《表4 不同相对湿度段天津能见度 (y) 与PM2.5质量浓度 (x) 的定量关系式》

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《天津地区霾天气特征研究》

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大气低能见度的形成原因复杂，且存在明显的地域性和季节性，其对应的天气现象有雾、霾、沙尘和降水等.霾天气能见度与气溶胶、相对湿度密切相关，其贡献达到大气消光的85%以上，气溶胶质量浓度、粒径谱分布、化学组分、吸湿特性和黑碳及其混合状态等性质均对其产生影响，在PM2.5中硫酸盐、硝酸盐和含碳气溶胶是引起能加度降低的主要成分.如果固定相对湿度，清晰显示PM2.5质量浓度与能见度呈现幂指数关系（表4），参考马楠等[33]和蔡子颖等[32]在天津武清和城区的工作，基于2014～2016年PM2.5质量、相对湿度和能见度建立拟合式，共计25828h，以2017年数据作为检验.拟合式1，其中σ为大气消光系数，可通过3912/σ计算大气能见度（最高为30km，超过30km取30km），a值为7.63，b值为0.9，c值为0.479，相比使用2012年城区观测拟合的数据，本研究拟合数据采用天津全市样本，且2014年后环保部门使用RP1405F测量PM2.5质量，相比原有的气象部门RP1400，其挥发性有机物的补偿使得监测PM2.5质量浓度略高于以前观测.基于此a、b和c略有调整（原拟合式[21]中a为6.72，b为0.89，c为0.838）.基于2017年全年样本进行检验，模拟能见度和实况能见度相关系数0.94（图4），相对误差18.6%，比使用原有公式模拟2017年能见度略有改进（相关系数0.93，相对误差22%）.在不考虑PM2.5质量和相对湿度预报误差的情况下，使用式1计算霾等级（2014～2017年），霾日辨识准确率为85%，霾日辨识准确为95.6%，样本500d；轻微霾辨识准确率为83%，样本338；轻度霾辨识准确率为78%，样本55d；中度霾辨识准确率93%，样本72d；重度及以上霾辨识准确率为94%，样本34d.假定误差一个等级辨识记为正确，则各等级平均辨识准确率为99.5%.由此表明该式对霾等级辨识具有较高的准确性.同时也说明在确定PM2.5质量浓度和相对湿度的基础上，依据式（1）计算能见度日值虽然有接近20%的误差，但对于判断霾等级，有较强的适用性.尤其在中度及以上霾天气，其等级辨识准确率可达到93%以上.