检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：符瑜中国科学院研究生院

学位级别：博士

挥发性有机化合物(VOCs)在对流层大气化学中起着重要的作用,并对全球气候变化和大气环境有不可忽略的影响。植被排放的挥发性有机化合物(BVOCs),尤其是异戊二烯和单萜烯,不仅是对流层臭氧(O3)形成的重要的前体物,而且对二次有机气溶胶(S... 详细信息

挥发性有机化合物(VOCs)在对流层大气化学中起着重要的作用,并对全球气候变化和大气环境有不可忽略的影响。植被排放的挥发性有机化合物(BVOCs),尤其是异戊二烯和单萜烯,不仅是对流层臭氧(O3)形成的重要的前体物,而且对二次有机气溶胶(SOA)的形成具有巨大的贡献。而无论是O3还是SOA均是大气中的重要二次污染物,影响着地气系统的辐射收支,进而影响气候变化。中国幅员辽阔,植物种类繁多,是世界上植物资源最丰富的国家之一。因此,中国植被VOCs排放及其对大气二次污染物的影响研究对深入理解植被与大气之间的相互作用及中国地区空气质量和气候变化具有重要的意义。本文应用NASA/geos同化气象场资料geos-4驱动全球三维大气化学传输模式geos-chem和耦合在其中的BVOCs排放估算模块MEGAN,使用固定的人为活动排放资料,研究2001-2006年中国地区植被VOCs排放的年际变化及其对大气中臭氧和二次有机气溶胶浓度年际变化的影响。\n 为了更客观的描述中国植被的分布状况和准确模拟中国地区BVOCs排放状况,本文基于由卫星获得的MODIS土地覆盖产品和叶面积指数,根据中国气候分区条件和植被实际分布状况,更新考虑21种植被功能类型(PFTs)及模式中有关植被参数,使模式能够考虑植被年际变化对BVOCs排放的影响。研究结果表明,2001-2006年中国地区年平均BVOCs排放量约为13.4.8 Tg Cyr-1,其中异戊二烯、单萜烯和其它VOCs分别占其中的71.2%,21.0%和7.8%。模拟得到的中国BVOCs排放量具有明显的年际变化。1月和7月异戊二烯排放量的年际问相对平均变率在区域上变化分别为21-42%和15-28%;1月和7月植被排放单萜烯的量在此期间相对平均变率也分别为14-32%和10-21%。从总体上看,异戊二烯排放的年际变化幅度要大于单萜烯排放变化。通过分别固定植被参数或气象参数一系列敏感性试验可知,异戊二烯排放量的年际变化受气象参数年际变化的影响较大,而单萜烯排放量的年际变化则对植被分布面积及叶面积指数的年际变化更为敏感。\n 在固定人为排放的前提下,定量研究模式模拟的中国地区近地面O3和SOA浓度的年际变化特征及其主要驱动因素。在气象与植被参数年际变化的综合作用下,1月近地面O3浓度年际间的平均偏差大致为0.8-3 ppbv,而7月份时近地面O3浓度年际间平均偏差更为明显可达3-5 ppbv。敏感性试验结果表明,气象参数的年际变化是影响O3浓度年际变化的最主要的驱动因素。中国近地面SOA浓度具有明显的年际变化特征。1月份近地面SOA浓度在大部分地区年际间平均偏差较小,仅在西南地区有比较明显的年际变化(5-15%)。7月中国东部地区近地面SOA的浓度的年际相对平均变率大致在10.35%之间。定量评估气象参数及植被分布年际变化各自对近地面SOA浓度年际变化贡献的敏感性试验结果显示,气象参数的年际变化较之植被的年际变化,是近地面SOA浓度年际变化的最主要的驱动因素。这是因为气象参数不仅影响形成SOA的化学反应速率、输送和沉降等过程,还会通过影响植被VOCs排放的变化间接影响SOA浓度。植被参数变化对近地面SOA浓度年际变化的贡献虽然比气象参数的影响小得多,但从其影响SOA浓度年际变化的量级上看,植被年际变化的影响仍是需要考虑的因素之一。区分气象参数直接影响和植被VOCs排放变化间接影响的研究结果表明,仅在植被VOCs排放年际变化的驱动下,夏季近地面O3和SOA浓度年际变化范围大约在2-5%。\n 运用2004-2006及1986-1988年geos-4再分析气象场资料驱动geos-chem,研究中国地区1980s-2005年间气象场与土地覆盖变化对BVOCs排放及近地面O3和SOA浓度变化的贡献。模拟结果表明,中国地区2005年BVOCs年排放总量相比1980s年代末增加了6.7%。土地覆盖变化使得中国地区BVOCs排放总量减少(-7.4%)。这主要由二十年间城市面积扩张及植被覆盖面积变化引起的。与此相反,2005年与1980s气象场差异使得中国地区BVOCs排放量总体上表现为增加(10-20%)。在气象场、植被、BVOCs排放变化的综合作用下,中国大部分地区夏季平均近地面O3浓度可增加1.6 ppbv。而2005年中国年平均SOA浓度相比于1980s年平均SOA浓度增加了5%,其中土地覆盖变化使得中国东南、西南及东北地区年平均近地面SOA浓度减少了1-4%。

