Evaluation of relationship between air pollutant concentration and meteorological elements in winter months

• Autorzy: Żyromski A. , Biniak-Pieróg M. , Burszta-Adamiak E. , Zamiar Z.

Identyfikatory

DOI

10.2478/jwld-2014-0019

Warianty tytułu

PL

Ocena zależności między wielkością stężenia zanieczyszczeń powietrza a elementami meteorologicznymi w okresie zimowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the evaluation of the relation between meteorological elements and air pollutants’ concentrations. The analysis includes daily concentrations of pollutants and variation of meteorological elements such as wind speed, air temperature and relative humidity, precipitation and total radiation at four monitoring stations located in the province of Lower Silesia in individual months of the winter half-year (November–April, according to hydrological year classification) of 2005–2009. Data on air quality and meteorological elements came from the results of research conducted in the automatic net of air pollution monitoring conducted in the range of the State Environment Monitoring. The effect of meteorological elements on analysed pollutant concentration was determined using the correlation and regression analysis at significance level α < 0.05. The occurrence of maximum concentration of NO, NO₂, NO_X, SO₂ and PM10 occurred in the coldest months during winter season (January, February and December) confirmed the strong influence of “low emission” on air quality. Among the meteorological factors assessed wind speed was most often selected component in step wise regression procedure, then air temperature, less air relative humidity and solar radiation. In the case of a larger number of variables describing the pollution in the atmosphere, in all analyzed winter seasons the most common set of meteorological elements were wind speed and air temperature.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mające na celu ocenę związków między stężeniem zanieczyszczeń powietrza a elementami meteorologicznymi. Analizą objęto średniodobowe wartości emisji zanieczyszczeń gazowych i pyłowych oraz wybrane elementy meteorologiczne, tj. prędkość wiatru, temperaturę, wysokość opadu atmosferycznego, wilgotność względną oraz promieniowanie całkowite na czterech stacjach pomiarowych zlokalizowanych na terenie województwa dolnośląskiego w okresie zimowym (listopad–kwiecień, zgodnie z klasyfikacją roku hydrologicznego) dla lat 2005– 2009. Dane te pochodziły z badań z automatycznych sieci monitoringu zanieczyszczeń powietrza prowadzonych w ramach Państwowego Monitoringu Środowiska. Wpływ elementów meteorologicznych na stężenie analizowanych zanieczyszczeń określono z zastosowaniem analizy korelacji oraz regresji krokowej na poziomie istotności α < 0,05. Występowanie maksymalnych wartości stężenia NO, NO₂, NO_X oraz SO₂ w najchłodniejszych miesiącach okresu zimowego (styczeń, luty i grudzień) potwierdziło duży wpływ „małej emisji” na jakość powietrza. Elementami meteorologicznymi najczęściej wskazywanymi w opisach zależności i za pomocą procedury regresji krokowej były prędkość wiatru, następnie temperatura powietrza i rzadziej wilgotność względna powietrza, temperatura powietrza, promieniowanie całkowite oraz wilgotność powietrza. W przypadku występowania większej ilości zmiennych opisujących zanieczyszczenia w atmosferze, we wszystkich analizowanych półroczach zimowych najczęściej występującym układem elementów meteorologicznych była prędkość wiatru i temperatura powietrza.

Słowa kluczowe

EN

atmospheric pollutants; meteorological parameters; stepwise regression; winter season

PL

elementy meteorologiczne; okres zimowy; regresja krokowa; temperatura; zanieczyszczenie powietrza

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2014
• Tom: no. 22
• Strony: 25--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Żyromski A.

• Wrocław University of Environmental and Life Sciences, Institute of Environmental Development and Protection, pl. Grunwaldzki 24, 50-363 Wrocław, Poland

autor

Biniak-Pieróg M.

• Wrocław University of Environmental and Life Sciences, Institute of Environmental Development and Protection, pl. Grunwaldzki 24, 50-363 Wrocław, Poland

autor

Burszta-Adamiak E.

• Wrocław University of Environmental and Life Sciences, Institute of Environmental Engineering, pl. Grunwaldzki 24, 50-363 Wrocław, Poland

autor

Zamiar Z.

• Wrocław University of Environmental and Life Sciences, Institute of Environmental Development and Protection, pl. Grunwaldzki 24, 50-363 Wrocław, Poland

