第七届青年地学论坛

自我国实施《大气污染防治行动计划》以来，大气细颗粒物浓度大幅下降，而臭氧污染呈现逐步加剧的趋势，特别是在我国华北地区，考虑到高浓度臭氧对人体健康的危害性，厘清其成因可为控制臭氧污染提供有效建议。过去众多研究表明臭氧污染是排放源和气象条件综合作用下的结果，因此解析臭氧污染成因具有一定的复杂性。常用的方法之一是通过空气质量模式（WRF/CMAQ）中的过程分析工具定量物理及化学过程对臭氧的影响。传统的过程分析方法中只关注地表或者某一垂直高度上不同过程对臭氧的影响，本研究考虑了边界层内物理/化学过程对地表臭氧的影响，发现在高温热浪影响下的臭氧重污染期间，边界层内的光化学过程几乎是促进高浓度段臭氧累积的唯一控制过程，研究进一步构建了华北地区臭氧日最大八小时平均值（MDA8）、日间地表臭氧小时变化率以及边界层内光化学反应贡献的高度线性相关关系，揭示边界层内光化学反应可解释近地面臭氧小时变化的91%。基于此，考虑到光化学反应的重要性，针对人为源，本研究初步探索短期内控制臭氧浓度路径——“动态减排政策”，即连续多日提前控制日间人为源排放，通过降低臭氧的“累积效应”对臭氧实现短期削峰。除了人为源，天然源与人为源之间存在的协同作用对臭氧浓度的影响在之前的研究中却被忽略，因此本研究通过设计敏感性测试，以华北地区为例：从100%-0%，以10%为间隔等比例降低华北地区人为源NOx以及VOCs排放，解析臭氧浓度在有/无天然源排放的变化特征。在华北地区城区（以北京为例），发现减排背景下，无论有/无天然源，臭氧浓度变化符合EKMA曲线特征，而当人为源不断减少时，天然源对臭氧生成的促进作用会进一步增强。因此，考虑到减排成效和经济效益，通过结合气象预报，提前一到两天减少人为源排放短期内可使得臭氧峰值有效降低，而从长远来看，天然源从一定程度上却会削弱减排人为源的有效性。
 

过程分析，光化学反应，人为源，天然源