关键词：植被VOCs排放年际变化对流层臭氧二次有机气溶胶 geos-chem模式大气污染物

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不同碳通量和模式分辨率对geos-chem模型模拟CO2浓度的定量研究

不同碳通量和模式分辨率对GEOS-Chem模型模拟CO2浓度的定量研究

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作者：杨震林青岛科技大学

学位级别：硕士

大气中的二氧化碳（CO2）浓度不断增加,其对气候变化的影响日益加剧。通过数值模拟,可以得到全球/区域的大气CO2浓度和碳源/汇的时空分布特征,这有助于我们加深对碳循环的理解。本文利用全球化学传输模式geos-chem,使用四组先验碳通量... 详细信息

大气中的二氧化碳（CO2）浓度不断增加,其对气候变化的影响日益加剧。通过数值模拟,可以得到全球/区域的大气CO2浓度和碳源/汇的时空分布特征,这有助于我们加深对碳循环的理解。本文利用全球化学传输模式geos-chem,使用四组先验碳通量数据组合,对2007～2010年全球和北美的CO2浓度进行数值模拟,并与地面观测值进行对比验证,对不同碳通量的相对重要性进行定量评估,从而挑选出全球CO2浓度模拟的最优先验碳通量数据组合。利用Carbon tracker 2019B（CT2019B）先验碳通量数据模拟全球CO2浓度与站点观测值之间的平均误差、均方根误差达到1.0409 ppm、2.8061 ppm,相关系数为0.7639。模拟北美CO2浓度与站点观测值之间的平均误差、均方根误差和相关系数分别为1.3349 ppm、3.3706 ppm和0.7558。同时本文利用4个典型的北美站点对geos-chem全球模式和嵌套模式的模拟结果进行了对比。结果表明,利用geos-chem嵌套模式可以提高目标区域模拟结果的精度,平均误差、均方根误差和相关系数分别提高了0.2106 ppm、0.1419 ppm和0.0154。这说明通过嵌套模式来提高模式分辨率对我们的模拟很重要。本文还利用北美地区最优的CO2模拟分析了该地区在2018～2021年大气CO2浓度和排放通量的时空分布情况。北美CO2浓度平均值高于全球平均1.125 ppm,北美CO2浓度年平均增长速率（3.25 ppm）高于全球年平均增长速率（2.125 ppm）。其次,北美地表大气CO2浓度具有较强的季节性和区域性特征,夏秋两季显著低于春冬两季,CO2高排放区主要集中在北美东部、西北部和西部地区。

关键词： geos-chem模式 CO2浓度碳源汇不同碳通量模式分辨率

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基于随机森林的南京市PM_(2.5)和O_(3)对减排的响应

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环境科学 2023年第8期44卷 4250-4261页

作者：尚永杰茅宇豪廖宏胡建林邹泽庸南京信息工程大学环境科学与工程学院江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室气象灾害预报与评估协同创新中心气候与环境变化国际联合研究实验室南京210044

自2013年《大气污染防治行动计划》实施后,南京市大气污染有所改善,但仍面临着细颗粒物(PM_(2.5))和臭氧(O_(3))污染问题.为探究污染物浓度对其前体物减排的响应,获得有效的减排策略,常利用大气化学模式进行多组基于排放扰动的敏感性试... 详细信息

