The relationship between meteorological parameters and particulate matter concentration

Abstract

The objectives of this research were to study the meteorological parameters obtained from the Meteorological Department and Pollution Control Department and the relationship between the meteorological parameters and the concentration of PM2.5, PMcoarse and PM10.To meet the first objective the meteorological data from Queen Sirikit National Convention Center station and Din Daeng station were used. The second objective, the particulate matter concentration and meteorological parameter comparison, was completed by observing the Pollution Control Department at Din Daeng station. The data measured between January 2001 and December 2004 was used. Pearson's correlation was applied to analyze the degree of relationship of the data between two agencies. Stepwise Multiple Regression Analysis and Multiple Classification Analysis were used to make analyses of the relationship between particulate matter concentration and meteorological parameters. The results showed that the meteorological parameters which may be applied over a large area in Bangkok are, relative humidity (r = 0.74) and solar radiation (r = 0.84) with a 1% level of significance, whilst the factors of pressure (r=0.056), wind speed (r=0.069), wind direction (r=0.365) and temperature (r=0.551) with a 1% level of significance could be obtained from the observation site. The relationship between meteorological parameters and particulate matter concentration showed that the relative humidity, solar radiation and wind direction are affected for PM10 and PM25 at a 5 % and a 1% level of significance respectively, but the relative humidity and wind direction are affected for PMcoarse at a 5% level of significance. This study indicates that relative humidity is a significant factor to the level of PM10, PMcoarse and PM25 in the ambient air of Bangkok. Hence, the application of this factor along with other meteorological factors may improve the performance of the prediction of particle level in Bangkok.

งานวิจัยนี มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยทางอุตุนิยมวิทยาที่ได้จากการตรวจวัดของกรมอุตุนิยมวิทยาและกรมควบคุมมลพิษ และเพื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยทางอุตุนิยมวิทยาและปริมาณฝุ่นละอองขนาดเล็กในอากาศ โดยวัตถุประสงค์ข้อแรกใช้ข้อมูลทางอุตุนิยมวิทยาที่ได้จากการตรวจวัดของกรมอุตุนิยมวิทยา ณ สถานีศูนย์ประชุมแห่งชาติสิริกิต์ และกรมควบคุมมลพิษ ณ สถานีดินแดง ส่วนวัตถุประสงค์ข้อที่2 นั้น ใช้ข้อมูลอุตุนิยมวิทยาและข้อมูลฝุ่นละอองขนาดเล็กที่ได้จากการตรวจวัดของกรมควบคุมมลพิษ ณ สถานีดินแดง ข้อมูลที่ใช้ ในการศึกษาครั้งนี้ศึกษาข้อมูลตั้งแต่เดือนมกราคม 2544 ถึง เดือนธันวาคม 2547 การวิเคราะห์ข้อมูลทางสถิตินั้นใช้สหสัมพันธ์เพียร์สันเพื่อวิเคราะห์ระดับความสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยทางอุตุนิยมวิทยาที่ได้จากการตรวจวัดของทั้งสองสถานี ส่วนการวิเคราะห์การถดถอยแบบขั้นตอนและการวิเคราะห์การถดถอยแบบพหุคูณนั้นใช้วิเคราะห์หาความสัมพันธ์ ระหว่างปัจจัยทางอุตุนิยมวิทยาและปริมาณฝุ่นละอองขนาดเล็กในอากาศ ผลการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยทางอุตุนิยมวิทยาที่ได้จากการตรวจวัดของทั้งสองสถานี พบว่า มีปัจจัยทางอุตุนิยมวิทยาซึ่งสามารถนำมาประยุกต์ใช้กับพื้นที่ขนาดใหญ่ในเขตกรุงเทพมหานครได้ ได้แก่ ความชื้นสัมพัทธ์ (r =0.74) และ การแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ (r = 0.84) ส่วนปัจจัยทางอุตุนิยมวิทยาปัจจัยอื่นๆ นั้น ควรใช้ข้อมูลจากจุดที่ตรวจวัด ได้แก่ ความกดอากาศ (r = 0.056), ความเร็วลม (r = 0.069), ทิศทางลม (r = 0.365) และอุณหภูมิ (r = 0.551) ที่ระดับนัยสำคัญทางสถิติ 0.01 การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยทางอุตุนิยมวิทยาและปริมาณฝุ่นละอองขนาดเล็กในอากาศ พบว่า ปัจจัย ทางอุตุนิยมวิทยาที่มีผลต่อทั้ง PM และ PM2 ได้แก่ ความชื้นสัมพัทธ์, การแผ่รังสีดวงอาทิตย์และทิศทางลม ที่ระดับนัยสำคัญ 0.05 และ 0.01 ตามลำดับ แต่ความชื้นสัมพัทธ์ และทิศทางลม มีผลต่อ PMcoarse ที่ระดับนัยสำคัญ 0.05 การศึกษาครั้งนี้ ชี้ให้เห็นว่า ความชื้นสัมพัทธ์มีความสำคัญต่อระดับของฝุ่นละอองขนาด PM10, PM mase, และ PM2, ในอากาศในพื้นที่กรุงเทพมหานคร ดังนั้นการนำเอาปัจจัยนี้เข้าไปใช้ในการทำนายร่วมกับปัจจัยอื่น ๆ จึงน่าจะเป็นการช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำนายระดับความเข้มข้นของฝุ่นละอองในเขตกรุงเทพมหานคร