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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着经济快速发展，我国工业化、城镇化进程加快，大气污染成为难以避免的严重问题。近年来，我国空气质量改善缓慢，大气污染物的排放总量长年居高。按污染物分类来看，四类主要污染物年均浓度基本呈现逐年下降趋势，达标城市比例有所提高，二氧化硫和氮氧化物2015年全国平均年均浓度已达到一级空气质量标准。但是目前的大气污染程度仍然与理想的空气环境有一定距离，尤其是PM2.5、PM10等颗粒物浓度超标严重。空气污染的危害主要有：（一）大气污染对人体健康的危害。受污染的大气进入人体，主要表现为化学性物质、放射性物质和生物性物质等三类物质对人体健康的危害。可导致呼吸、心血管、神经等系统疾病或其他疾病。(1)燃烧煤和石油排入大气的有害化学物质最多。最常见的有总悬浮微粒，包括降尘和石棉、金属粉尘。有害气体包括二氧化硫、碳氧化物、氨氧化物和碳氢化物。还有大气二次污染物光化学氧化剂和硫酸雾等。大气中有害化学物质直接刺激上呼吸道，引起支气管炎和肺气肿等疾病。(2)大气中无刺激性的有害气体，例如一氧化碳，由于不能为人体感官所觉察，危害性更大。大气中的有害有机物，如多环芳香烃可检出30多种，其中苯并(a)芘的存在，致癌性很强，还含有潜在危害的化学物质，如镉、铍、锑、铅等无机化合物对机体的健康危害易形成慢性中毒。有些有害化学物质对眼睛、皮肤有刺激作用。(3)大气被放射性物质所污染，人体照射后，往往引起慢性疾病。(4)大气污染中的飘尘对人体呼吸道危害甚大。(5)生物性物质污染对人体健康影响。生物性污染是一种空气变应原，主要由花粉产生，可诱发鼻炎和气喘等病变，大气污染形成的酸雨，使欧洲大片森林枯死，使全世界生态环境遭受破坏。(二)大气污染对植物的影响。大气污染物浓度过植物的耐受限度，会使细胞和组织器官受损，生理功能受阻，产量下降，产品变坏，导致植物个体死亡。大气污染对植物的影响可分为群落、个体、器官组织、细胞和细胞器、酶系统等五个方面。(三)大气污染对动物的危害。动物往往由于食用饮用积累了大气污染物的植物和水而受到不同程度的危害，或吸入有害物质严重污染了的空气而中毒死亡。(四)大气污染对材料的损害。大气污染是城市地区经济损失的一大原因。这种损害表现为腐蚀金属和建筑材料，损坏橡胶制品和艺术造型，使有色材料褪色等。大气污染物对材料损害的机制是：磨损、直接的化学冲击(比如酸雾对材料的腐蚀)、电化学侵蚀等。影响因素则有湿度、温度、阳光、风等起着作用。(五)大气污染对全球气候的影响。大量的污染物排放于大气，干扰着人类赖以生存的太阳和地球之间的热平衡。据推测地球的能量平衡稍有干扰，全球平均温度可能改变2度。若低2度，则变成另一个冰河时期，若平均气温升高2度，则变成无冰时代，将会给全球带来灾难。(1)二氧化碳的温室效应。大气中的二氧化碳可使大量的太阳辐射能通过大气层辐射到地球表面，吸收从地球表面辐射出的红外线。吸热后的二氧化碳，再将吸收的辐射能逆辐射到地球表面，形成多次辐射，使近地层大气增温。大气中的二氧化碳好像是一个屏敝，如同农业所建的温室一样。所以把大气中的二氧化碳所产生的效应叫做二氧化碳的温室效应。由于温室效应，有人估算如大气中二氧化碳浓度为420ppm时，地球上所有的冰雪将融化，反之，若二氧化碳浓度减小为150ppm时，温室效应减弱了，地球就可能完全被冰雪所覆盖。据专家推测，由于能源大量消耗，二氧化碳每年以0.7ppm的速度增加，到21世纪中叶地球冰雪要融化一大半，导致海洋水位上升，淹没沿海城市，破坏人类的自然环境和生态系统。(2)大气中微粒对气候的影响目前，地层大气中的微粒主要是由自然界火山爆发及海水吹向大气中的盐所形成的盐类微粒和尘埃，人为污染源释放于大气的微粒只占20%左右。大气中的微粒作为凝结核促使水蒸汽凝结形成雾，空气变为混浊，使云量和降水增加，使雾的出观频率增加，降低能见度。(六)大气污染危害农业。大气污染对农作物的危害分三种类型：急性危害，在污染物高浓度时，农作物短时间内造成危害，叶面枯萎脱落，直至死亡，造成农作物减产。慢性危害，在污染物低浓度时，因长时间作用所造成的危害，使农作物叶绿素褪色，影响生长发育。不可见危害，指污染物质对农作物造成生理上的障碍，抑制生育发展，造成产量下降。综上所述，解决空气污染问题不仅能够提高人们的生活质量，还能缓解由于人类活动对自然和动植物造成的危害。