自2013年《大气污染防治行动计划》实施后,南京市大气污染有所改善,但仍面临着细颗粒物(PM_(2.5))和臭氧(O_(3))污染问题.为探究污染物浓度对其前体物减排的响应,获得有效的减排策略,常利用大气化学模式进行多组基于排放扰动的敏感性试验,而这需要消耗大量计算时间和计算资源.应用随机森林算法对2015年大气化学传输模式(geos-chem)模拟结果进行机器学习,高效地预测了南京2019年PM_(2.5)浓度日均值和日最大8 h臭氧(MDA8 O_(3))浓度对不同人为源排放控制情景的响应.随机森林结果表明2019年中国人为排放每减少10%,南京ρ(PM_(2.5))季节平均值下降2~4μg·m^(-3).当2019年中国人为源减排比例高于20%时,南京ρ(PM_(2.5))年均值将低于国家二级限值(35μg·m^(-3)).若仅对中国地区O_(3)前体物氮氧化物(NO_(x))和挥发性有机污染物(VOCs)同比例减排,反而可能导致南京MDA8 O_(3)浓度季节平均值上升.2019年中国地区人为排放同等比例减少10%~50%,南京ρ(MDA8 O_(3))季节平均值在春、秋和冬季分别比基准试验增高约1~3、1~4和3~11μg·m^(-3).而当中国地区NO_(x)减排10%且VOCs减排20%时,南京各季节的ρ(MDA8 O_(3))平均值均有所下降(3~6μg·m^(-3));在此基础上,进一步加大VOCs减排比例(30%),南京ρ(MDA8 O_(3))年均值将减少7μg·m^(-3).若是仅进行南京本地人为源减排,南京O_(3)浓度年均值将出现增加.因此,为有效缓解南京O_(3)污染,中国地区NO_(x)和VOCs减排比需小于1∶2.结合随机森林和geos-chem模式可高效地得到污染物对前体物减排的响应,为大气污染防治策略的制定提供有效的科学支撑.

关键词：细颗粒物(PM_(2.5)) 臭氧(O_(3)) 随机森林减排情景分析 geos-chem模式

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“大气污染防治行动计划”执行以来我国夏季大气OH浓度变化的数值模拟

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大气科学 2023年第3期47卷 713-724页

作者：张丹瑜婷廖宏李柯代慧斌顾梓会南京信息工程大学环境科学与工程学院/江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室/江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044

OH自由基是对流层中主要的氧化剂,是大气氧化性的重要表征。文章利用geos-chem模式量化了2014~2017年“大气污染防治行动计划”执行以来,人为排放和气象因素变化对中国夏季大气OH浓度变化的贡献。模拟结果表明,2014~2017年间夏季整个中... 详细信息

OH自由基是对流层中主要的氧化剂,是大气氧化性的重要表征。文章利用geos-chem模式量化了2014~2017年“大气污染防治行动计划”执行以来,人为排放和气象因素变化对中国夏季大气OH浓度变化的贡献。模拟结果表明,2014~2017年间夏季整个中国OH浓度呈现上升趋势,最大上升出现在30°N附近的华南地区。在华北平原地区,OH浓度也呈明显的上升趋势(0.1×10^(6)molecules cm^(-3)a^(-1)),而OH浓度比较高的珠江三角洲地区的OH变化趋势较小。敏感性试验结果表明,气象和人为排放变化都对2014~2017年华北平原OH浓度上升有促进作用,但人为排放的贡献(OH增加10.0%)远大于气象的贡献(OH增加1.5%);OH浓度变化最大的南方地区主要是气象条件控制。进一步对气象因素分析发现,影响全国OH变化最重要的气象要素是太阳短波辐射,决定了2014~2017年中国OH浓度增长趋势最大的区域。但在华北地区,2014~2017年短波辐射略微减少的影响被边界层高度明显降低带来的OH增加所抵消。

关键词： OH自由基 geos-chem模式气象人为排放

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基于模式分析一次沙尘暴过程中沙尘表面非均相化学过程对中国地区污染物浓度的影响

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气候与环境研究 2018年第4期23卷 413-428页

作者：唐颖潇邱雨露朱佳陈磊廖宏中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049 南京信息工程大学环境科学与工程学院南京210044