Bibliografia

• [1] AKPINAR E.K., ÖZTOP H.F. 2008. Evaluation of relationship between meteorological parameters and air pollutant concentrations during winter season in Elaziğ, Turkey. Environmental Monitoring and Assessment. Vol. 146 p. 211– 224.
• [2] AKPINAR E.K., AKPINAR S., ÖZTOP H.F. 2009. Statistical analysis of meteorological factors and air pollution at winter months in Elaziğ, Turkey. Journal of Urban and Environmental Engineering. Vol. 3(1) p. 7–16.
• [3] BANERJEE T., SINGH S.B., SRIVASTAVA R.K. 2011. Development and performance evaluation of statistical models correlating air pollutants and meteorological variables at Pantnagar, India. Atmospheric Research. Vol. 99 p. 505–517.
• [4] BRIDGMAN H.A., DAVIES T.D., JICKELLS T., HUNOVA I., TOVEY K., BRIDGES K., SURAPIPITH V. 2002. Air pollution in the Krusne Hory region, Czech Republic during the 1990s. Atmospheric Environment. Vol. 36 p. 3375–3389.
• [5] CAMALIER L., COX W., DOLWICK P. 2007. The effects of meteorology on ozone in urban areas and their use in assessing ozone trends. Atmosphere Environment. Vol. 41 p. 7127–7137.
• [6] ÇELIK M.B., KADI İ. 2007. The relation between meteorological factors and pollutants concentrations in Karabűk City. G.U. Journal of Science. Vol. 20(4) p. 87–95.
• [7] CUHADAROGLU B., DEMIRCI E. 1997. Influence of some meteorological factors on air pollution in Trabzon city. Energy and Building. Vol. 25 p. 179–184.
• [8] CZARNECKA M., KALBARCZYK R., KALBARCZYK E. 2007. Variability in particulate master concentration versus precipitation in Pomerania region. Polish Journal of Natural Science. Vol. 22(4) p. 645–659.
• [9] CZARNECKA M., KALBARCZYK R. 2008. Warunki meteorologiczne kształtujące zmienność stężenia pyłu zawieszonego na Pomorzu [Weather conditions determining variability of suspended particulate matter concentration in Pomerania]. Acta Agrophysica. Vol. 11(2) p. 357–368.
• [10] CZARNECKA M., NIDZGORSKA-LENCEWICZ J. 2008. Warunki meteorologiczne kształtujące jakość powietrza w styczniu i w lipcu 2006 roku w Szczecinie [Meteorological conditions determining the quality of air in Szczecin in January and in July 2006]. Acta Agrophysica. Vol. 12(1) p. 55–72.
• [11] CZARNECKA M., NIDZGORSKA-LENCEWICZ J. 2011. Impact of weather conditions on Winter and summer air quality. International Agrophysics. Vol. 25(1) p. 7–12.
• [12] GIRI D., KRISHNA MURTHY V., ADHIKARY P.R. 2008. The influence of meteorological conditions on PM10 concentrations in Kathmandu Valley. International Journal of Environmental Resources. Vol. 2(1) p. 49–60.
• [13] GLIŃSKI J., STĘPNIEWSKA Z., STĘPNIEWSKI W., OSTROWSKI J., SZMAGARA A. 2000. A contribution to the assessment of potential denitrification in arable minerals soils of Poland. Journal of Water and land Development. No.4 p.175–183.
• [14] KATSOULIS B.D. 1996. The relationship between synoptic, mesoscale and microscale meteorological parameters during poor air quality events in Athens, Greece. The Science of the Total Environment. No 181 p. 13–24.
• [15] LUVSAN M.E., SHIE R.H., PUREVDORJ T., BADARCH L., BALDORJ B., CHAN C.C. 2012. The influence of emission sources and meteorological conditions on SO2 pollution in Mongolia. Atmospheric Environment. Vol. 61 p. 542–549.
• [16] NIDZGORSKA-LENCEWICZ J., CZARNECKA M. 2014. Winter weather conditions vs. air quality in Tricity, Poland. Theoretical and Applied Climatology. DOI 10.1007/ s00704-014-1129-8.
• [17] PEARCE J.L., BERINGER J., NICHOLLS N., HYNDMAN R.J., TAPPER N.J. 2011. Quantifying the influence of local meteorology on air quality using generalized additive models. Atmospheric Environment. Vol. 45 p. 1328–1336.
• [18] SAPEK A., NAWALNY P., BARSZCZEWSKI J. 2003. Ładunek składników nawozowych wnoszonych z opadem mokrym na powierzchnię ziemi w Falentach w latach 1995–2001 [Nutrient load with wet precipitation on the soil surface in Falenty during 1995–2001]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 3. Z. specj. (6) p. 67–77.
• [19]STANISZ A. 2007. Przystępny kurs statystyki z zastosowaniem STATISTICA PL na przykładach z medycyny. T. 2. Modele liniowe i nieliniowe [Approachable statistics course using STATISTICA PL examples from medicine. T. 2. Linear and nonlinear models]. Kraków. Wydaw. StatSoft Polska. ISBN 83-912346-4-9 pp. 408.
• [20] TURALIOĞLU F.S., NUHOĞLU A., BAYRAKTAR H. 2005. Impacts of some meteorological parameters on SO2 and TSP concentrations in Erzurum, Turkey. Chemosphere. Vol. 59 p. 1633–1642.
• [21] TWARDY S., KOPACZ M., JANOTA D. 2005. Chemical loads carried by atmospheric precipitation and surface waters in the Małe Pieniny. Journal of Water and Land Development. No. 9 p. 147–160.