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

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.

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.