利用戈达德对地观测系统(geos)提供的再分析气象场geos-5驱动的geos-chem模式,模拟中国地区2009年4月22~29日沙尘暴期间沙尘气溶胶表面非均相化学过程对我国污染物的影响。模拟结果表明,沙尘暴期间,全国平均沙尘硝酸盐和沙尘硫酸盐浓度... 详细信息

利用戈达德对地观测系统(geos)提供的再分析气象场geos-5驱动的geos-chem模式,模拟中国地区2009年4月22~29日沙尘暴期间沙尘气溶胶表面非均相化学过程对我国污染物的影响。模拟结果表明,沙尘暴期间,全国平均沙尘硝酸盐和沙尘硫酸盐浓度分别为0.2μg m^(-3)和0.4μg m^(-3),占总硝酸盐(非沙尘硝酸盐与沙尘硝酸盐之和)和总硫酸盐(非沙尘硫酸盐与沙尘硫酸盐之和)的24%和10%。我国西部地区沙尘硝酸盐占比(>80%)要大于其他地区,而西部地区的沙尘硫酸盐占比则要小于下游地区。考虑非均相化学反应后,沙尘暴期间,全国平均的二氧化硫(SO_2)、硝酸(HNO_3)、臭氧(O_3)、非沙尘硫酸盐、总硫酸盐、非沙尘硝酸盐、总硝酸盐、NH_3、总铵盐浓度变化量分别为-7%、-15%、-2%、-8%、3%、-2%、14%、21%、-5%。

关键词： geos-chem模式非均相化学沙尘暴气溶胶

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中国区域大气污染物与气象参数之间相互作用的数值模拟研究

中国区域大气污染物与气象参数之间相互作用的数值模拟研究

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作者：杨洋中国科学院大学

学位级别：博士

对流层臭氧和大气气溶胶是大气中主要的污染物。它们能够直接危害人类身体健康，降低大气能见度，也可以通过改变地气系统的能量平衡来影响气候变化。观测表明中国的臭氧和气溶胶浓度非常高，这是由排放和气象参数共同决定的，而高浓度... 详细信息

对流层臭氧和大气气溶胶是大气中主要的污染物。它们能够直接危害人类身体健康，降低大气能见度，也可以通过改变地气系统的能量平衡来影响气候变化。观测表明中国的臭氧和气溶胶浓度非常高，这是由排放和气象参数共同决定的，而高浓度的臭氧和气溶胶又能进一步影响东亚地区的气候变化。所以评估大气污染物与气象参数之间的相互影响对中国地区的空气质量变化、污染物跨界输送以及东亚地区的气候变化等都是非常重要的。\n 我们首先利用NASA-geos同化的气象资料驱动全球三维大气化学传输模式geos-chem，分析研究了中国对流层臭氧的时空分布特征，并通过多个敏感性试验进一步探讨东亚夏季风对中国对流层臭氧浓度年际变化的影响。模式模拟的1986-2006年中国地区夏季平均地面O3浓度的年际变化与东亚夏季风指数之间具有非常显著的正相关关系，相关系数为+0.75。相对于强季风年，弱季风年的夏季地面O3浓度在整个中国平均降低了2.0 ppbv，约为中国区域平均O3浓度的4％。研究发现强弱季风年O3跨界输送的差异是影响O3浓度年际变化最重要的原因。跨界输送加上垂直输送的变化可以解释80％的强弱季风年地面O3浓度的差异。通过改变排放的敏感性试验可以进一步发现东亚夏季风强度变化在影响中国地区夏季地面O3浓度上和人为排放变化的影响一样重要。\n 随后研究同样利用geos-4再分析气象场资料驱动的geos-chem模式，模拟了气象参数和排放变化对东亚地区气溶胶输出年际变化及年代际趋势的影响。通过只改变气象参数的IVMET试验发现，气象参数变化可以造成东亚地区气溶胶输出通量在年际尺度上产生10-20％的震荡。而在只改变人为排放的IVEMIS试验中，人为排放变化造成的东亚地区气溶胶输出通量年际变化都在±10％之间。说明气象参数和人为排放变化都会影响东亚地区气溶胶输出通量的年际变化，气象参数的影响比人为排放更大。对于东亚地区气溶胶输出通量的年代际变化来说，气象参数和人为排放的变化都可以使其在年代际尺度上出现增加的趋势，但是人为排放变化的影响远大于气象参数变化的影响。当只考虑气象参数的变化时，1986-2006年PM2.5输出通量增加了6％，当只考虑人为排放的变化时，气溶胶输出通量增加了36％。\n 最后，我们利用地球系统模式NCAR CESM模拟了人为气溶胶的直接和间接气候效应对东亚夏季气象参数的影响。研究发现，人为气溶胶对东亚夏季的云量改变很小，云滴数浓度和云水路径对气溶胶直接效应的响应比较小，而对总效应（直接加间接）的响应比较大，该结果显示在对东亚地区夏季云参数的改变上人为气溶胶的间接效应起了主导作用。在华北地区气溶胶的直接效应对东亚夏季的地面净辐射变化起主要作用，在华南地区气溶胶的间接效应起主要作用。在整个中国东部，夏季地面温度对人为气溶胶直接效应的响应为-0.3K，而对直接加间接效应的响应为-1.2K。气溶胶直接效应和气溶胶总效应造成860hPa经向风场在中国东部分别增加0.22ms-1和0.17ms-1，说明人为气溶胶的直接效应是增强东亚夏季风的，但是其间接效应是可能减弱东亚夏季风。在华北地区，直接效应造成总降水增加0.2 mm day-1，直接加间接效应总和为0，而在华南地区，直接效应造成总降水变化为-0.2mm day-1，直接加间接效应造成总降水变化为-0.8mm day-1，意味着在对中国东部地区夏季总降水的影响上，人为气溶胶间接效应比直接效应更显著，间接效应使中国东部地区就降水减少，在华南比华北减少的降水更多。

