《表2 长沙、株洲、湘潭的AQI在两两季节的方差分析》

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《基于多尺度交叉趋势样本熵的城市空气质量指数分析》

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注:N表示在1%显著性水平下AQI差异不显著。

湖南省中东部的长沙、株洲、湘潭（两两城区分别距离约为48，45，25 km）3个城市呈“品”字形，分布于罗霄山脉与雪峰山脉之间的湘江河谷平原区，呈现南高北低地形，属于亚热带季风性气候，气流交汇，大气污染相互叠加，导致区域性的空气污染。近年来，3个城市经济飞速发展，呈现经济联动效应，同时也形成区域性污染特征，因此，本文选取3个城市的AQI和各污染指标（PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2及O3）的日均数据为研究对象，数据来源于天气后报网（http://www.tianqihoubao.com/aqi/），数据采集窗口为2013-12-01—2017-11-30（共计1461个观察样本）。其中，长沙、株洲和湘潭各有3天的数据缺失，缺失的数据用线性插值方式填补。AQI及6种污染物指标的时间序列如图1所示。可知:3个城市的AQI时间序列以及3个城市每种污染物时间序列的趋势大体一致，这表明存在着潜在的关联性。此外，AQI及每种污染物具有明显的季节效应，因此，将上述数据分别进行讨论，分别为冬（12月—次年2月）、春（3—5月）、夏（6—8月）、秋（9—11月），4年间冬季共有361 d、春季有368 d、夏季有368 d、秋季有364 d。3个城市中度污染以上（AQI>150）的天数分别为:长沙，冬季109 d，春季13 d，夏季3 d，秋季23 d；株洲，冬季108 d，春季10 d，夏季2 d，秋季10 d；湘潭，冬季94 d，春季9 d，夏季4 d，秋季17 d，可见3个城市的空气质量均表现为冬季最差，夏季最佳。为了考察上述3个城市4个季节的空气质量状况的差异，表1为每个城市AQI的基本统计量，表2为每个城市AQI在4个季节的方差分析结果（给定显著性水平为1%）。由表1可知:3个城市的空气污染情况大体相似；从变异系数可知，3个城市春季AQI离散程度最小，秋季作为空气质量由好变坏的过渡期，其变化最为剧烈；表2表明3个城市的空气质量在4个季节中除春、秋两季无显著差异外，其余季节间都存在显著差异。