空气中的污染物具有随时间、空间变化大的特点。空气污染物的时空分布及其浓度与污染物排放源的分布、排放量及地形、地貌、气象等条件密切相关。气象条件，如风向、风速、大气湍流、大气稳定度总在不停地改变，污染物的稀释与扩散情况也不断地变化。同一污染源对同一地点在不同时间所造成的地面空气污染浓度往往相差数倍至数十倍；同一时间不同地点也相差甚大。一次污染物和二次污染物浓度在一天之内也不断地变化。一次污染物因受逆温层及气温、气压等限制，清晨和黄昏浓度较高，中午较低；二次污染物如光化学烟雾，因在阳光照射下才能形成，故中午浓度较高，清晨和夜晚浓度低。风速大，大气不稳定，则污染物稀释扩散速度快，浓度变化也快；反之，稀释扩散慢，浓度变化也慢。
              污染源的类型、排放规律及污染物的性质不同，其时空分布特点也不同。例如，我国北方城市空气中SO2浓度的变化规律是：在一年内，采暖期SO₂浓度比其他月份高；在一天之内，6：00～8：00和18：OO～21：00为供热高峰时间，SO₂浓度比其他时间高。点污染源或线污染源排放的污染物浓度变化较快，涉及范围较小；大量地面小污染源(如工业区炉窑、分散供热锅炉等)构成的面污染源排放的污染浓度分布比较均匀，并随气象条件变化有较强的变化规律。就污染物的性质而言，质量轻的分子态或气溶胶态污染物高度分散在空气中，易扩散和稀释，随时空变化快；质量较重的尘、汞蒸气等，扩散能力差，影响范围较小。
              为反映污染物浓度随时间变化，在空气污染监测中提出时间分辨率的概念，要求在规定的时问内反映出污染物浓度变化。例如，了解污染物对人体的急性危害，要求分辨率为3 min；了解化学烟雾对呼吸道的刺激反应，要求分辨率为10 min。在《环境空气质量标准》中，要求测定污染物的瞬时最大浓度及日平均、月平均、季平均、年平均浓度，也是为了反映污染物随时间变化情况。

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