关键词：大气污染物气象参数数值模拟 geos-chem模式

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基于机器学习的全球和区域PM2.5和O3污染长期变化预估

基于机器学习的全球和区域PM2.5和O3污染长期变化预估

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作者：李慧敏南京信息工程大学

学位级别：硕士

大气气溶胶和臭氧（O3）是大气中的主要污染物,对人类健康和生态系统构成潜在威胁。近几十年来,全球不同地区的大气污染状况发生了显著变化。北美和欧洲的气溶胶浓度整体呈下降趋势,而在中国,由于快速的工业化和城市化,细颗粒物(PM2.5)... 详细信息

大气气溶胶和臭氧（O3）是大气中的主要污染物,对人类健康和生态系统构成潜在威胁。近几十年来,全球不同地区的大气污染状况发生了显著变化。北美和欧洲的气溶胶浓度整体呈下降趋势,而在中国,由于快速的工业化和城市化,细颗粒物(PM2.5)浓度急剧上升。自2013年中国实施《大气污染防治行动计划》以来,PM2.5污染状况得到了控制。获得长期的PM2.5数据可以更准确地了解近几十年来中国PM2.5浓度变化及其对环境和气候的影响。此外,近些年来亚洲O3污染事件频繁发生,气象要素和天气条件在O3污染方面扮演着重要角色。探讨未来不同情景下气溶胶和O3浓度的变化及其成因对于未来空气质量评估和气候变化应对政策的制定至关重要。本研究利用地面观测、全球三维大气化学传输模式（geos-chem）、机器学习方法以及第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）最新提出的共享社会路径（SSPs）,对中国历史PM2.5进行估算,并对未来PM2.5和O3污染的变化进行预估。具体而言,我们主要开展了以下工作: （1）通过选择影响PM2.5浓度的主要因素,包括大气能见度和其他辅助数据,结合机器学习方法,构建了一个涵盖1980年至2019年期间的中国近地面长期PM2.5浓度格点数据集。机器学习模型估算的日均PM2.5浓度与地面观测值极为一致,二者之间的决定系数达到0.95,平均相对误差为12%。在所有用于训练机器学习模型的独立变量中,大气能见度的重要性最大,其贡献达到30%。此外,排放和气象条件也是影响PM2.5估算值的重要因素。模型估算的1980–2014年PM2.5浓度在中国东部地区持续增长,最大增速为5–10μg m-3 decade-1。由于实施了清洁空气行动计划,2014年至2019年间华北平原地区的PM2.5浓度显著降低,下降速率超过50μg m-3 decade-1,中国许多其他地区的PM2.5下降速率在20–50μg m-3decade-1之间。这一新建立的1°格点PM2.5浓度数据集覆盖了中国过去40年的数据,为深入探究气溶胶对环境和气候的年际和年代际影响提供了有效手段。（2）利用geos-chem模式模拟结果、CMIP6多模式模拟结果以及其他辅助数据,并结合机器学习方法,预估了全球2015–2100年未来近地面PM2.5浓度及其重要组分。