中国近年来空气污染严重,尤其是臭氧污染问题日益突出,因此,探讨全球变暖下未来气候变化和污染源等综合作用如何影响中国臭氧污染,对中国未来污染控制具有重要意义。本研究主要利用Atmospheric Chemistry and Climate Model Intercompar...中国近年来空气污染严重,尤其是臭氧污染问题日益突出,因此,探讨全球变暖下未来气候变化和污染源等综合作用如何影响中国臭氧污染,对中国未来污染控制具有重要意义。本研究主要利用Atmospheric Chemistry and Climate Model Intercomparison Project(ACCMIP)中GFDL和UMCAM模式评估气候和污染源变化对中国华北地区未来臭氧的影响,其中2001—2010年代为历史时段(Hist),其臭氧模拟浓度代表基准情况下气候和污染源排放的影响,未来情景包括中等排放强度情景(RCP4.5)和高排放强度情景(RCP8.5)。相对于Hist,RCP 4.5和RCP 8.5情景,本世纪末(2100)的华北地区臭氧显著降低,其主要原因在于人为源挥发性有机物和氮氧化物的降低所致。同时,在RCP 4.5和RCP 8.5两个情景中,华北地区2100年代夏季臭氧浓度低于春季,这意味着夏季浓度降低幅度更大,这主要在于臭氧前体物的减少对于光化学活跃在夏季的影响大于其它季节。如果保持污染源不变,仅考虑气候变化的影响,本研究通过对臭氧超标天数、频率和污染事件持续时间的分析,发现气候变化可进一步加剧华北地区未来臭氧超标天数,并且这种影响具有明显的空间差异性。对于ACCMIP全球模式空间分辨率不足问题,在未来的研究中,应结合区域模式来解析气候变化对臭氧影响的空间特征方面来加强研究。展开更多
基于SO_(2)和PM_(2.5)的小时观测数据,本研究发现青岛市2014—2018年采暖期间SO2和PM_(2.5)平均浓度呈现下降的趋势,但是高浓度PM_(2.5)在不同年份偏移明显,尤其是2015年高浓度PM_(2.5)显著高于其它年份。为阐明这一时期高浓度PM_(2.5)...基于SO_(2)和PM_(2.5)的小时观测数据,本研究发现青岛市2014—2018年采暖期间SO2和PM_(2.5)平均浓度呈现下降的趋势,但是高浓度PM_(2.5)在不同年份偏移明显,尤其是2015年高浓度PM_(2.5)显著高于其它年份。为阐明这一时期高浓度PM_(2.5)的物理化学过程,利用区域气象化学模式Weather Research and Forecasting-Community Multiscale Air Quality Model(WRF-CMAQ)对2015年12月~2016年1月的PM_(2.5)累积和清除的物理化学过程分析,发现浓度累积主要受源排放、气溶胶过程和垂直对流过程影响,清除的主要控制过程为垂向扩散和水平对流。同时,对2015年12月29~31日和2016年1月15~17日两次高浓度PM2.5污染事件的分析发现,PM_(2.5)的主要成分为二次无机离子(SNA)和有机气溶胶(OA),其中SNA占比44%,OA占近30%。SNA主要由气溶胶反应过程、垂直和水平对流过程控制,OA主要受垂直和水平对流过程影响。本研究揭示的影响PM2.5组分的不同物理化学过程,一方面利于污染减排政策更有针对性的制定;另一方面从模式开发的角度,改进PM_(2.5)高比例组分,如SNA和OA的模拟能力,对于PM_(2.5)生消的机制解析具有重要意义。展开更多
文摘基于SO_(2)和PM_(2.5)的小时观测数据,本研究发现青岛市2014—2018年采暖期间SO2和PM_(2.5)平均浓度呈现下降的趋势,但是高浓度PM_(2.5)在不同年份偏移明显,尤其是2015年高浓度PM_(2.5)显著高于其它年份。为阐明这一时期高浓度PM_(2.5)的物理化学过程,利用区域气象化学模式Weather Research and Forecasting-Community Multiscale Air Quality Model(WRF-CMAQ)对2015年12月~2016年1月的PM_(2.5)累积和清除的物理化学过程分析,发现浓度累积主要受源排放、气溶胶过程和垂直对流过程影响,清除的主要控制过程为垂向扩散和水平对流。同时,对2015年12月29~31日和2016年1月15~17日两次高浓度PM2.5污染事件的分析发现,PM_(2.5)的主要成分为二次无机离子(SNA)和有机气溶胶(OA),其中SNA占比44%,OA占近30%。SNA主要由气溶胶反应过程、垂直和水平对流过程控制,OA主要受垂直和水平对流过程影响。本研究揭示的影响PM2.5组分的不同物理化学过程,一方面利于污染减排政策更有针对性的制定;另一方面从模式开发的角度,改进PM_(2.5)高比例组分,如SNA和OA的模拟能力,对于PM_(2.5)生消的机制解析具有重要意义。
文摘鉴于新粒子生成(New particle formation,NPF)对气候的重要效应,过去很多研究重点关注持续增长型NPF事件;但新粒子生长过程中时常也伴随着非持续型生长,如生长粒径先增长后下降的收缩型以及粒径明显不增长的团块型NPF事件,对于这类NPF事件的生长机制尚不清楚。基于此,本研究于2019年夏季在中国科学院北京森林生态系统定位研究站(39.96°N,115.43°E,1170 m a.s.l.,以下简称北京山地森林站)进行了NPF事件的野外观测,发现了4次持续生长型NPF事件和3次非持续生长型NPF事件。本文借助WRF-Chem模式进一步探究非持续生长型NPF事件的生长机制,发现其主要成因有三个:首先,北京山地森林站与成核相关的气态前体物充足,但颗粒物中SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)、NH_(4)^(+)等无机盐浓度较低,削弱了新粒子的后续增长能力;其次,后向轨迹显示非持续生长型NPF事件的气团来源于清洁的北方地区;最后,通过过程分析发现水平和垂向输送是非持续生长型NPF事件的重要物理过程。本研究对非持续增长新粒子传输来源和生长机制的解释,对于完善新粒子增长的物理化学机制的理解具有重要意义。
