Оценка влияния осадков на качество воздуха ранговым методом

Экологическое состояние окружающей среды занимает важное место среди основных проблем современного общества. Большой вклад в загрязнение атмосферы вносит автомобильный транспорт [1-3]. В связи с тем, что роль автомобильного сообщения в стране и уровень автомобилизации увеличивается с каждым годом, экологическая проблема будет усугубляться при условии отсутствия мероприятий по нормализации состояния атмосферы.

Оптимальные мероприятия по повышению качества воздуха должны соответствовать двум критериям: достаточно высокий уровень результативности при минимальных затратах. Однако для разработки таких мероприятий необходимо знание всех факторов, влияющих на экологическую обстановку и величины их воздействия. Одним из таких факторов является погодная составляющая.

Целью работы стала оценка влияния осадков на состояние атмосферного воздуха. Анализ проведен на примере летнего периода (июль месяц) в городе Барнауле.

Начальными данными выступили ежесуточная информация Алтайского ЦГМС об уровне загрязнения воздуха. Классифицируют 4 уровня: низкий, повышенный, высокий и очень высокий, которые определяются с помощью расчетов ИЗА (комплексный индекс загрязнения атмосферы), СИ (стандартный индекс, наибольшая измеренная разовая концентрация примеси, деленная на ПДК) и НП (наибольшая повторяемость (в процентах) превышения максимально разовой ПДК по данным наблюдений за одной примесью на всех постах территории за месяц или за год) [4]. Также ежесуточно получены данные об осадках, зарегистрированных на метеостанции г.Барнаула.

Для выбора метода оценки взаимосвязи выбранных параметров проанализированы типы переменных: уровень загрязненности в отличие от количества осадков является качественной порядковой переменной и не может быть проанализирован с помощью метрической шкалы. Поэтому использование классического коэффициента корреляции Пирсона невозможно. В данном случае наиболее подходящим решением является использование коэффициента корреляции Спирмена, хоть и мощность его несколько уступает мощности параметрического коэффициента корреляции.

Для расчета коэффициента ряды зависимой (уровень загрязнения) и независимой (количество осадков) проранжированы. Для равенства количества рангов ряд количества осадков предварительно разбит на интервалы. В связи с большим количеством повторяющихся рангов при расчетах сделаны поправки (Tx и Ty, где x и y – ряды зависимой и независимой переменных). Далее рассчитан коэффициент корреляции

Спирмена R s по формуле (1):

д = 1--—^2,

^S        n(n²-1MT x +T y )

где di – разность между рангами, n – выборка.