结果表明,在低排放情景（SSP1-2.6和SSP2-4.5）下,2095年（2091–2100年平均）东亚地区的PM2.5浓度相较于2020年（2015–2024年平均）预计将下降40%,南亚地区的PM2.5将下降20%–35%,欧洲和北美地区的PM2.5将下降15%–25%,这主要是由于排放的减少所致。若仅考虑气候变化的影响,在高强迫情景（SSP5-8.5）下,华北和美国西部地区的PM2.5浓度将增加10%–25%,而华南、南亚和欧洲的PM2.5将减少0%–25%。越暖的气候条件将对全球气溶胶产生更强的调节作用。在高强迫情景下,气候变化对未来全球许多地区的气溶胶浓度的影响甚至与人为排放变化的作用相当,突显了气候变化在调控未来空气质量方面的重要性。（3）基于三维变分数据同化方法将2014–2019年中国O3实际观测值和geos-chem模式模拟结果进行数据同化,再综合使用机器学习方法、多种情景下CMIP6多模式模拟的气象场以及其他辅助数据,量化未来气候变化对亚洲地区2020–2100年期间近地面O3浓度的影响。研究结果表明,在低强迫情景（SSP1-2.6）下,气候变化导致亚洲O3浓度增加不超过5%。在高强迫情景（SSP5-8.5）下,21世纪后十年（2091–2100年）华南、东南亚和印度南部地区的近地面O3浓度与2020–2100年前十年（2020–2029年）相比,预计将增加5%–20%,华北和恒河平原地区的O3增加幅度则低于10%。亚洲大部分地区O3浓度的增长主要是由于存在有利于O3光化学生成的气象条件。此外,在未来气候变暖的背景下,中国东部地区夏季O3污染将会加剧,从华北地区向华南地区扩展,并延长到寒冷季节。揭示了未来气候变化对亚洲O3污染的惩罚效应,为制定缓解环境和气候变化战略提供了重要启示。（4）气候变化可以通过直接改变O3的物理和化学过程,以及间接改变O3前体物的生物源排放,从而影响O3污染水平。通过采用基于理化过程的可解释机器学习方法,并融合多源数据（例如O3的物理和化学过程、气象场、O3前体物排放以及其他辅助数据）,预估了中国2020–2100年近地面O3浓度。研究结果显示,机器学习模型在预估中国O3浓度方面具有出色的表现,决定系数为0.95,平均相对误差为5%。相对于高强迫情景（SSP5-8.5）,在碳中和情景（SSP1-1.9）下,预计到2060年（2055–2064年平均）中国东部地

关键词： PM2.5 臭氧机器学习 geos-chem模式气候变化

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陆地生态系统碳通量与海洋碳通量对geos-chem模拟全球CO2浓度的影响

陆地生态系统碳通量与海洋碳通量对GEOS-Chem模拟全球CO2浓度的影...

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作者：张珊成都信息工程大学

学位级别：硕士

大气中CO2含量的增加速率已经超过了自然界所能吸收的速度,并逐步影响到全球气候变暖。在全球碳循环中,大气中CO2与陆地植被和海洋之间的交换通量最大,而利用模型模拟分析已经成为一种重要的手段用以加深对碳循环的理解。本文使用生物模... 详细信息

