| 夏季对流层臭氧辐射强迫对华北地区天气和空气质量的影响 |
| 摘要点击 1675 全文点击 468 投稿时间：2022-08-11 修订日期：2022-09-21 |
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| 中文关键词 对流层臭氧(O3) 辐射反馈 空气质量 数值模拟 过程诊断分析法 |
| 英文关键词 tropospheric ozone (O3) radiation feedback air quality numerical simulation progress diagnostic analysis |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 杜楠 | 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 | nandu@nuist.edu.cn | | 陈磊 | 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
国家环境保护大气复合污染来源与控制重点实验室, 北京 100084 | chenlei@nuist.edu.cn | | 廖宏 | 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 | hongliao@nuist.edu.cn | | 朱佳 | 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 | | | 李柯 | 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 | |
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| 中文摘要 |
| 自2013年我国实施《大气污染防治行动计划》以来，大气颗粒物浓度显著降低，但臭氧（O3）污染日益严峻，同时对流层O3作为一种重要的温室气体，其辐射强迫能够影响天气和空气质量.利用双向耦合的区域空气质量模型WRF-Chem，再现2017年6月发生在华北地区的一次O3污染事件，通过敏感性试验分析对流层臭氧辐射强迫（TORF）对当地气象场的影响，以及改变的气象变量对O3空气质量的反馈作用.结果表明，WRF-Chem模式在气象要素的模拟上表现出较好的性能，并且能够很好地捕捉到O3浓度的时空演变特征.TORF使北京-天津-河北-山东地区的近地面气温平均升高0.23 K （最大增温可达0.8 K）、近地面相对湿度降低1.84%、边界层高度增加27.73 m.TORF对风速的影响较弱（-0.02 m ·s-1），但产生的西南风异常容易将上游污染地区的O3和其前体物输送至华北地区.在臭氧辐射反馈的影响下，研究区域内φ（O3）平均增加1.7%（1.23×10-9），而在污染严重的北京和天津地区，φ（O3）增加量最高可达5×10-9.进一步利用过程诊断分析法可以发现，增强的气相化学反应是TORF恶化近地面O3污染的主导原因. |
| 英文摘要 |
| With the vigorous implementation of the Clean Air Action since 2013, the atmospheric particle pollution in China has been substantially reduced, but ozone concentrations have been increasing. Moreover, tropospheric ozone can make a difference in meteorology and air quality through its radiative forcing as an important greenhouse gas. A coupled regional meteorology-chemistry model (WRF-Chem) was used to reproduce an ozone pollution event that occurred in North China in June 2017. The impact of tropospheric ozone radiative forcing on local meteorological fields and its feedback effect on ozone air quality were analyzed through sensitivity experiments. The results revealed the excellent performance of the WRF-Chem model for meteorological parameters and ozone pollutant concentrations. Tropospheric ozone radiative forcing (TORF) increased the average near-surface temperature by 0.23 K in the Beijing-Tianjin-Hebei-Shandong Region (the maximum temperature increase could reach 0.8 K), reduced the relative humidity by 1.84%, and elevated the height of the boundary layer by 27.73 m. TORF had a weaker effect on wind speed (-0.02 m·s-1), but the generated anomalous southwestern wind was more liable to transport ozone and its precursors from upstream polluted areas to North China. Under the impacts of ozone radiation feedback, the ozone volume fraction in the study area increased by an average of 1.7% (1.23×10-9), whereas in the heavily polluted Beijing and Tianjin areas, the increase reached up to 5×10-9. Furthermore, the enhanced gas phase chemical reactions were identified as the dominant cause worsening near-surface ozone pollution by progress diagnostic analysis. |
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