城市日平均溫度tem的預測對A城市的日平均溫度tem的預測，采用最小二乘法用matlab對日平均溫度tem進展次逼近，預測日平均溫度tem的變化，進而預測未來空氣中NO、SO、PM、濃度的值。用替代起始年份年月日，替代年月日，用替代年月日，替代月日

11、替代年月日。詳細操作如下：A城市日平均溫度tem關于時間作次曲線擬合月日月日：.擬合曲線方程為：。其曲線擬合圖如下：未來一周A城市日平均溫度tem的預測值為：日期月日月日月日月日月日月日月日日平均溫度tem.對A城市空氣的相對濕度rh預測對A城市空氣的相對濕度rh預測，采用最小二乘法用matlab對空氣的相對濕度rh進展次逼近，預測日平均溫度tem的變化，進而預測未來空氣中NO、SO、PM、濃度的值。用替代起始年份年月日，替代年月日，用替代年月日，替代月日替代年月日。詳細操作如下：A城市空氣的相對濕度rh關于時間作次曲線擬合月日月日.擬合曲線方程為：未來一周A城市空氣的相對濕度(rh)的預測值

12、為：日期月日月日月日月日月日月日月日空氣的相對濕度rh.() 對A城市日平均風速ws的預測對A城市日平均風速ws的預測,采用最小二乘法用matlab對空氣的日平均風速ws進展次逼近，預測日平均風速ws的變化，進而預測未來空氣中NO、SO、PM、濃度的值。用替代起始年份年月日，替代年月日，用替代年月日，替代月日替代年月日。詳細操作如下：A城市日平均風速ws關于時間作次曲線擬合月日月日.擬合曲線方程為： 未來一周A城市日平均風速ws的預測值為：日期月日月日月日月日月日月日月日日平均風速ws.預測結果的模型求解利用上面所建模型和各氣候因子的預測結果對A城市未來一周空氣中的SO、NO、PM濃度進展預測

13、求解，得A城市未來一周空氣中的SO、NO、PM的濃度如下表：日期月日月日月日月日月日月日月日SO.NO.PM.A城市未來一周空氣中每天SO、 NO 、PM的含量大約在上表中所給數(shù)據的左右。四就空氣質量的控制對相關部門提出的建議由于空氣的污染指數(shù)是與污染物NO、SO、PM有關的，而空氣質量是由空氣污染指數(shù)來描寫的，因此，要提高空氣質量，就要減少空氣中的污染物含量，鑒于此，他們對相關部門提出以下幾點建議： 大量植樹造林，建立綠色生態(tài)維護帶。 有關部門應加強執(zhí)法，嚴厲按照環(huán)境維護的要求和法規(guī)執(zhí)法，對建筑工地和運送沙土的交通車輛，進展全程的環(huán)境監(jiān)控。應經過各種方式，提高人們的環(huán)保意，開展公共交通系統(tǒng)，倡導人們盡量減少私有汽車的運用時機，而乘坐公共交通車輛。 . 抽煙開車，燒炭.大力宣傳防止空氣污染的有關知識，提高寬廣人民的防護認識，引導寬廣人民積極參與防止空氣污染的活動