第八届青年地学论坛

二次有机气溶胶（SOA）是城市大气颗粒物的重要组成部分。由于SOA的组分复杂多变且难以被常规手段测量，导致区域空气质量模式中关于SOA的模拟参数缺失且相关模拟方法过度简化，进而无法准确预测大气颗粒物的质量浓度和关键组分。本研究基于有机气溶胶多相分配反应模型（UNIfied Partitioning-Aerosol phase Reaction model, UNIPAR），结合区域空气质量模式CAMx（Comprehensive Air quality Model with extensions）对东亚区域和美国加州区域的SOA生成过程和浓度分布开展了模拟仿真和成因分析。UNIPAR模型通过成组集群的建模方法，实现了模拟城市大气环境中主要SOA前体物的产物生成、分配过程和无机/有机液相反应过程，其中SOA前体物主要包括10种芳香烃（包括苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯和丙苯）、直链烷烃（包括3类长链烷烃）、自然源异戊二烯、蒎烯和萜烯。对比地面监测站的观测数据发现，CAMx-UNIPAR能够有效模拟观测点所在的有机气溶胶的质量浓度变化。研究发现，环境湿度能够通过增加气溶胶中的无机水含量，显著增加气溶胶的液相分配质量和反应活性。同时，研究发现高湿环境和夜间自由基氧化反应对SOA的生成具有较高的贡献作用，其中蒎烯与臭氧或氮氧自由基的夜间反应对SOA的生成有较大的影响。区域VOC特征对SOA的生成过程有一定的影响，研究发现加州的冬季条件下SOA的生成较少受无机液相反应的影响，然而在东亚城市区域，SOA的生成则受到无机液相反应的促进作用。本研究将有助于进一步分析城市SOA的污染成因，为区域空气质量评价和污染预警提供科学支持。