本文的主要目的是研究泉州近8年来天气特征以及气候特征，研究二者之间的相关关系，并且对未来的天气和气候情况做预测分析，主要使用的数据如下：
1、采集2013年12月2日至2018年9月16日的泉州空气质量数据，含18个字段；
2、采集2011年1月1日至2018年9月16日泉州天气情况数据，包含22个字段。
一、泉州空气质量分析
1、泉州空气质量分析
首先来看看大家最为关心的泉州的空气质量情况，这主要通过AQI指数来反应，根据国家标准，AQI的指数的取值范围为0~500，其中0～50、51～100、101～200、201～300和大于300，分别对应国家空气质量标准中日均值的I级、II级、III级、IV级和V级标准的污染物浓度限定数值。
根据对采集得到的样本数据做统计分析，可以得到下表：从下表可以看出在过去的1570天中，空气质量为为II级和I级的占据全部的96.4%，总体来说泉州的空气质量还是非常不错的。
虽然泉州总体质量占优，但是对人体不良影响的总共有64天，占样本总数的3.6%，下图是对有害天气分布年份和季节分析，可以看到有害天数分布比较散，最多的是在2017年的20天，其次是2018年的18天；从季节来看，主要是春季和冬季所占天数比较多，这些基本符合高中学的地理基础知识了。
2、泉州空气主要污染物情况分析
根据国家空气质量标准，影响空气质量的污染物主要为：细颗粒物（PM2.5）、可吸入颗粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO），这也是空气质量指数（AQI）的重要指标。
下面是对泉州地区主要空气污染物做初步分析：
从上图可以看出，泉州空气中的6种污染物总体在比较低的水平，其中臭氧（O3）的值明显值要明显高于其余四类，通过对空气质量指数（AQI）的计算公式分析发现，当空气质量较好时主要污染物多为NO2，然而当空气污染情况较为严重时主要污染物多为O3，其次为PM2.5。由此可见相比于群众更为关注的PM2.5，泉州主要面临的空气污染问题更多是来自O3的污染，因此有必要重视O3污染的治理。
从下方的矩阵散点图可见，与AQI指数相关关系最为显著的污染物质是PM2.5和PM10。由于PM10中已包含PM2.5所以两者也呈现高度相关，O3与其他污染物之间基本上不存在显著的相关关系。
从总体来看，泉州的空气质量还是优等的，高质量空气占据96.4%的总天数。虽然有空气质量差的，但是基本处在非常分散的年份和月份。其次，泉州空气的污染源主要是PM2.5和O3，需要在适当的月份注意防止这些污染源产生的危害。
二、泉州气候情况分析
下图是泉州2011年-2018年月平均气温走势图，从下图可以看出每年的气温从1-9月呈上升走势，9-12月呈现下降趋势，每年的7月份都是所属年份温度最高的月份，每年的1月份是所属年份温度最低的月份。
近8年来，泉州的最高气温是37°，出现在2018年7月29-31日以及2018年7月12日；近8年来，泉州的最低气温是零下3°，出现在2016年1月24日。
下图是2011-2018年泉州天气情况，在过去的2815天中，多云天气出现了1244天，其次是阴天总共525天。
下图是2011-2018年每月天气情况分析，横轴为月份，纵轴为天数。通过下图可以看出，每年的6月-12月多云的天数是最多的，其次是雨天，晴天反而是最少的，这主要是台风影响的。每年的5-6月是泉州的雨季，这段时间雨天是最多的。
总体来看，泉州最好的天气实在10-12月份之间，这期间总体温度是在15-20°之间，非常适合出行、旅游，同时，这期间雨天少，晴天适中，最多的是多云和阴天天气。
三、空气质量和气候、气温的关系分析
1、雨天和空气质量的关系分析
上面两张图分别是空气质量等级和是否雨天的关系图，以及AQI指数关于日平均气温以及是否雨天的关系散点图，结合天气状况来看，下雨天的AQI指数有的更多比例集中在100以下，相比没有下雨的时候总体水平明显更低，从空气质量等级的分组统计来看也可以看出下雨天的空气污染程度更低。可见数据也支持了群众对空气质量常见的一种主观感受：下雨往往对空气质量有改善的作用。
每一种污染物质的浓度在下雨天都将有所降低，其中O3，PM2.5，PM10与SO2的降低更为显著。
2、气温和污染物的关系分析
相比之下，温度的高低对空气质量的好坏并没有显著影响。散点图显示AQI指数关于平均温度的点是分散的，趋势线也没有明显的增长或降低趋势。虽然在高温情况下出现了少量AQI值较高的点，但是根据箱线图显示下雨天也更多集中在高温时间，而下雨又有改善空气质量的作用。再加上绝大多数的点仍集中在AQI值小于100的范围内，所以认为温度的高低对空气质量的好坏没有显著影响。
下图是各个污染物质关于日平均气温的分布图，可以看出，虽然气温对整体空气质量的影响较小，但细化到各类污染物质时，我们发现O3浓度在高温天气下会上升到较高水平，尤其是在温度达到30℃以上的时候。而其他五种污染物质浓度不太受气温高低的影响。因此在高温天气下应特别注意高浓度的臭氧污染问题。
通过上面的分析，可以看到泉州的空气之类相对来说是优秀的，而且略有雨天、晴天适中，相对来说是非常宜居的。但是在高温天气要预防O3的危害，雨后天气和清晨是泉州空气质量最好的时候。从气温角度来说，今年上半年的温度高于前面几年，但是到下半年开始，泉州的气温要比往常低，因此，在今年12月到明年1-2月，更要注意防寒。
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