国内外研究现状

雾霾对自然环境和人类的生产生活都有严重的危害，随着经济的发展，人类不断地向大气中排放污染物、粉尘，但是人们也在一直研究影响雾霾的因素，希望通过科学的手段治理大气污染。污染相对严重的地区主要是京津冀城市群、长江经济带等，特别是我国的首都经济圈--京津冀地区在国家重大策略的带领下经济快速发展，同时长期受到严重的空气污染的影响，为了研究该地区大气严重污染的原因，王惠文等[1]采用2014年中国30个地区的PM2.5年均浓度、大气污染排放以及相关污染产能等数据，运用描述性统计和主成分分析方法，分析京津冀地区污染产能与污染排放之间的相关关系。刘海猛等[2]则是从地理学角度出发，针对京津冀地区202个区县的PM2.5观测数据，对大气污染和自然与社会经济因素运用空间自相关分析和空间杜宾模型，得到了各个影响因素对本地大气污染的直接效应贡献强度。此外覆盖11个省市的长江经济带中下游城市群雾霾污染也较为严峻，因此任毅等[3]基于STIRPAT模型，采用空间计量方法，得到长江经济带雾霾污染存在显著的空间正相关性，人口密度、经济发展水平、产业结构、对外开放程度与长江经济带雾霾污染也有显著的正相关性，能源强度、环境保护力度对雾霾污染的影响不显著。对于一个地区，有很多影响雾霾的因素值得我们去研究，现今研究经济因素、产业结构的居多，但是研究气象要素和人口对雾霾的影响也很有价值。赵伟等[4] 通过拟合线性回归方程的斜率来判定香港地区臭氧浓度的变化趋势和增长速率，接着利用Spearman秩相关系数来探讨气象要素和香港地区臭氧浓度的关系，发现当出现晴天少雨、太阳辐射增强、边界层高度增加、相对湿度降低、风速变小以及气温升高等气象特征时，香港地区的臭氧污染会超标。而张云辉等[5]通过改进STIRPAT模型建立评估环境压力的指标，借助拟合的回归模型中对影响因素的显著性检验，发现人口数量、劳动人口比重及城市人口比重均与雾霾污染整体呈负相关关系，家庭的小型化趋势及人口密度的增大会加重雾霾污染，人口素质提高则有利于雾霾污染治理。虽然人口会影响污染的整体情况，但是当将北京的人口分布数据整合到空间统计分析中时，Feng X[6]表明pm2.5的浓度与人口没有关系甚至负相关，这是因为北京的家庭供暖污染物主要来自没有集中供暖系统的郊区。越来越多的专家学者从政府责任、公民意识，技术创新和循环经济等角度研究了空气污染治理问题，这些研究成果为加快生态文明建设进程提供了理论依

2. 研究的基本内容

随着生产力的发展和人民生活水平的提高，人们的生活质量和环境质量也在一定程度上下降，室外空气污染已经出现在世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，因此研究造成空气污染的具体因素并提出治理措施迫在眉睫。本文从国内外相关文献、地区统计年鉴、国家和地方政策的基础出发，认真解析前人的研究成果，从东西部地区的具体情况出发，建立了雾霾影响因素分析模型。本文主要讨论了（1）在搜集了1954年到2017年东西部地区各个观测站的雾霾及气象要素数据后，清洗数据并用描述性统计的方法描述数据，通过东西部地区的数据作对比，分析造成两者差异的原因（2）搜集可能会影响城市空气质量的因素数据，比如经济，社会，自然环境及其各自的具体因素，判断是否为高维数据，如果是则利用MV和DC降维方法，否则对相关因素的重要性进行排序，找到影响空气质量的显著因子。（3）对东西部地区雾霾频率及其影响因素建立多项式回归模型并检验模型效果。（4）建立观测站网络模型找到影响力最大的观测站点，对观测站点能否观测到雾霾建立逻辑回归模型，并用优势分析法对变量的相对重要性进行排序。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：第一部分：绪论，首先对选题的研究背景与现实意义进行了展开说明，然后综述了国内外雾霾的研究进展与现状，最后提出本文的写作框架与主要创新点。

第二部分：主要对数据进行预处理，用描述性统计方法展示数据分布，分析雾霾出现频率和气象要素的关系，找到东西部地区之间雾霾的差异及其原因。

第三部分：建立观测站网络模型得到影响力最大的观测站点，运用lasso方法筛选出影响观测站点能否观测到雾霾的重要变量，并建立逻辑回归模型，最后对显著重要的变量运用优势分析法进行相对重要性的排序。

4. 参考文献

[1]王惠文,顾杰,黄文阳,孟子涵.京津冀地区大气严重污染的主要影响因素分析[j].数学的实践与认识,2017,47(20):84-89.

[2]刘海猛,方创琳,黄解军,朱向东,周艺,王振波,张蔷.京津冀城市群大气污染的时空特征与影响因素解析[j].地理学报,2018,73(01):177-191.

[3]任毅,郭丰.长江经济带雾霾污染空间效应与影响因素分析[j].经济与管理,2019,33(01):43-50.