第二届未来大气科学论坛

大气非甲烷挥发性有机物（NMVOCs）的光化学氧化会协同生成O₃和SOA。然而，现有空气质量模型通常将两者的机制孤立处理，难以准确捕捉真实大气中气-粒两相的耦合反馈。针对此局限，本研究以关键前体物芳香烃（苯、甲苯和间二甲苯）为例，开发了一种半显式、且碳/氧/氮质量守恒的光化学机制，从分子层面打通了 O₃ 与 SOA 生成的内在联系。该工作以主化学机制（MCM）为基础，深度整合了最新的烟雾箱实验与理论约束。新机制重点重构了四个关键反应环节：更新了初始 OH 氧化的分支比（显著提升了双环过氧自由基 BPRs 和酚类途径的占比）；引入了多代反应与高氧有机分子（HOMs）的自氧化途径；完善了 RO₂ 的双分子反应；并基于物种挥发性和碳键特征实施了科学的集总降维以兼顾计算效率。 使用F0AM-WAM箱式模型模拟表明，新机制成功再现了不同 NOx 条件下 O₃ 与 SOA 产率的动力学变化；使用GEOS-Chem传输模式模拟表明，新机制可以脱离VBS框架，完整描述SOA的生成等过程。相比传统机制，该模型不仅有效平衡了自由基（RO₂/HO₂）收支与碳质量守恒，还精准捕捉了颗粒态产物的氧化态演变（如 O:C 比）及挥发性分布特征。