大气中CO2含量的增加速率已经超过了自然界所能吸收的速度,并逐步影响到全球气候变暖。在全球碳循环中,大气中CO2与陆地植被和海洋之间的交换通量最大,而利用模型模拟分析已经成为一种重要的手段用以加深对碳循环的理解。本文使用生物模型SiB3与优化后的Carbon Tracker 2016在2008-2010年间的陆地生态系统碳通量驱动geos-chem大气化学传输模型模拟全球CO2浓度。通过分析模拟CO2浓度的空间分布与季节变化,加深对全球陆地碳源汇分布特征的理解,探究陆地生态系统碳通量不确定性对模拟结果的影响,进而认识陆地生态系统碳通量反演精度提升的重要性。SiB3与优化后的CT2016陆地生态系统碳通量都具有明显的季节变化,但在欧洲地区碳源汇的表现相反,其全球总量与空间分布也存在极大的不确定性。模拟CO2浓度结果表明:在人为活动较少地区,陆地生态系统碳通量对近地面CO2浓度空间分布起主导作用,尤其在南半球和欧洲地区模拟浓度有明显差异,且两种模拟结果的季节差异依赖于陆地生态系统碳通量的季节变化。将模拟结果与9个观测站点资料进行对比,以期选用合适的陆地生态系统碳通量来提升geos-chem模拟CO2浓度的精度。实验结果表明:两种模拟结果均能较好的模拟CO2浓度的季节变化及其峰谷值,但CT2016模拟的CO2浓度更接近观测资料,模拟准确性更高。本研究也对有年际变化的海洋碳通量与气候态的海洋碳通量的分布特征与空间差异进行分析,加深对于海洋中碳源汇分布特征的理解。使用有年际变化的海洋碳通量与气候态的海洋碳通量分别驱动大气化学传输模型geos-chem模拟2008至2010年间全球CO2浓度,并将模拟值与9个观测站点CO2浓度比较,以探究海洋碳通量的年际变化对模型模拟CO2浓度的影响。结果表明两种模拟结果在南半球差异较大,而在四个季节中秋季的差异最大。与观测对比得到有年际变化的海洋碳通量模拟的CO2浓度更接近观测资料,模拟准确性更高。

关键词：陆地生态系统碳通量 geos-chem模式 CO2浓度碳源汇海洋碳通量

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基于伴随模型敏感性实验对珠三角地区PM2.5和O3联合减排策略的探索

基于伴随模型敏感性实验对珠三角地区PM2.5和O3联合减排策略的探索

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第二十六届大气污染防治技术研讨会

作者：陈雅婷王思慧朱丽叶中山大学大气科学学院

经过多年的努力,我国一次细颗粒物(PM)排放显著降低,部分地区PM已经转变为以二次生成为主,臭氧（O）也是二次生成的污染物,这标志着我国进入大气复合污染新阶段。作为主要的二次污染物,PM和O在生成过程中,共享了一些初级污染物来源,氮... 详细信息

经过多年的努力,我国一次细颗粒物(PM)排放显著降低,部分地区PM已经转变为以二次生成为主,臭氧（O）也是二次生成的污染物,这标志着我国进入大气复合污染新阶段。作为主要的二次污染物,PM和O在生成过程中,共享了一些初级污染物来源,氮氧化物（NO）和挥发性有机物（VOCs）是O和PM的共同前体物,因此O和PM具有一定的同根同源性,是复合大气污染不同阶段的表现形式,具备协同控制的基本条件。O形成的光化学过程能够提供生成二次PM所需的氧化剂,从而促进二次PM的化学生成。珠三角地区是改革开放以来中国经济发展最快、经济总量最大、城市化水平最高、人口最密集的地区之一。该地区各行业资源消耗较大,加上密集的植被覆盖,以及高温高湿的气候特征,在多种大气污染物和天然源VOCs高强度集中排放的情况下,以PM和O为代表的二次污染问题显著。自2015年以来,珠三角地区的首要污染物已经从PM转为O。但从目前来看,广东省PM平均浓度离国家一级标准（15微克/立方米）与世界卫生组织（WHO）标准（5微克/立方米）仍有一定差距。珠三角地区大气氧化性强,由于O浓度与其前体物浓度之间存在高度非线性关系,O污染治理存在相当大的不确定性。因珠三角地区PM与O的相关系数呈现正值,实现珠三角地区PM与O的协同减排,是具有可行性的。然而,在缺乏理论指导的情况下,使珠三角地区的PM与O的污染同时得到缓解非常困难,且只控制一种前体物的排放是不合理的。因此,我们利用geos-chem大气化学传输模型,结合PM与O前体物的伴随敏感性,提出了一个有效的PM和O基于不同排放情景下的联合减排策略。

关键词：臭氧(O3) 细颗粒物(PM2.5) geos-chem模式协同控制

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